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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist die Ausbildung der Verbindung zwischen zwei Teilfahrzeugen eines
Gelenkfahrzeuges unter Verwendung eines Drehkranzgelenkes mit einem
dem einen und einem dem zweiten Teilfahrzeug zugeordneten Drehring,
wobei die beiden Drehringe lotrechte Abstützkräfte zwischen beiden Teilfahrzeugen übertragen
und durch ihre Relativbewegungen um eine Hochachse durch den Gelenkmittelpunkt
Knickbewegungen zwischen den beiden Teilfahrzeugen um diese Hochasche
zulassen, wobei der hierdurch bedingte Abstandsbereich zwischen
den Bodenkonstruktionen beider Teilfahrzeuge mittels einer Platttorm
abgedeckt ist, die auf dem Drehkranzgelenk abgestützt ist.
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So zeigt die
FR 2 642 373 einen Übergang zwischen
zwei Schienenfahrzeugen, wobei die Verbindung der Schienenfahrzeuge
hier nicht durch ein Gelenk mit Drehringen erfolgt. Zur Überbrückung des Spaltes
zwischen den beiden Schienenfahrzeugen sind einander überlappende
Brückenelemente
vorgesehen, wobei dem unten liegenden Brückenelement eine tragende Funktion
zukommt.
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Gelenkomnibusse weisen zumindest
zwei Wagen auf, die gelenkig miteinander verbunden sind. Die Gelenkverbindung
muss in der Längsrichtung des
Fahrzeuges gerichtete Kräfte
zwischen den beiden Wagen übertragen,
wobei es sich im Wesentlichen um Brems- und Antriebskräfte handelt.
die Gelenkverbindung muss Relativbewegungen zwischen den beiden
Wagen um die Hochachse der Gelenkverbindung zulassen, damit das
Fahrzeug als "Gelenkfahrzeug" relativ enge Kurven
durchfahren kann. Schließlich
muss die Gelenkverbindung Nickbewegungen um eine horizontale Querachse
zwischen beiden Wagen zulassen, damit das Fahrzeug über Fahrbahnunregelmäßigkeiten
in der Form von Querwellen und dem Übergang von ebenen zu geneigten Fahrbahnabschnitten
und umgekehrt fahren kann. Vorzugsweise soll die Gelenkverbindung
auch noch Wankbewegungen zwischen beiden Wagen um die horizontale
Fahrzeuglängsachse
zulassen.
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Aus der
DE 33 33 065 A1 ist eine
gattungsgemäße Gelenkverbindung
zwischen den beiden Fahrzeugteilen eines Gelenkomnibusses bekannt. Hierbei
ist Bereich des Übergangs
eine Drehplatte mit Plattensegmenten vorgesehen, wobei zwischen den
Plattensegmenten und dem Boden der Fahrzeugteile eine biegeelastische
Dichtlippe vorgesehen ist. Die den Spalt zwischen Plattensegment
und Fahrzeugboden überbrückende Dichtlippe
liegt mit Vorspannung an dem Boden an, so dass sich ein nahezu stufenfreier Übergang
von der Drehplatte zum jeweiligen Boden des Fahrzeugteils ergibt.
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Ist bei Straßengelenkomnibussen die Gelenkverbindung
zwischen zwei Wagen als Drehkranzgelenk mit mindestens zwei, um
ihre Hochachse relativ zueinander verdrehbaren Drehringen ausgebildet,
von denen je ein Drehring je einem Wagen zugeordnet ist, so bietet
es sich an, und das ist auch bekannt, auf dem Drehkranzgelenk eine
Plattform abzustützen,
die einem der beiden Drehkränze
fest zugeordnet ist, so dass sie Knickbewegungen zwischen den beiden
Wagen nicht behindert, aber den Zwischenraum zwischen den beiden
Fußböden der beiden
Wagen weitestgehend ausfüllt
und so die Fußbodennutzfläche vergrößert.
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Es hat sich nun als unter vielen
Gesichtspunkten zweckmäßig erwiesen,
die Gelenkverbindung so auszubilden, daß ein äußerer, oberer Drehkranz bzw.
