[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gelenk für ein innerhalb seiner Radbasis quergeteiltes
Fahrzeug zur beweglichen Verbindung zweier um eine Drehachse gegen Anschläge verschwenkbarer
Fahrzeugteile mit in vertikaler Richtung starr geführten Rädern.
[0002] Solche Gelenke sind allgemein anwendbar, wenn es darum geht, bei Fahrzeugen mit mehr
als 3 Rädern auf unebenen Fahrbahnen eine stabile und spurgenaue Fahrt zu gewährleisten.
[0003] Wie bekannt, sind bei Fahrzeugen mit mehr als drei in vertikaler Richtung starr geführten
Rädern die Vertikalkräfte statisch unbestimmt. Von derartigen Fahrzeugen kennt man
das Problem, dass bei unebener Fahrbahn die Bodenhaftung mindestens eines, z.B. lenkbaren
Antriebsrades vermindert sein kann, was die Kippstabilität beeinträchtigt und das
Befahren von Bodenunebenheiten erschwert. Solche statische Unbestimmtheiten lassen
sich durch den Einbau von Gelenken beheben, wozu allgemein bei n Achslinien (n-2)
Gelenke erforderlich sind.
[0004] So ist in der DE-OS Nr. 30 09 195 ein Hublader beschrieben, bei dem zwischen dem
Antriebsteil und dem Lastträgerteil ein Pendelgelenk angeordnet ist, das eine Pendelung
der beiden Fahrzeugteile um einen zur Hubladerlängsachse parallelen Pendelbolzen gegen
zwei vorgespannte, zwischen den Fahrzeugteilen angeordnete Abstützelemente ermöglicht.
Der Pendelbolzen bildet also eine in Hubladerlängsrichtung verlaufende Drehachse um
welche sich Antriebsteil und Lasttägerteil gegenseitig verschwenken. Die beiden Abstützelemente
bestehen aus je einem zwischen begrenzenden Hülsen eingespannten elastischen Ring
und sind im grösstmöglichen Abstand zum Pendelbolzen angeordnet. Sie weisen je eine
axialdruckübertragende Gleitscheibe auf und begrenzen die Amplitude der gegenseitigen
Verschwenkung von Antriebsteil und Lastträgerteil.
[0005] Ein erster Nachteil dieser gelenkigen Verbindung besteht darin, dass eine Verschwenkung
der beiden Wagenteile um eine quer zur Wagenlängsachse verlaufende Drehachse nicht
oder nicht in wünschbarem Masse möglich ist. Weisen derart ausgerüstete Fahrzeuge
nämlich mehr als 2 Achsen auf, sind sie nicht in der Lage, ungleiche Abnützung der
Radbandagen in Wagenlängsrichtung auszugleichen oder sich Fahrbahnen anzupassen, die
Querwelligkeiten aufweisen oder aus horizontalen, ansteigenden und abfallenden Teilstücken
gebildet sind. Dies hat sich als besonders nachteilig erwiesen, da
Flurförderzeuge oft mehr als 2 Laufachsen besitzen und in vermehrtem Masse Rampen mit
erheblichem Gefälle bzw. grosser Steigung befahren müssen. In allen diesen Fällen
kann trotz des vorliegenden Pendelgelenkes die Bodenhaftung eines oder mehrerer Räder
vermindert sein, was sich insbesondere bei gelenkten und gebremsten Antriebsrädern
negativ auf das Fahrverhalten und die Kippstabilität auswirkt.
[0006] Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus dem Umstande, dass aufgrund der konstruktiven
Ausbildung des Pendelbolzens und der Abstützelemente die vorliegende gelenkige Verbindung
der beiden Wagenteile nicht als leicht und rasch lösbar gelten kann. Sie eignet sich
deshalb nicht zum modulartigen Zusammenbau von Fahrzeugen, wenn es darum geht, Antriebsteile
und Lastträgerteile entsprechend den betrieblichen Erfordernissen in unterschiedlichen
Kombinationen zusammen zu koppeln oder zwecks Wartung und Reparatur voneinander zu
trennen.
