DE3719708A1 - Spurfuehrungseinrichtung fuer fahrzeuge fuer das befahren von strassen und schienenwegen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrift eine Spurführungseinrichtung für Fahrzeuge für das Befahren von Straßen und Schienenwegen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, für solche Spurführungseinrichtungen paarweise mit Spurkränzen versehene Führungsrollen vorzusehen, die über ein schwenkbares Gestänge im Bereich der Vorder- und der Hinterräder mit dem Fahrzeug verbunden sind; vgl. DE-PS 19 13 878.

Aus geometrischen Verhältnissen bei der Kurvenfahrt mit solchen Fahrzeugen gelangen diese mit ihren aufstützenden Rädern außermittig zu den Schienenköpfen der Schienen des Schienenweges. Hieraus resultiert, daß der Angriffspunkt der jeweiligen Führungsrolle möglichst nahe dem Punkt liegen soll, wo die Senkrechte durch die Achsmitte des jeweiligen Rades die tragende Schiene schneidet. Bei Kurvenfahrten ist die Verbindungslinie zwischen diesen beiden Punkten die Sehne zu dem Kreisbogen der von der Schiene gebildeten Kurve. Dies führt bei kleinen Kurvenradien, also engen Kurven, und/oder großen Achsabstand des zu führenden Fahrzeuges zu einem aus der Spur fahren, also abrutschen der Räder vom Schienenkopf. Auch beim gerade noch in der Spur bleiben der das Fahrzeug tragenden Rädern wird dieser Versatz oftmals größer als vorgegeben, so daß in Gleisnähe befindliche Geräte zur Aufrechterhaltung des üblichen Schienenverkehrs mit Schienenfahrzeugen, wie beispielsweise Achszähler, Indusi und ähnliche Geräte beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen durch eine Weiterbildung der bekannten Spurführungs­ einrichtung in der Weise, daß in Abhängigkeit des zu durchfahrenden Kurvenradius des Schienenweges durch ein korrigierendes Versetzen des Fahrzeuges in bezug auf die Mittellinie des durch die Schienenköpfe der Schienen bestimmten Schienenweges die das Fahrzeug tragenden Räder weitgehend mittig auf den Schienenköpfen gehalten werden.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Spurführungsein­ richtung wird bei der Kurvenfahrt an den gelenkig ange­ ordneten Führungsrollen entstehende Einschlagwinkel α, β mit geeigneten mechanischen, hydraulischen oder elektromechani­ schen Stellgliedern, vorzugsweise mittels Spurstangen und Lenkhebel die Längsachse des Fahrzeuges mit seinen aufstehenden Rädern zur Längsachse der Spurführungseinrich­ tungen um ein Maß A/B, abhängig vom Kurvenradius und von der Schwenkrichtung derart versetzt, daß die Mittelachse der auf den Schienenköpfen aufstehenden Rädern des Fahrzeuges wieder mit der Mittelachse der Schienenköpfe des Schienenweges übereinstimmt, insbesondere aber der vorgegebene zulässige Versatz zwischen aufstehenden Rädern und Schienenköpfen des Schienenweges eingehalten wird.

Erfolgt die Abtastung der Einschlagwinkel α und β mittels besonderer Sensoren, so ist über von diesen Sensoren gesteuerte elektrohydraulische Servoventile, die mit zwischen Spurstangen und Lenkhebel der Spurführungseinrichtungen angeordneten hydraulischen oder elektromechanischen Stellmotoren zusammenwirken, der ermittelte Versatz des Fahrzeuges gegenüber seiner Führungseinheit besonders einfach und betriebssicher durchzuführen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die mit einem Fahrzeug für das Befahren von Straßen und Schienenwe­ gen verbundenen Spurführungseinrichtungen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Darstellung des zu korrigierenden Versatzes eines auf einem Schienenkopf des Schienenweges für das zu befahrende Fahrzeug aufstehenden luftbereiften Rades,

Fig. 3 eine Spurführungseinrichtung gemäß der Erfindung mit einem Sensor zur Ermittlung des Einschlagwinkels der Führungsrollen der erfindungsgemäßen Spurführungseinrichtung,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit hydraulischen Stellmitteln,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung elektromechanischer Stellmittel und

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung elektrohydraulischer Stellmittel.

Ein in Fig. 1 nicht näher dargestelltes Fahrzeug weist einen Fahrzeugrahmen 10 mit einer vorderen und einer hinteren Radachse 11 und 12 auf, an denen luftbereifte Vorderräder 13 und luftbereifte Hinterräder 14 in üblicher Weise angeordnet sind und über die der Antrieb des Fahrzeuges sowohl auf der Straße als auch auf einem Schienenwege erfolgt, wo diese Räder als sogenannte Aufstandsräder dienen; vgl. auch Fig. 2.

