DE2240275C2 - Automatische Lenkeinrichtung für durch Führungsbahnen geführte Fahrzeuge zur Lenkung an Weichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Lenkeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Es ist bekannt, lenkbare Fahrzeuge auf einer flachen Fahrbahn zu führen, in der ein Führungskanal unterhalb des Fahrzeuges vorgesehen ist.

Es sind schon viele Versuche gemacht worden, um derartige Fahrzeuge durch eine Programmsteuerung zu steuern, so daß sich jedes Fahrzeug in einem Verkehrsnetz von einem Punkt zu einem beliebigen anderen Punkt bewegen kann, wie dies z. B. auf der Internationalen Messe in Japan im Jahre 1970 versuchsweise durchgeführt worden ist.

Während es an sich nicht schwierig und bekannt ist, Fahrzeuge entlang einer Strecke ohne Abzweigung zu führen, indem z. B. an den Seitenwänden des Führungskanals anliegende Führungsräder benutzt werden, die an einem Lenkglied gelagert sind, ist es doch verhältnismäßig schwierig, zahlreiche Fahrzeuge mittels der Programmsteuerung derart zu steuern, daß jedes Fahrzeug die Bahn auswählen kann, um mii minimalem Zeitaufwand über Abzweigpunkte und Weichen den Bestimmungsort zu erreichen, ohne daß irgendeine Fehlschaltung auftritt.

Um die Fahrzeuge an Weichen zu lenken, ist es bekannt, unterhalb des Fahrzeugs in dem Führungskanal von außen gesteuerte, die Lenkrichtung auf das Lenkgestänge des Fahrzeugs übertragende Steuerglieder vorzusehen, die wahlweise mit einer in die eine oder andere Richtung weisenden Leitschiene in Eingriff kommen. Bei einer derartigen aus der US-PS 35 32 060 bekannten Lenkeinrichtung sind jedoch die Laufräder an einem Fahrgestell angeordnet, das unterhalb der Oberfläche läuft und mit dem Fahrzeugkörper in der Nähe des Schwerpunktes verbunden ist. Die Steuerglieder sind als Rollen ausgebildet, die mit Leitschienen oberhalb des Fahrgestelles in Eingriff gebracht werden können, aber infolge ihrer Lage insbesondere bei wechselnder Geschwindigkeit und in Kurven außerordentlich hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Die Steuerglieder müssen ferner ständig mit den Leitschienen in Eingriff gehalten werden, um das Fahrzeug auch bei gerader Fahrbahn zu führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Lenkeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Steuerglied während der normalen Gersdeausfahrt und auch in Kurven ohne Weichen möglichst weitgehend entlastet ist und bei der die von dem Steuerelement aufgenommenen Kräfte z. B. bei der Lenkung an Weichen möglichst gering gehalten werden. Durch die Lenkeinrichtung sollen die oben angegebenen Nachteile vermieden werden, und es soll mit einfachen Mitteln eine zuverlässige und rasch wirkende Lenkung unJ Führung des Fahrzeuges erreicht werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß das Lenkglied normalerweise in einer neutralen Stellung gehalten wird und nur durch die Außensteuerung dann eingestellt oder verstellt wird, wenn sich das Fahrzeug einer Weiche nähert, um es sicher in die gewünschte Fahrbahn zu lenken. Das Fahrzeug durchläuft dabei die Weiche sehr glatt, da ein wesentlicher Teil der Reaktionskräfte von dem an der Seitenwand des Führungskanals anliegenden Führungsrad aufgenommen wird, während das Steuerelement weitgehend entlastet ist.

Das Steuerelement kann in verschiedener Weise ausgebildet sein, je nachdem wie die Leitschiene am Boden des Führungskanals ausgebildet ist Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerelement als U-förmige Wippe mit nach unten weisenden Schenkeln ausgebildet, die am unteren Ende des Lenkgliedss mittels eines Gelenks kippbar befestigt ist. Dabei wird die an einer Weiche durch das Fahrzeug einzuschlagende Richtung durch die Kippstellung der Wippe bestimmt, bei der entweder ihr einer Schenkel oder ihr anderer Schenkel mit der einen oder anderen der beiden Seiten der Leitschiene in Berührung kommt.