Drehring dem am hinteren Ende mit einem Achsaggregat versehenen
Nachläufer
zugeordnet ist und dieser sich auf einem unteren, inneren Drehkranz
bzw. Drehring abstützt,
der dem Vorderwagen zugeordnet ist, der an jedem seiner Enden mit einem
Achsaggregat versehen ist. Der dem Nachläufer bzw. Hinterwagen zugeordnete
Drehring ist in einer Gabel gehalten und die Verbindung zwischen Drehring
und Gabel kann so als Gelenk ausgebildet sein, daß jeder
Gabelzinken an seinem freien Ende als Auge ausgebildet ist, das
einen Zapfen des Drehrings umschließt und an dem zwischen jedem
Auge und jedem Zapfen eine Gummibuchse angeordnet ist. Am Steg ist
die Gabel starr am Hinterwagen befestigt. Der untere, innere Drehring
ist starr einem Portal des Vorderwagens zugeordnet. Die Plattform ist
auf dem oberen, äußeren Drehring
befestigt. Zwischen dem Fußboden
beider Wagen und der Plattform befindet sich je ein schmaler Spalt,
der lediglich Drehbewegungen der Plattform gegenüber den Fußböden beider Wagen zuläßt und demzufolge
so eng gehalten werden kann, daß er
keiner besonderen Abdichtung bedarf, zumal wenn der Übergangsbereich zwischen
beiden Wagen von einem in Umfangsrichtung geschlossenen Faltenbalg
umgeben ist. Eine aus mehreren Gründen zweckmäßigere Lösung verwendet eine starre
Verbindung zwischen den Gabelzinken und dem oberen, äußeren Drehring
und schließt
die Gabel am Steg so elastisch am Hinterwagen an, daß alle Bewegungen
zwischen beiden Wagen mit Ausnahme der Knickbewegung durch die Nachgiebigkeit
in den elastischen Gelenken zwischen Gabel und Hinterwagen aufgenommen
werden. Bei beiden Lösungen
erfolgen die Knickbewegungen zwischen beiden Wagen um die Gelenkhochachse
durch Drehbewegungen beider Drehringe relativ zueinander. Die Ausbildung
der Gelenke zwischen Gabelsteg und Hinterwagen bei der einen der beiden
Lösungen
bereitete bisher Schwierigkeiten dann, wenn der Spalt zwischen dem
Fußboden
des Hinterwagens und der Plattform nur schmal sein sollte, um Umwelteinflüsse möglichst
voll vom inneren Übergangsbereich
fern zu halten, um eine Gefahrenquelle als Unfallursache klein zu
halten und um schließlich
zu verhindern, daß Passanten
herunterfallende Gegenstände
verlorengehen. Vergleichbar ist die Problematik auch dann, wenn
die zuletzt genannte Lösung
derart abgewandelt ist, daß die
Gabel in entsprechender Weise am hinteren Ende des vorderen Wagens
gelagert ist, ihr der obere, äußere Drehring
fest zugeordnet ist und an diesem oberen, äußeren Drehring der untere innere
Drehring des Drehkranzgelenks aufgehängt ist, der seinerseits dem
vorderen Ende des Hinterwagens zugeordnet ist.
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Bei den beiden zuletzt genannten
Varianten setzt nun die Erfindung ein, indem sie eine Möglichkeit
aufzeigt, wie die Spaltbreite so gewählt werden kann, wie es eine
unter allen relevanten Umständen optimale
Gelenkausbildung erfordert, ein gegebenenfalls unter diesem Gesichtspunkt
breiter Spalt aber trotz seiner großen Breite keine Gefahrenquelle für Passanten
darstellt. Im Grunde genommen ist die Erfindung gemäß den Patentansprüchen eine
für den Zweck
besonders geeignete Spaltabdichtung, die auch bei einem relativ
breiten Spalt baulich einfach und funktionssicher ist.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand
der Zeichnung erläutert,
wobei in der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Gesamtanordnung, in die die Erfindung zu integrieren ist in perspektivischer
Ausschnittsdarstellung;
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2 in
einer 1 entsprechenden
Darstellung einen Teil der in 1 dargestellten
Anordnung in größerer Darstellung
unter Weglassung von Teilen, um die dargestellten Teile und Baugruppen besser
sehen zu können
und
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3 mit
den Unterfiguren 3a bis 3d Bewegungsstudien im Übergangsbereich
eines Gelenkomnibusses bei Überlagerung
von Nick- und Wankbewegungen.
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Der vordere Wagen bzw. das vordere
Teilfahrzeug eines Gelenkomnibusses ist mit 1 bezeichnet, von diesem
vorderen Teilfahrzeug ist nur als Teil des hinteren Endes eine dem
Wagenbodengerippe zugeordnete Haltekonstruktion 1a für weiter
unten noch zu beschreibende Federelemente schematisch dargestellt;
es wird unterstellt, daß dieses
vordere Teilfahrzeug an jedem seiner Enden eine Achse bzw. Achsgruppe
bzw. entsprechende Radpaare je Achse hat.