[0007] Als Mangel hat sich ferner auch erwiesen, dass das vorliegende Pendelgelenk aufgrund
seiner konstruktiven Ausbildung nicht in Wagenlängsrichtung verschiebbar ist und sich
deshalb nicht dazu eignet, die Belastung der Achsen zu beeinflussen. In einer bevorzugten
Ausführungsform sind zwar unterschiedliche Anordnungen des Pendelbolzens vorgesehen,
dies jedoch nicht in Wagenlängsrichtung sondern lediglich quer dazu. Es besteht deshalb
keine Möglichkeit, durch Längsverschieben des Pendelgelenkes die Aufteilung der Achslasten
auf die Betriebsbedingungen oder den Verlauf der Fahrbahn abzustimmen. Hier will die
Erfindung Abhilfe schaffen.
[0008] Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, stellt sich die Aufgabe,
bei Fahrzeugen mit mehr als drei, in vertikaler Richtung starr geführten Rädern, eine
Vertikalabstützung zu gewährleisten, die gegen Bodenunebenheiten weitgehend tolerant
ist und insbesondere bei querwelligen und bombierten Fahrbahnen ausreichende Bodenhaftung
aller Räder sowie eine gute Kippstabilität aufweist. Im weitern soll das erfindungsgemässe
Gelenk leicht lösbar und zusammenbaubar sein, um damit die Fahrzeuge zwecks Wartung
und Unterhalt in ihre Teile zu zerlegen, oder dieselben entsprechend den betrieblichen
Erfordernissen in wechselnden Kombinationen, mechanisch modulartig, wieder zu Fahrzeugen
zusammen zu koppeln. Diese Aufgabe wird mit der in den Kennzeichen des unabhängigen
Anspruches charakterisierten Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind
in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Darüber hinaus weist das erfindungsgemässe
Gelenk noch folgende Vorteile auf:
Erste, mit der Erfindung erzielte Vorteile ergeben sich aus dem Umstande, dass die
durch die Abstützelemente gebildete gelenkige Verbindung in ihrer Funktion einem Drehgelenk
mit quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufender Drehachse entspricht. Und da es sich
dabei nicht um ein reales sondern um ein virtuelles Drehgelenk handelt, kann seine
Ausbildung sowie seine Anordnung am Fahrzeug ohne Rücksicht auf konstruktive Einschränkungen
festgelegt werden. Aufgrund dieser Freizügigkeit ist es dann möglich, durch entsprechende
Wahl der Abstützelemente, die Position des virtuellen Drehgelenkes im Sinne eines
optimalen Fahrverhaltens auf vorliegende Betriebsverhältnisse abzustimmen. Dies betrifft
insbesondere die Verteilung des Lastgewichtes auf die Achsen von Antriebs- und Mitfahrteil
sowie die Plazierung des Angriffspunktes für Zug- und Bremskräfte um unerwünschte
Drehmomente mit ihren Auswirkungen auf die Belastung der Achsen und die Bodenhaftung
der Räder fernzuhalten. Ein zusätzlicher Vorteil kann darin gesehen werden, dass die
virtuelle Drehachse bei Auslenkung der beiden Wagenteile selbsttätig aus ihrer Mittellage
parallel verschoben wird. Dies führt zu einer Be- oder Entlastung z.B. des Antriebsrades,
da - je nach Lage der virtuellen Drehachse - seine Achsbelastung durch die Drehmomente
der Kräfte beim Beschleunigen und Verzögern erhöht oder vermindert wird. Allerdings
wirkt sich dies nicht bei allen Auslenkungen und Betriebszuständen günstig auf das
Fahrverhalten auf. Hingegen kann mit dem erfindungsgemässen Gelenk die virtuelle Drehachse
nun so gelegt werden, dass die sich aus ihrer Parallelverschiebung ergebenden Be-
und Entlastungen des Antriebsrades optimal auf den Verlauf der vom Fahrzeug zu befahrenden
Strecke abgestimmt sind. Dies kann von Bedeutung sein, wenn es sich darum handelt,
eine Last beim Uebergang von horizontalen Wegstrecken auf ansteigende oder abfallende
Rampen anzutreiben oder abzubremsen.