Das Steuerelement kann jedoch auch in Form eines Fortsatzes ausgebildet sein, der am unteren Ende des Lenkgliedes befestigt ist, und in diesem Fall wird die durch das Fahrzeug an einer Weiche einzuschlagende Richtung durch die Lage des Fortsatzes bestimmt, bei der der Fortsatz entweder mit der einen oder anderen Seite der Leitschiene in Berührung ist.

Dabei ist es zweckmäßig, daß im Bereich von Weichen, die durch zwei aufeinander zulaufende Führungsbahnen gebildet sind, die sich vom Führungskanal der einen Führungsbahn in den Führungskanal der anderen Führungsbahn erstreckende Leitschiene vor der Einmündung der einen Führungsbahn in die andere Führungsbahn einen in Richtung auf die Führungsbahn, in die die Leitschiene einmündet, abgebogenen Teil aufweist.

Schließlich kann das Steuerelement auch in Form eines heb- und senkbaren Führungsrades ausgebildet sein. Dabei wird die durch das Fahrzeug einzuschlagende Richtung dadurch bestimmt, daß das Führungsrad in eine als Leitschiene dienende Vertiefung im Boden des Führungskanals abgesenkt wird oder nicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen

F i g. 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht der Lenkeinrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht,

Fig.2 einen Querschnitt entlang der Linie H-II der Fig. 1,

Fig.3 eine Draufsicht mit abzweigender Führungsbahn,

Fig.4 eine Draufsicht von zusammenlaufenden Führungsbahnen,

F i g. 5 bis 8 ein zweites Ausführungsbeispiel, wobei Fig.5 eine Seitenansicht der Lenkeinrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht,

F i g. 6 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 5,

Fig.7 eine Draufsicht mit abzweigender Führungsbahn,

ίο Fig.8 eine Draufsicht von zusammenlaufenden Führungsbahnen,

Fig.9 bis 12 ein drittes Ausführungsbeispiel, wobei F i g. 9 eine Seitenansicht der Lenkeinrichtung gemäß der Erfindung ist,
F i g. 10 eine Draufsicht der F i g. 9,

F i g. 11 einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 10, und

Fig. 12 einen Querschnitt entlang der Linie VII-VII der F ig. 10.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 4 bewegt sich ein Fahrzeug 1 auf einer Fahrbahn 2. Das auf der Fahrbahn-Oberfläche 3 laufende Fahrzeug 1 weist ein Lenkglied 4 auf, das sich von dem Fahrzeug i weg nach unten durch einen entlang der Fahrbahn 2 verlaufenden Schlitz 9 in einen Führungskanal 7 erstreckt

Wie in Fig.2 gezeigt ist, hat der untere Teil des Lenkgliedes 4 die Form einer doppelten Kurbel und trägt zwei Führungsräder 6, die horizontal angeordnet sind und in Berührung mit den vertikalen inneren Seitenwänden T und 7" des Führungskanals 7 stehen. Die zwei Führungsräder 6 sind demzufolge vertikal in einer versetzten oder verlagerten Stellung innerhalb des Führungskanals 7 geführt Am unteren Ende des Lenkgliedes 4 ist unterhalb der Führungsrad« 6 ein als Wippe wirkendes flaches U-förmiges Steuerelement 27 gelagert, dessen beide seitliche Schenkel 28 und 28' nach unten gerichtet sind.

Das Lenkglied 4 ist mit dem Lenkgestänge der lenkbaren Räder 10 des Fahrzeuges 1 verbunden und beeinflußt daher den Lenkwirbel der lenkbaren Räder 10 in Abhängigkeit der Stellung des Steuerelements 27.

Das Steuerelement 27 wird normalerweise von der

Bodenfläche 9 des Führungskanals 7 in Abstand gehalten, wenn z. B. das Fahrzeug der geradlinigen Fahrbahn folgt.

Wie F i g. 2 bis 4 zeigt, ist in der Mitte auf dem Boden 9 des Führungskanals 7 eine Leitschiene 25 angeordnet, die eine vorgegebene Breite a und eine vorgegebene Höhe Λ aufweist. Wie Fig.3 zeigt, ist an einer Weichenstelle des Führungskanals 7 von der Leitschiene 25 eine weitere Leitschiene 25' abgezweigt.