Der Antrieb und die Lenkung des Fahrzeuges sind hier, da nicht zur Erfindung gehörend, nicht dargestellt.

Mit dem Fahrzeugrahmen 10 sind im Bereiche der vorderen und der hinteren Radachse 11 und 12 je ein Tragrahmen 15 und 16 starr verbunden, an denen über paarweise angeordnete, aus der in Fig. 1 dargestellten Arbeitslage in eine ohne Berührung mit den Schienen 21 eines Schienenweges SW befindliche Ruhelage schwenkbare Lagerarme 17 und 18 befestigt sind. Die Lagerarme halten jeweils eine Traverse 19 und 20, die ihrerseits in bezug auf die Fahrzeuglängsachse FL querver­ schieblich gelagert sind.

Jede Traverse trägt an jedem ihrer Enden eine vertikale Schwenkachse 23, auf der jeweils eine Schienenführungsplatte 24 schwenkbar gelagert ist. An jeder Schienenführungsplatte 24 sind jeweils paarweise rechtwinklig zur Schwenkachse 23 drehbar gelagerte Führungsrollen 25 angeordnet. An den dem Fahrzeug zugewandten Enden der Schienenführungsplatten sind Spurstangen 27 angelenkt, deren abgewandte Enden an je einer Schubstange 29 angelenkt sind. Die Schubstangen 29 sind mit ihrem einen Ende über ein Langloch 22 an der jeweiligen Stirnseite 30 der beiden Tragrahmen 15 und 16 sowie mit ihren anderen Enden an der Traverse bei 32 mittig angelenkt; vgl. Fig. 1.

Auf diese Weise läßt sich, wie Fig. 1 deutlich zeigt, das Fahrzeug 10 mit seiner Längsachse FL sowohl im Bereiche der vorderen als auch im Bereiche der hinteren Räder um geringe Beträge A bzw. B versetzen. Infolge der beschriebenen Schubgelenkverbindung 17 bis 29 ist diese Versetzung proportional dem jeweiligen Einschlagwinkel α bzw. β der Schienenführungsplatten 24 in bezug auf die Fahrzeuglängs­ achse und abhängig von der Schwenkrichtung. Damit werden die in Fig. 2 dargestellten Versetzungen A und B der luftbe­ reiften Räder 13 und 14, deren zugeordneten Räder parallel zueinander stehen, in bezug auf die Mittellinie der Schienenköpfe der Schienen des Schienenweges SW im Sinne einer Rückversetzung in die gewünschte Mittelstellung zurückversetzt. Die jeweils zueinander parallelen Räder der Räderpaare 13 und 14 befinden sich nämlich, insbesondere bei engen Kurvenradien des Schienenweges SW, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, infolge des stets gleichen Abstandes der Schienenköpfe 31 der Schienen 21 zu diesen seitlich verschoben, da diese Räder, anders als die Führungsrollen 25, dem jeweiligen Kurvenradius des Schienenweges nicht folgen können. Damit wird sowohl ein Abrutschen der Räder von den Schienenköpfen und damit ein "Entgleisen" des Fahrzeuges als auch ein zu großer Versatz der Räder und damit ihrer Luftreifen zur Schienenmitte verhindert, durch den in Gleisnähe befindliche Achszähler, Indusi und ähnliche zur Steuerung des Schienenfahrbetriebes normalerweise vorhandene Geräte beschädigt werden können.

Um die Geradeausfahrt des Fahrzeuges während der Schienen­ fahrt, also bei abgesenkten Schienenführungsvorrichtungen zu verbessern, ist ein Feder-Dämpfungssystem FD vorgesehen, das an den quer verschiebbaren Traversen 19, 20 und an den fahrzeugfesten Lagerarmen 17 und 18 angreift und aus einem an sich bekannten nicht näher dargestellten Feder-Dämpfer-System besteht.

Sind die Schienenführungsvorrichtungen an der in Fig. 3 gezeigten Weise ausgebildet, wo anstelle jeweils eines Führungsrollenpaares ein einzelnes größeres Führungsrad 35 vorgesehen ist, so ist einer jeden Spurführungseinrichtung ein Sensor 37 zugeordnet, der die jeweilige Größe des Kurvenradius abtastet. Diese Sensoren erzeugen entsprechende elektrische Steuerungssignale, die wie Fig. 6 zeigt, Servoventile von hydraulischen Arbeitszylindern steuern, welche anstelle der Spurstangen 27 auf die Traverse 19 einwirken.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen an sich bekannte hydraulische, elektromechanische und elektrohydraulische Hilfsmittel für das vorstehend erläuterte Versetzen des Fahrzeuges um die Beträge A bzw. B; gleiche Bauteile sind dort jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der Ausführungsform nach Fig. 4 werden über eine Pumpe P und ein mechanisch verstellbares Steuerventil 41 sowie über entsprechende Hydraulikleitungen 42, 43 zwei entgegengesetzt wirkende hydraulische Arbeitszylinder 45, 46 versorgt, die zwischen den Armen 17 und der Traverse 19 der Schienen­ führungsvorrichtungen angreifen und entsprechend der über eine der Führungsschienenplatte 24 gesteuerten Stellung des Steuerventils 41 das erforderliche Versetzen - dort um den Betrag A -, bewirken. Die Spurstangen sind dort als einteilige Spurstange 27′ ausgebildet.