[0009] Die Erfindung wird nachstehend in ihrer Anwendung an einem fahrerlosen Flurförderwagen
beschrieben, doch ist das hier gezeigte Prinzip allgemein anwendbar bei Fahrzeugen,
z.B. in der Lager- und Fördertechnik. In der lediglich dieses Anwendungsbeispiel der
Erfindung darstellenden Zeichnung zeigen:
Fig. 1: schematisch in Seitenansicht eine Disposition eines quergeteilten Fahrzeuges,
Fig. 2: schematisch und im Aufriss eine Disposition eines Fahrzeugendteiles bestehend
aus Antriebsteil, Mitfahrteil und dazwischen liegendem Gelenk,
Fig. 3: eine perspektivische Teilansicht eines Fahrzeugendteiles nach Fig. 2,
Fig. 4: eine Skizze zur Erläuterung der Funktion des erfindungsgemässen Gelenkes,
Fig. 5a-d: eine schematische Darstellung häufig vorkommender Fahrbahnunebenheiten,
Fig. 6a: eine schematische Darstellung der Verhältnisse bei Fahrt auf ebener, horizontaler
Fahrbahn.
Fig. 6b-e: eine schematische Darstellung der Verhältnisse beim Uebergang zwischen
horizontalen Wegstrekken und ansteigenden oder abfallenden Rampen.
[0010] Fig. 1 zeigt ein quergeteiltes Flurförderzeug 1 mit einem lastaufnehmenden Mitfahrteil
3, das einerends auf Rollen 9, 9' abgestützt ist und anderends über das erfindungsgemässe
Gelenk an ein Antriebsteil 2 koppelbar ist, um von diesem getragen und geführt zu
werden. Selbstverständlich kann das zur Anwendung der Erfindung vorgesehene Flurförderzeug
1 auch zweimal quergeteilt sein und aus einem Mitfahrteil 3 bestehen, das beiderends
von je einem identisch aufgebauten, spiegelsymmetrisch angeordneten Antriebsteil 2
getragen wird. Das Antriebsteil 2 weist mindestens ein gelenktes sowie gebremstes
Antriebsrad 4 auf und ist im weitern von mindestens zwei symmetrisch angeordneten,
selbstlenkenden Stützrädern 5, 5' gestützt. Die in vertikaler Richtung starr geführten
Räder 4, 5, 5', 9, 9' bestimmen 3 Achslinien 4.1, 5.1, 5.1' und 9.1, 9.1', so dass
zur eindeutigen Definition der Vertikalabstützung des Flurförderzeuges 1 (3-2) d.h.
1 erfindungsgemässes Gelenk erforderlich ist.
[0011] Die Figuren 2 und 3 stellen den prizipiellen Aufbau des antriebsseitigen Fahrzeugendteiles
dar und zeigen schematisch im Aufriss bzw. perspektivisch, wie mit dem erfindungsgemässen
Gelenk Antriebsteil 2 und Mitfahrteil 3 beweglich miteinander verbunden sind. Die
erfindungsgemässe Verbindung besteht aus je zwei beidseits am Fahrzeug 1 symmetrisch
zu seiner vertikalen Längsmittelebene angeordneten Abstützelementen, nämlich 6, 6'
für in Quer- und Höhenrichtung des Antriebsteiles 2 verlaufende Kräfte und 7, 7' für
Zug- und Bremskräfte. Die Abstützelemente 6, 6' enthalten als Kernstücke je eine Tragrolle
11 bzw. 11', welche am Mitfahrteil 3 in Lagern 14 bzw. 14' drehbar abgestützt und
am Antriebsteil 2 parallel zu seiner Längsmittelachse 24 in U-förmigen Coulissen 8
bzw. 8' verschiebbar geführt ist. Mit 22, 23 bzw. 22', 23' sind in den entsprechenden
Coulissen 8, 8' Anschläge bezeichnet, die vorgespannt sein können, und der Begrenzung
der gegenseitigen Auslenkung von Antriebsteil 2 und Mitfahrteil 3 dienen. Die Abstützelemente
7, 7' enthalten als Kernstücke je eine Pendelstütze 15 bzw. 15', welche beiderends
an Antriebsteil 2 und Mitfahrteil 3 in Laschen 16, 17 bzw. 16', 17' um je eine Querachse
12, 13 bzw. 12', 13' drehbar gelagert ist. Die zur Höhenachse 19 parallele Querebene
29 durch die Tragrollen 11, 11' sowie die Ebene 30 der beiden parallelen Pendelstützen
15, 15' schneiden sich in der parallel zu den Querachsen 18, 20 der Fahrzeugteile
2 bzw. 3 verlaufenden Schnittgeraden 28. Diese dient dem virtuellen Gelenk, das der
gelenkigen Verbindung durch die Abstützelemente 6, 6' bzw. 7, 7' wirkungsgleich ist,
als virtuelle Drehachse A. Die Anordnung der Abstützelemente 6, 6' und 7, 7' sowie
der Verlauf der parallelen Pendelstützen 15, 15' sind so gewählt, dass die sich daraus
ergebende virtuelle Drehachse A den betrieblichen Anforderungen optimal entspricht.