Das Steuerelement 27 ist so bemessen, daß beim

Befahren einer Weiche wahlweise einer der Schenkel 28 und 28' eine der Seitenflächen 29 der Leitschiene 25 oder 25' berührt und entlang der ausgewählten Seite der Schiene gleitet Die Aus wähl vorrichtung wird durch einen Computer gesteuert und ist am Fahrzeug 1 so angebracht, daß sie das Gelenk 26 steuern kann. Wenn das Fahrzeug 1 entlang der geradlinigen Fahrbahn in einer durch den Pfeil A angedeuteten Richtung läuft, wird der Schenkel 28' in Gleitbeiührung mit der in Fahrfichtung gesehen linken Seite 29 der Leitschiene 25 gehalten. Die durch eine Feder beaufschlagte flache U-förmige Wippe 27 verbleibt in dieser Stellung, bis sie ein anderes Signal vom Computer empfängt.

Sobald das Fahrzeug 1 der abgezweigten Fahrbahn folgen soll, d. h. in einer durch den Pfeil B aneedeuteten

Richtung fahren soll, wird das Gelenk 26 durch den Computer derart betätigt, daß der Schenkel 28 entlang der rechten Seite der Leitschiene 25 gleitet.

Wenn der Schenkel 28 der Wippe 27 nach der Umleitung in Richtung des Pfeils B in Fig.4 in die abgezweigte Fahrbahn in Berührung mit der in Fahrtrichtung gesehen rechten Seite der Leitschiene 25' bleibt, dann trifft der Schenkel 28 auf die Ecke der Abzweigstelle, was zu einem Bruch führen würde. Um dies zu vermeiden, ist eine ansteigende Rampe 35 auf der rechten Seite der Leitschiene 25' vorgesehen, um die Wippe 27 in die normale oder neutrale Stellung zurückzuführen, in der der Schenkel 28' der Wippe 27 wie bei geradliniger Fahrt mit der in Fahrtrichtung gesehen linken Seite der Leitschiene 25' oder 25 in Berührung steht.

Wenn andererseits das Fahrzeug in der Weiche in einer Richtung C gemäß F i g. 4 läuft, befindet sich der Schenkel 28' der Wippe 27 in Gleitberührung mit der in Fahrtrichtung gesehen linken Seite der Leitschiene 25. Wenn daher der Schenkel 28' in Berührung mit der linken Seite der Leitschiene 25 an der Weiche der Leitschienen 25 und 25' bleiben würde, würde der Schenkel 28 zu Bruch gehen. Um dies zu vermeiden, ist in Fahrtrichtung links vor der Weiche eine ansteigende Rampe 36 vorgesehen, die den Schenkel 28' anhebt und bewirkt, daß der rechte Schenkel 28 in Berührung mit der rechten Seite der Leitschiene 25 kommt. Nach dem Vorbeilauf am Verbindungspunkt der Fahrbahnen sollte der Schenkelabschnitt 28' wieder in die normale Position zurückgeführt werden. Zu diesem Zweck ist eine ansteigende Rampe 37 an der rechten Seite der Gleitschiene 25 vorgesehen, um den Schenkel 28 anzuheben und in die normale Stellung zurückzuführen.

In F i g. 5 bis 8 ist das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Ein Fahzeug 101 bewegt sich auf der Fahrbahn 102, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind ein ähnliches Lenkglied 104 und Führungsräder 106 vorgesehen, mit der Abweichung, daß ein Fortsatz oder Kontaktelement 115 am unteren Ende des Lenkgliedes 104 angebracht ist. Im Ausführungsbeispiel kann das Kontaktelement die Form einer abgerundeten Schiene oder flachen Schiene aufweisen. Das Lenkglied 104 ist wie im ersten Ausführungsbeispiel mit dem Lenkgestänge des Fahrzeugs 101 verbunden und beeinflußt den Lenkwinkel der lenkbaren Räder 110 des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der eingestellten Position des Kontaktelements 112. Das Kontaktelement 112 wird während der Fahrt mit Abstand über der Bodenfläche 109 des Führungskanals 107 bewegt.

Wie in F i g. 5 bis 8 gezeigt ist, ist am Boden 109 des Führungskanals 107 eine Leitschiene 115 vorgesehen, die parallel zur Mittellinie des Führungskanals verläuft. Andererseits ist eine weitere abgezweigte Leitschiene 115' am Boden des abgezweigten Führungskanals 107' vorgesehen, wie im Fall der Schiene 115. Die Einstellung des Kontaktelements 112, eine der beiden Seitenwände der Schiene 115 zu berühren, bestimmt die Bahn, der das Fahrzeug 101 an einer Weiche der Fahrbahnen folgt. Die Einstellung des Kontaktelements 112 wird beispielsweise mittels einer elektromagnetischen Einrichtung (nicht gezeigt) gesteuert, die durch einen Computer gesteuert werden kann.