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Entsprechend ist das vordere Ende
des hinteren Wagens bzw. Teilfahrzeuges 2 schematisch dargestellt
in der Form einer dem Wagenbodengerippe zugeordneten Haltekonstruktion 2a für eine weiter unten
noch zu beschreibende Steuer- bzw. Dämpfungseinrichtung 7.
Es wird unterstellt, daß dieses hintere
Teilfahrzeug nur an seinem hinteren, also nicht dargestellten Ende
mit einer Achse bzw. Achsgruppe und entsprechenden Radpaaren je
Achse versehen ist.
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Die Fahrtrichtung des Gelenkomnibusses bei
normaler Vorwärtsfahrt
ist in 1, 2 durch den Pfeil 3 gekennzeichnet.
Der Antrieb des gesamten Gelenkomnibusses ist vorzugsweise im hinteren
Teilfahrzeug angeordnet. Er kann entwewder auf eine der Achsen bzw.
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Achsgruppen des vorderen Teilfahrzeugs einwirken,
so daß der
gesamte Gelenkomnibus "gezogen" wird, oder er kann
auf die Achse bzw. Achsgruppe des hinteren Teilfahrzeugs einwirken,
so daß der
gesamte Gelenkomnibus "geschoben" wird.
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Beide Teilfahrzeuge 1, 2 sind
in einem Niederflur-Drehkranzgelenk 4 miteinander verbunden, dessen äußerer und
oberer Drehring 5 dem vorderen Teilfahrzeug 1 zugeordnet
ist. An diesem Drehring 5 ist der innere, untere Drehring 5d des
Drehkranzgelenks 4 aufgehängt, der dem hinteren Teilfahrzeug 2 zugeordnet
ist. Äußerer Drehring 5 und
innerer Drehring 5a sind um die Hochachse 6 um
einen Knick winkel relativ gegeneinander verdrehbar, so daß die beiden
Teilfahrzeuge 1, 2 Knickbewegungen um diese Hochachse 6 relativ
zueinander ausführen
können. Diese
Knickbewegungen werden bei gezogenem Gelenkomnibus gedämpft, beim
geschobenen Gelenkomnibus werden sie gesteuert unter Einschluß der Dämpfung.
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Insoweit liegen baulich und funktionell übliche Verhältnisse
vor, so daß auf
sie nicht näher
eingegangen werden muß.
Die Vorrichtung zur Dämpfung
bzw. Steuerung der Knickbewegungen ist deshalb in diesem Zusammenhang
auch nur generell mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet.
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Der innere bzw. untere Drehring des
Drehkranzgelenks ist an dem Untergestell des hinteren Teilfahrzeuges 2 gehalten
und mit diesem verbunden, während
in zwei in Fahrzeugquerrichtung diametral gegenüberliegenden Bereichen 20 dem äußeren Drehring 5 horizontal
nach außen
gerichtete Zapfen zugeordnet sein können, die von Lageraugen an den
Enden einer gabelförmigen
Traverse 8 drehbar umschlossen werden, die ihrerseits dem
Untergestell des vorderen Teilfahrzeugs 1 zugeordnet ist.
Die gemeinsame, in Fahrzeugquerrichtung gerichtete Längsachse
der Zapfen ist die Nickachse, um die beiden Teilfahrzeuge 1, 2 bei üblicher
Gelenkausbildung in vertikaler Richtung relativ zueinander verschwenken
zu können
("Nickbewegungen"). Zwischen den Bolzen
und dem zugehörigen
Hülsen
können
Gummihülsen
angeordnet sein, die Wankbewegungen zwischen beiden Teilfahrzeugen,
also Relativbewegungen um die Längsachse 10 des
Fahrzeugs zulassen. Diese Gummihülsen
können
auch durch feste Zuordnung zu Bolzen und Hülsen und entsprechende Tordierbarkeit
die Nickbewegungen ermöglichen und
dabei keine Wankbewegungen zwischen den beiden Teilfahrzeugen zulassen
oder durch entsprechende Druckverformbarkeit solche Wankbewegungen
zulassen.
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Hochachse 6, Querachse 9 und
Längsachse 10 schneiden
sich dabei zumindest etwa im Mittelpunkt des Drehkranzgelenkes 4.
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Die Traverse 8 ist aber
nun vorzugsweise an beiden Enden ihrer Gabelzinken in den Bereichen 20 starr
am äußeren Drehring 5 angeschlossen,
und zwar mit den vorderen Enden in Bereichen, in denen bei bekannten
Fahrzeugen der vorbeschriebenen Art die oben beschriebenen Bolzengelenke
angeordnet sind, d.h. bis in den Bereich der Querachse 9.