Dies ist in den Fig. 4 und 5 eingehend erläutert. Das lenkbare Antriebsrad 4, die
nachlaufenden Stützräder 5, 5' sowie die Laufrollen 9, 9' sind in bekannter Weise
ausgebildet und angeordnet.
[0012] Fig. 4 zeigt den grundsätzlichen Zusammenhang zwischen erfindungsgemässem Gelenk,
wie es durch die Abstützelemente 6, 6' bzw. 7, 7' gebildet ist, und dem ihm wirkungsgleichen
virtuellen Drehgelenk. Seine virtuelle Drehachse A ergibt sich als Schnittgerade 28
zwischen der zur Höhenachse 19 des Fahrzeugteiles 2 parallelen Querebene 29 durch
die Tragrollen 11, 11' und der Ebene 30 durch die beiden parallelen Pendelstützen
15, 15'. Zur quantitativen Erfassung der durch die Abstützelemente 6, 6' und 7, 7'
ermöglichten Auslenkung der beiden Fahrzeugteile 2, 3 um die quer verlaufende virtuelle
Drehachse A dient der Auslenkwinkel a zwischen der Längsmittelachse 24 des Antriebsteiles
2 und der Längsmittelachse 25 des Mitfahrteiles 3. Er wird von der Längsmittelachse
24 des Antriebsteiles 2 aus gemessen, im Gegenuhrzeigersinn mit positivem Vorzeichen,
im Uhrzeigersinn mit negativem Vorzeichen. Bei einer gegebenen konstruktiven Ausbildung
des erfindungsgemässen Gelenkes entsprechen jedem Auslenkwinkel a eine Position der
Tragrollen 11, 11' in den Coulissen 8 bzw. 8', eine Neigung der parallelen Pendelstützen
15, 15' sowie eine virtuelle Drehachse A. In Fig. 4 ergeben sich demnach folgende
Zuordnungen: für a = 0 die Positionen 35, 35' der Tragrollen 11, 11', die Horizontallagen
38, 38' der Pendelstützen 15, 15' und die virtuelle Drehachse A; für positive Auslenkung
+a die Positionen 36, 36', die Neigungen 39, 39' und die virtuelle Drehachse A
1; für negative Auslenkung -a die Positionen 37, 37', die Neigungen 40, 40' und die
virtuelle Drehachse A
2.
[0013] Die Figuren 5a-d zeigen zwei erfindungsgemäss verbundene Fahrzeugteile 2, 3 auf unebenen
Fahrbahnen, wobei vier, besonders häufig vorkommende, dargestellt sind: nämlich je
eine querwellige (41), eine konkav-bombierte (42), eine konvex-bombierte (43) sowie
eine um die Längsrichtung verdrehte (44) Fahrbahn. Dabei ist bei allen gezeigten Unebenheiten
die Bodenhaftung aller Fahrzeugräder 4, 5, 5', 9, 9' gewährleistet.