An der Weiche der Fahrbahnen ist eine weitere Leitschiene 115' angeordnet, die sich von der abgezweigten Fahrbahn 119' bis zu einer Fahrbahn 119 erstreckt. Um die Berührung des Kontaktelements 112 mit der Leitschiene 115' zu gewährleisten, ist ein nach außen abgebogener Teil 115" vorgesehen, der mit der Schiene 115' einen Winkel λ einschließt. Die Art und Weise, in der das Kontaktelement 112 die Schiene 115 5 oder Schiene 115' berührt, ist ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel, und es wird daher auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet.

Die Fig.9 bis 12 zeigen das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Fahrzeug 201 läuft auf einer Fahrbahn 202. Wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug ein Lenkglied 204 auf, welches sich vom Fahrzeug nach unten durch einen Schlitz 205 in einen Führungskanal 207 erstreckt und an seinen unteren Kurbelteilen zwei horizontal angeordnete Führungsräder 206 trägt. Die zwei Führungsräder 206 stehen in Berührung mit den vertikalen inneren Seitenwänden 207' und 207" des Führungskanals 207 und werden dadurch geführt. In diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch ein weiteres Führungsrad 208 am unteren Ende des Lenkgliedes 204 gelagert, das in Berührung mit der Bodenfläche 209 des Führungskanals 207 steht. Das Lenkglied 204 ist gleichfalls mit dem Lenkgestänge des Fahrzeugs 201 verbunden, so daß der Lenkwinkel der lenkbaren Räder 210 des Fahrzeugs 201 von der Richtung des Lenkgliedes 204 bzw. des Führungsrades 208 bestimmt wird.

Der wichtigste Unterschied des dritten Ausführungsbeispiels von den zwei vorhergehenden Ausführungsbeispielen besteht darin, daß das Lenkglied 204, das die zwei Führungsräder 206 trägt, mit dem Führungsrad 208 als Steuerelement versehen ist und daß die Leitschiene in Form des Führungskanals vorgesehen ist, dessen Boden 209' tiefer ausgegraben ist oder weiter unten liegt als der Boden 209 des normalen Führungskanals.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich speziell auf die Unterschiede.

An der Weiche ist der Boden 209' eines abzweigenden Führungskanals, wie in Fig.9 gezeigt ist, auf eine Ebene ausgegraben, die unter derjenigen des Bodens 209 des Führungskanals 207 einer geradlinigen Fahrbahn liegt. Die Lenkung des Fahrzeugs, ob es einer linearen oder abzweigenden Fahrbahn folgen soll, kann demzufolge dadurch beeinflußt werden, ob das Lenkglied 204 in den tieferen Führungskanal 209' abgesenkt wird oder nicht Um die Rückführung der Führungsräder 206 einschließlich des Führungsrades 208 in die Normalstellung, d. h. zurück auf den normalen Boden des geradlinigen Führungskanals 207 zu erleichtern, ist an der Weiche zwischen dem unteren Boden 209' und dem normalen Boden 209 eine ansteigende Rampe 209" vorgesehen, wie in F i g. 9 gezeigt ist. Das Lenkglied 204 wird mittels eines Schaltklinkenmechanismus in Einstellposition gehalten. Wenn das Lenkglied 204 an der Weiche abgesenkt werden soll, wird das Lenkglied 204 mittels eines Computers außer Eingriff mit dem Schaltklinkenmechanismus gebracht bzw. von diesem zum Absenken des Lenkgliedes 204 freigegeben.

Im Betrieb dient das Führungsrad 208 lediglich dazu, die Bodenfläche des Führungskanals zu berühren. Wenn sich das Fahrzeug entlang einer Fahrbahn 202 bewegt, deren Boden 209 oberhalb des Bodens 209' einer abgezweigten Fahrbahn 202' liegt, wird der Schaltklinkenmechanismus in Eingriff mit dem Lenkglied 204 gehalten. Wenn sich dagegen das Fahrzeug auf einer abgezweigten Fahrbahn 202' bewegt dessen Boden 209' tiefer liegt als der Boden 209 einer Fahrbahn 202 und demzufolge das Lenkglied 204 sich in der ausgeklinkten, abgesenkten Stellung befindet und sich einer Weiche