Es handelt sich um einfache Schraubverbindungen, die auf den Bereich
verteilt sind, mit dem das entsprechend dem Drehring 5 gebogene
vordere Ende der Traverse 8 den Drehring 5 umschließt. Andererseits ist
die Traverse 8 dabei nicht mehr starr am Untergestell des
vorderen Teilfahrzeugs 1 angeschlossen, sondern über Gummielemente.
Ein solches Gummielement kann als einfachste Lösung eine parallel zur Nickachse 9 verlaufende
Leiste sein, die zwischen dem dem vorderen Teilfahrzeug 1 zugekehrten
Ende der Traverse 8 und der Haltekonstruktion 1a angeordnet
und so dimensioniert ist, daß sie
Bewegungen zwischen beiden Teilfahrzeugen in Richtung der Längsachse 10 unter
relativ geringer Druck- oder Schubverformung, Nickbewegungen um
eine zur Achse 9 parallele Achse 9' unter teilweise Druck-, teilweise
Zugverformung und gegebenenfalls Wankbewegungen um die Längsachse 10 unter
Schubverformung zuläßt. Das "Gummielement" besteht jedoch vorzugsweise
aus hülsenförmigen Gummi-Metall-Elementen 30, 31, 32 die,
wie das leistenförmige Gummielement
bei der vorher genannten Anordnung, Zug- und Druckkräfte in Fahrzeuglängsrichtung
zwischen beiden Fahrzeugteilen 1, 2 bei Druckverformung
mit relativ geringem Spiel übertragen, Wankbewegungen
zwischen beiden Fahrzeugteilen 1, 2 um die Fahrzeuglängsachse 10 zulassen,
zunächst
im wesentlichen unbehindert, daran anschliessend progressiv gedämpft und
schließlich
begrenzend, um so als progressiver Wankbegrenzer zu wirken und die
schließlich
Nickbewegungen zwischen beiden Fahrzeugen 1, 2 um
ihre, d.h. der hülsenförmigen Gummimetallelemente 30, 31, 32 Längsachse 9', die zur Querachse 9 parallel
verläuft zulassen.
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Jedes der hülsenförmigen Gummimetallelemente
besteht aus je einer Außenhülse, einem
koaxial in der Außenhülse angeordneten
Innenformteil und einem zwischen Außenhülse und Innenformteil angeordneten
Gummihülsenteil.
Das Gummihülsenteil
liegt mit radialer Vorspannung zwischen Außenhülse und Innenformteilen und
ist mit den Außenhülsen drehfest
verbunden, beispielsweise verklebt, wobei die radiale Vorspannung
der Gummielemente der beiden außen
liegenden Gummimetallelemente veränderbar ist, indem beispielsweise
dem Innenformteil ein in Längsrichtung
des Gummimetallhülsenelementes
verstellbarer Keil mit radial zunehmendem Durchmesser zugeordnet
und dieser Keil des Innenformteils in Längsrichtung der Außenhülse verstellbar
ist, um auf diese Weise die radiale Vorspannung der Gummihülsen der äußeren Metallgummihülsenelemente
zu verändern.
Die äußeren Gummihülsenteile
sind exakt zylindrisch, das mittlere Gummihülsenteil weist eine ballige,
d.h. etwa zur Kugel verformte Gummihülse auf.
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Die Außenhülsen der drei Metallgummihülsenelemente 30, 31, 32 sind
mit Befestigungsplatten versehen, mit denen sie an der Bodenstruktur
des Vorderwagens 1 bzw. dessen Haltekonstruktion 1a befestigt
sind, während
die Innenformteile der Metallgummihülsenelemente 30, 31, 32 am
vorderen Ende der Bodenstruktur des Hinterwagens 2 befestigt
sind, in der Form und Verstellbarkeit wie oben erläutert, ohne
daß dies
im einzelnen gezeigt und beschrieben werden müßte.
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Um den Übergang zwischen Vorder- und Hinterwagen
zu ermöglichen,
ist im Bereich zwischen den Fußböden beider
Teilfahrzeuge dem Drehkranzgelenk 4 eine Übergangsplatte 40 zugeordnet,
die auf dem äußeren, oberen
Drehkranz 5 und der Traverse 8 befestigt ist.