[0014] Das erfindungsgemässe Gelenk ermöglicht Fahrbahnverläufe, die bis anhin mit mehr
als 3 in vertikaler Richtung starr geführten Rädern nicht oder nur mit Einschränkungen
befahren werden konnten. Davon sind in den Fig. 6b-6e vier besonders typische Verläufe
im Vergleich mit einer horizontalen Fahrbahn 33 gemäss Fig. 6a dargestellt; nämlich
die Uebergänge zwischen horizontalen Wegstrecken 27 und ansteigenden oder abfallenden
Rampen 31 bzw. 32. Entsprechend dem Auslenkwinkel a ergeben sich für die zugehörigen
virtuellen Drehachsen A, A
1, A
2 ... unterschiedliche Lagen in bezug auf das Antriebsteil 2. Bei Fahrt auf der horizontalen
Fahrbahn 33 gemäss Fig. 6a befindet sich das erfindungsgemässe Gelenk in der Mittelstellung
a = 0, mit der entsprechenden virtuellen Drehachse A. Für positive und negative Auslenkwinkel
+a bzw. -a gemäss den Figuren 6b, 6e bzw. 6c, 6d sind die entsprechenden parallelverschobenen
virtuellen Drehachsen mit A
l, A
4 bzw. A
2, A
3 bezeichnet. Die sich aus der Parallelverschiebung der virtuellen Drehachse A ergebenden
Belastungsänderungen, insbesondere des Antriebsrades 4, mit ihren Auswirkungen auf
das Fahrverhalten eines quergeteilten Fahrzeuges 1 sind in der Funktionsbeschreibung
zu Fig. 6 näher erläutert.
[0015] Anhand der Figuren 1 bis 6e sei im folgenden die Funktion des erfindungsgemässen
Gelenkes kurz erläutert und dabei insbesondere auch die Verhältnisse beim Befahren
von Steigungsübergängen berücksichtigt.
[0016] Die Lenkung des Antriebsrades 4 im Antriebsteil 2 kann in bekannter Weise manuell
erfolgen, mittels einer Deichsel, oder - wie in Fig. 1 vorgesehen - automatisch, durch
Abtasten einer im Boden eingelassenen oder in einem fahrzeuggestützten Speicher abgebildeten
Leitlinie. Die nachlaufenden Stützräder 5, 5' sind selbstlenkend, da sie abständlich
zu ihren Laufachsen 5.1, 5.1' angeordnete Lenkachsen 5.2, 5.2' aufweisen. Selbstverständlich
ist das Flurförderzeug 1 sowohl vorwärts wie rückwärts verfahrbar, wobei in der Hauptfahrtrichtung
"vorwärts" das Antriebsteil 2 vorlaufend ist um das Mitfahrteil 3 zu ziehen. Das erfindungsgemässe
Gelenk wird demnach gleichermassen zur Uebertragung von Zug- und Bremskräften eingesetzt.
[0017] Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen im Detail, wie die Abstützelemente 6, 6'; 7, 7' zur
Funktion des erfindungsgemässen Gelenkes zusammenwirken und wie diese Funktion ausschliesslich
von der gegenseitigen Auslenkung der beiden Fahrzeugteile 2, 3 bestimmt ist, unabhängig
von ihrer Lage zur Horizontalen. Der Einfachheit halber sind in den Fig. 2 und 3 beide
Fahrzeugteile 2, 3 auf horizontaler Fahrbahn dargestellt, während in Fig. 4 das Mitfahrteil
3 gegenüber dem horizontalen Antriebsteil 2 zusätzlich um die Winkel +
a und -a ausgelenkt ist. Gemäss den Fig. 2 und 3 sind die Tragrollen 11, 11' in zur
Längsmittelachse 24 des Antriebsteiles 2 parallelen Coulissen 8, 8' geführt und zwar
auf den Laufflächen 8.2, 8.2' und entlang den Stirnflächen 8.1, 8.1', so dass sie
bei
0 = 0 entsprechend der Länge der Pendelstützen 15, 15' eine Mittelstellung zwischen
den Anschlägen 22, 23 bzw. 22', 23' einnehmen. Mit dieser Anordnung werden Kräfte
in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen zwischen den Fahrzeugteilen 2,
3 übertragen, nämlich in Antriebsteilhöhenrichtung d.h. rechtwinklig zu den Coulissenlaufflächen
8.2, 8.2' durch deren Zusammenwirken mit den entsprechenden Tragrollenlaufflächen
11.2, 11.2' sowie in Antriebsteilquerrichtung d.h. rechtwinklig zu den Coulissenstirnflächen
8.1, 8.1' durch deren Zusammenwirken mit den entsprechenden lagerabgewandten Tragrollenflächen
11.1, 11.1'. Die parallelen Pendelstützen 15, 15' mit denen Zug- und Bremskräfte zwischen
den Fahrzeugteilen 2, 3 übertragen werden, sind so angeordnet, dass sie bei a = 0
um ca. 15° gegen die Längsmittelachsen 24, 25 geneigt verlaufen. Damit ist eine verschleissarme
Abstandhaltung der sich relativ zueinander bewegenden Fahrzeugteile 2, 3 sichergestellt.