In Fig. 5 ist ein elektrischer Stellmotor 51 gezeigt, der über eine Ritzel-Zahnstangen-Verbindung 52 die Traverse entsprechend den Signalen eines den Schienenradius abtastenden Wegsensors 53, die über elektrische Leitungen 54 auf den Stellmotor einwirken, um den Betrag A versetzt. Falls erforderlich, ist zwecks Erzeugung der hierfür erforderlichen elektrischen Leistung ein Generator G vorgesehen, der über ein Steuergerät 55 gesteuert wird.

In Fig. 6 ist ein elektrohydraulisches Stellventil 61 vorgesehen, das von den Signalen des Wegsensors 62 über ein Auswerte- und Steuergerät 64 die Hydraulikzylinder 45, 46 aktiviert zwecks Versetzens um den Betrag A.

Claims (7)

1. Spurführungseinrichtung für Fahrzeuge für das Befahren von Straßen- und Schienenwegen mittels luftbereifter Räder, mit für die Vorder- und die Hinterräder am Fahrzeug aus einer Ruhe- in eine Arbeitsstellung beweglich angeordneten Führungseinrichtungen, die bei Schienenfahrt des Fahrzeuges die Führung auf den Schienen bewirkende, mit Spurkränzen versehene Führungsrollen aufweisen, die an einer Schienenführungs­ platte drehbar und diese um eine vertikale Achse im Ausmaß des Radius des Schienenweges (SW) auslenkbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß über je eine in Abhängigkeit der jeweiligen Auslenkung (a, β) der Führungsrollen (25, 35) gesteuerte Stellvorrichtung (29, 45, 46, 51) die jeweils zugeordneten Vorder- und/oder Hinterräder (13, 14) des Fahrzeuges (10) aus der jeweils eingenommenen Lage in Richtung der tatsächlichen durch den Abstand der Schienenköpfe (31) der Schienen (21) des Schienenweges (SW) bestimmten Mittenlage proportional zu dieser Auslenkung (A, B) versetzbar sind.

2. Spurführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtungen (29, 45, 46) über die jeweils zugeordneten Schienenführungsplatten (24) im Ausmaße ihrer Auslenkung steuerbar sind.

3. Spurführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtungen (45, 46, 51) über eine Abtastvorrichtung (37, 41) zur Abtastung des Schienenradius (r) des Schienenweges (SW) gesteuert ist.

4. Spurführungseinrichtung nach Anspruch 1, mit jeweils paarweise an je einer Schienenführungsplatte gelagerten Führungsrollen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schienenführungsplatten (24) tragenden jeweils um eine mittig zu den Drehachsen der paarweisen Führungsrollen liegende Schwenkachsen (23) paarweise mit je einer Traverse (19, 20) verbunden sind, auf der je ein am Fahrzeug (10) befstigter Tragrahmen (15, 16) verschieblich gelagert ist, daß eine zu den Führungs­ rollen (25) mittige Schubstange (29) zwischen Tragrahmen und Traverse die relative Verschiebung zwischen Tragrahmen und Traverse begrenzt, und daß gleich lange Spurstangen (27) zwischen den dem Fahrzeug zugewandten, einen Abstand von der Schwenkachse (23) aufweisenden Enden der Schienenführungsplatten (24) und der Schubstange (29) angelenkt ist.

5. Spurführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Traverse (19) und Tragrahmen (15, 16) jeweils ein hydraulischer Arbeitszylinder (45, 46) angeordnet ist.

6. Spurführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Traverse (19) und Tragrahmen (15, 16) jeweils ein elektrischer Stellmotor (51) angeordnet ist, der über eine Ritzel-Zahnstangen- Verbindung (52) die relative Versetzung (A, B) bewirkt.

7. Spurführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Traverse (19) und Tragrahmen (15, 16) jeweils ein über ein elektrohydrau­ lisches Servoventil (61) gesteuerter Hydraulikzylinder (45, 46) angeordnet ist und daß das Servoventil (61) mit der Abtastvorrichtung (41) steuernd verbunden ist.