Sie ist damit bezüglich
der Relativbewegungen zwischen den beiden Teilfahrzeugen 1, 2 um
die Hoch bzw. Knickachse 6 Teil des Vorderwagens, d.h.
bei Relativbewegungen zwischen beiden Teilfahrzeugen 1, 2 um
die Hochachse 6 macht die Übergangsplatte 40 die
Bewegungen des Vorderwagens 1 mit. Bezüglich der Relativbewegungen
zwischen den beiden Teilfahrzeugen 1, 2 um die
Quer- bzw. Nickachse 9' (Nickbewegungen)
und um die Längs-
bzw. Wankachse 10 (Wankbewegungen) ist die Übergangsplatte 40 dagegen
Teil des Hinterwagens 2, d.h. bei Wank- und Nickbewegungen
zwischen beiden Teilfahrzeugen 1, 2 macht sie
die Bewegungen des Hinterwagens 2 gegenüber dem Vorderwagen 1 mit.
Um dies zu ermöglichen
ist zunächst die
Form der Übergangsplatte 40 so
bestimmt, wie es sich aus 1 ergibt.
Eine dem Vorderwagen zugekehrte Teilplatte 41 hat die Form
eines Rechtecks, wobei die dem Vorderwagen zugekehrte Kante 42 stets
parallel zur hinteren Kante des Fußbodens des Vorderwagens 1 liegt
und in dessen Horizontalebene liegt, wenn sich das Fahrzeug auf
einer horizontalen Fahrbahn befindet. Eine dem hinteren Teilfahrzeug 2 zugekehrte
Teilplatte 43 hat dagegen die Form eines Halbkreises. Im
Bereich der Kante 44 der Teilplatte 43, die dem
Vorderwagen 1 zugekehrt ist und parallel zu der Kante 45 der
vorderen Teilplatte 41 verläuft, die wiederum parallel
zur Kante 42 verläuft,
sind die beiden Teilplatten 41, 43 fest miteinander
verbunden, wobei die Verbindung lösbar ist, um bei hochgeklappten
Teilplatten 41, 43 Wartungsarbeiten am Drehgelenk 4 durchführen zu
können,
weshalb auch die Verbindung zwischen Übergangsplatte 40 und
Drehkranz 5 sowie Traverse 8 lösbar sein muß. Die dem Hinterwagen 2 zugekehrte
Kante 46 hat, wie bereits erwähnt, die Form eines Kreisbogens,
dessen Mittelpunkt in der Mitte der beiden Kanten 44, 45 bzw.
in der Wankachse 10 unter den beiden Kanten 44, 45 liegt.
Mit dieser Kante 46 liegt die Übergangsplatte 40 verschwenkbar
in einem entsprechenden Ausschnitt des Fußbodens des Hinterwagens 2 und
selbstverständlich
liegen die Fußböden von
Vorder- und Hinterwagen 1, 2 sowie die Übergangsplatte
in einer Horizontalebene, wenn das Fahrzeug in seiner Gesamtheit
auf einer horizontalen Fahrbahn steht bzw. fährt bzw. sie befinden sich
in einer zur Fahrbahn parallelen Ebene, beim Überfahren einer Fahrbahnneigungsveränderung
ist die Übergangsplatte 40 in
ihrer Gesamtheit wie der Hinterwagen gegenüber dem Vorderwagen um die
Achse 9' geknickt.
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Um diese Bewegungen zuzulassen und
bei der Auslegung und Anordnung der Metallgummihülsenelemente 30, 31, 32 nicht
eingeschränkt
zu sein, ist zwischen der Kante 42 der Übergangsplatte 40 und
der Hinterkante des Fußbodens
des Vorderwagens ein relativ breiter Spalt notwendig und dieser Spalt 38 ist
mit zwei einander überdeckenden
Gummileisten 37, 39 überdeckt. Die Gummileiste 37 ist mit
ihrer einen, dem Vorderwagen abgekehrten Längskante am Hinterwagen 2 befestigt,
die andere Gummileiste 39 ist entsprechend mit ihrer dem
Hinterwagen abgekehrten Längskante
am Vorderwagen 1 befestigt. Die Breite beider leicht nach
oben gewölbten
Gummileisten 37, 38 überdecken einander so weit,
daß auch
bei zu erwartendem maximalen Knickwinkel zwischen beiden Teilfahrzeugen
der Zustand der Überdeckung
erhalten bleibt. Vorteilhafterweise besteht jede der beiden Leisten
aus Leistenabschnitten, wobei die Leistenabschnitte so in Längsrichtung
gegeneinander versetzt sind, daß jeder Spalt
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Leistenabschnitten einer Leiste
durch einen Leistenabschnitt der anderen Leiste überdeckt ist.