Zur Erläuterung der eigentlichen Gelenkfunktion d.h. des Zusammenwirkens der Abstützelemente
6, 6'; 7, 7' bei änderndem Auslenkwinkel a sei zusätzlich noch auf die Fig. 4 hingewiesen
und dabe- angenommen, dass sich das Fahrzeugteil 3 um den Winkel u in positiver und
negativer Richtung gegenüber dem Fahrzeugteil 2 auslenke. Bei positiver Auslenkung
+a schwenken die Pendelstützen 15, 15' aus den horizontalen Lagen 38, 38' um die Drehachsen
12, 12' in die Neigungen 39, 39' und die Tragrollen 11, 11' verschieben sich gleichzeitig
in den Coulissen 8, 8' aus ihren Mittelstellungen 35, 35' in die Positionen 36, 36'.
Dabei verschiebt sich die virtuelle Drehachse A parallel zu sich selbst und geht in
die neue virtuelle Drehachse A
. über. Der gleiche Vorgang wiederholt sich entsprechend für negative Auslenkung -a.
In diesem Falle schwenken die Pendelstützen 15, 15' in die Neigungen 40, 40', die
Tragrollen 11, 11' verschieben sich in die Positionen 37, 37' und die virtuelle Drehachse
A geht in die virtuelle Drehachse A
2 über. Während die Lage der virtuellen Drehachse A bezüglich des Antriebsteiles 2
vom Auslenkwinkel
Q abhängt, ist ihre Parallelverschiebung eine ausschliessliche Funktion der Auslenkrichtung,
unabhängig vom Auslenkwinkel ü von dem aus die Auslenkung erfolgt. Demnach verschiebt
sich die virtuelle Drehachse A bei Auslenkung in positiver Richtung, in Vorwärtsfahrtrichtung
nach unten und bei Auslenkung in negativer Richtung in Rückwärtsfahrtrichtung nach
oben.
[0018] Bei den in den Figuren 5a, 5b und 5c dargestellten Fahrbahnverläufen funktioniert
das erfindungsgemässe Gelenk als Ausgleich für die Unebenheiten, so dass mit den fünf
vorgesehenen Fahrzeugrädern 4, 5, 5', 6, 6' eine statisch eindeutig bestimmte Vertikalabstützung
erzielt wird. Fahrbahnverdrehungen gemäss Fig. 5d werden durch die Torsionselastizität
des Fahrzeuges 1 ausgeglichen. Hier nicht weiter dargestellte, schrägwellige Fahrbahnen
sind durch das Zusammenwirken von erfindungsgemässem Gelenk und Torsionselastizität
beherrschbar.
[0019] Die Figuren 6a - 6e zeigen die Funktion des erfindungsgemässen Gelenkes auf unterschiedlichen
Fahrbahnen; nämlich beim Befahren der ebenen, horizontalen Fahrbahn 33 gemäss Fig.