zur Einmündung in eine Fahrbahn 202 mit höher gelegenem Boden 209 nähert, wird das Lenkglied aufgrund der Anordnung der Rampe 209" angehoben, wodurch es in Eingriff mit dem Schaltklinkenmechanismus gebracht wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Automatische Lenkeinrichtung für Fahrzeuge mit an der Fahrbahnoberfläche aufliegenden lenkbaren Laufrädern zur Lenkung an Weichen mittels unterhalb des Fahrzeugs in einem Führungskanal angeordneter, von außen gesteuerter, über ein Lenkglied auf das Lenkgestänge des Fahrzeugs einwirkenden Steuerelementen, die wahlweise mit einer in die eine oder andere Richtung weisenden Leitschiene in Eingriff kommen, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Seitenwand (T und 7"; 107' und 107"; 207' und 207") des Führungskanals (7; 107; 207) ein um eine senkrechte Achse drehbares Führungsrad (6; 106; 206) anliegt, das an dem Lenkglied (4; 104; 204) gelagert ist, daß die Leitschiene (25; 115; 209) am Boden des Führungskanals (7; 107; 207) in der Mitte angeordnet ist, daß das von der Leitschiene (25; 115; 209) geführte Steuerelement (27; 112; 208) am unteren Ende des Lenkglieds (4; 104; 204) verstellbar angebracht ist und daß im Bereich von Weichen die Einstellung des Steuerelements (27; 104; 204) ändernde Mittel (35, 36 und37; 115";209") vorgesehen sind.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement als U-förmige Wippe (27) mit nach unten weisenden Schenkeln (28 und 28') ausgebildet ist, die am unteren Ende des Lenkglieds (4) mittels eines Gelenks (26) kippbar befestigt ist und daß die an einer Weiche durch das Fahrzeug einzuschlagende Richtung durch die Kippstellung der Wippe bestimmbar ist, bei der entweder ihr einer Schenkel (28) oder ihr anderer Schenkel (28') mit der einen oder anderen der beiden Seiten (29) der Leitschiene (25) in Berührung kommt.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von Weichen, die durch aufeinander zulaufende Leitschienen (25 und 25') zweier ineinander einmündender Führungskanäle (7) gebildet werden, am Boden (9) der Führungska- *o näle (7) auf den sich vereinigenden Seiten der beiden Leitschienen (25' und 25) vor der Vereinigungsstelle jeweils eine in Fahrtrichtung ansteigende Rampe (35 bzw. 36) und auf einer der beiden Seiten der einen Leitschiene (25 bzw. 25') im Bereich nach der Einmündung der anderen Leitschiene (25' bzw. 25) eine in Fahrtrichtung ansteigende Rampe (37) vorgesehen sind (F i g. 4).

4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement in Form eines Fortsatzes (112) ausgebildet ist, der am unteren Ende des Lenkgliedes (105) befestigt ist, und daß die durch das Fahrzeug an einer Weiche einzuschlagende Richtung durch die Lage des Fortsatzes (12) bestimmbar ist, bei der der Fortsatz (112) entweder mit der einen oder anderen Seite der Leitschiene (115) in Berührung ist.

5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von Weichen, die durch zwei aufeinander zulaufende Fahrbahnen (119' und 119) gebildet sind, die sich vom Führungskanal der einen Führungsbahn (119') in den Führungskanal der anderen Führungsbahn (119) erstreckende Leitschiene (115') vor der Einmündung der einen Führungsbahn (119') in die andere Führungsbahn (119) einen in Richtung auf die Führungsbahn (119), in die die Leitschiene (115') einmündet, abgebogenen Teil (115") aufweist.

6. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement in Form eines heb- und senkbaren Führungsrades (208) ausgebildet ist, und daß die durch das Fahrzeug an einer Weiche einzuschlagende Richtung dadurch bestimmbar ist, daß das Führungsrad (208) in eine als Leitschiene dienende Vertiefung (209') im Boden des Führungskanals abgesenkt wird oder nicht

7. Lenkeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von Weichen, die durch zwei aufeinander zulaufende Fahrbahnen (202' und 202) gebildet sind, die sich in den Führungskanal der in die eine Fahrbahn (202) einmündenden Fahrbahn (202') befindende Leitschiene bzw. Vertiefung (209') vor der Einmündung mit einer bis zum Boden (209) der Fahrbahn (202) ansteigenden Rampe (209') versehen ist