6a, der positiven Steigungsübergänge gemäss Fig. 6b, 6e sowie der negativen Steigungsübergänge
gemäss Fig. 6c, 6d. Bei Einfahrt in die ansteigende Rampe 31 gemäss Fig. 6b erbringt
das Antriebsrad 4 ein erhöhtes Antriebsdrehmoment, was eine Verstärkung seiner Achsbelastung
notwendig macht. Dies wird durch das am Antriebsteil 2 angreifende Drehmoment der
Zugkraft bewirkt, da deren Angriffspunkt bei positiver Auslenkung sich mit der virtuellen
Drehachse A in Vorwärtsfahrtrichtung nach unten verschiebt. Bei der nachfolgenden
Ausfahrt auf die horizontale Wegstrecke 27 (Fig. 6c) wird das Antriebsdrehmoment am
Antriebsrad 4 reduziert um die max. Fahrgeschwindigkeit nicht zu überschreiten. Entsprechend
erfolgt in diesem Bereiche eine Reduktion der Achsbelastung am Antriebsrade 4, da
als Folge der negativen Auslenkung die virtuelle Drehachse A und damit der Angriffspunkt
der Zugkraft in Rückwährtsfahrtrichtung nach oben verschoben werden. Eine weitere
Verringerung des Antriebsdrehmomentes ist beim Uebergang von der horizontalen Fahrbahn
27 auf die abfallende Rampe 32 gemäss Fig. 6d erforderlich, soll die max. Fahrgeschwindigkeit
nicht überschritten werden. Die dadurch ermöglichte Reduktion der Achsbelastung stellt
sich wiederum selbsttätig ein, indem durch die negative Auslenkung der beiden Fahrzeugteile
2, 3 die virtuelle Drehachse und damit der Angriffspunkt der Zugkraft rückwärts nach
oben verschoben werden. Schliesslich muss bei der in Fig. 6e dargestellten Ausfahrt
aus der abfallenden Rampe 32 das Bremsdrehmoment reduziert werden um allmählich auf
ein Antriebsdrehmoment umzuschalten. Dies erlaubt eine entsprechende Reduktion der
Achsbelastung am Antriebsrad 4, wozu die virtuelle Drehachse und damit der Angriffspunkt
der Bremskraft durch die Auslenkung der beiden Fahrzeugteile vorwärts nach unten verschoben
werden. Zusammenfassend ergibt sich, dass die virtuelle Drehachse A durch die positiven
und negativen Auslenkungen +
a bzw. -a so aus ihrer Mittelstellung verschoben wird, dass die als Folge der Zug-
und Bremskräfte auf das Antriebsteil 2 einwirkenden Drehmomente, die Achsbelastung
des Antriebsrades 4 selbsttätic an die von diesem zu erbringenden Antriebs- und Bremsmomente
anpassen.
1. Gelenk für ein innerhalb seiner Radbasis quergeteiltes Fahrzeug (1) zur beweglichen
Verbindung zweier um eine Drehachse gegen Anschläge verschwenkbarer Fahrzeugteile
(2, 3) mit in vertikaler Richtung starr geführten Rädern,
dadurch gekennzeichnet ,
dass beide Fahrzeugteile (2, 3) beidseits durch mindestens je ein erstes Abstützelement
(6, 6') für zu ihren Quer- und Höhenachsen (18, 19) oder (20, 21) parallele Kräfte
sowie durch mindestens je ein zweites Abstützelement (7, 7') für Zug- und Bremskräfte
verbunden sind und aus einer Mittelstellung, mindestens um eine zu ihren Querachsen
(18, 20) parallele, sich mit dem zwischen ihren Längsmittelachsen (24, 25) befindenden
Auslenkwinkel a parallel-verschiebende virtuelle Drehachse (A) auslenkbar sind.
2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,
dass die Abstützelemente (6, 6', 7, 7') beidseits am Fahrzeug (1) paarweise spiegelsymmetrisch
zu seiner Längsmittelebene angeordnet sind.
3. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Abstützelemente (6, 6') je eine am Fahrzeugteil (3) in Lagern (14,
14') drehbar abgestützte und am andern Fahrzeugteil (2) in U-förmigen zur Längsmittelachse
(24) parallel verlaufenden Coulissen (8, 8') geführte Tragrolle (11, 11') enthalten,
deren lagerabgewandte Endfläche (11.1, 11.1') als querdruck- übertragende Gleitfläche
gegen die Stirnfläche (8.1, 8.1') der Coulisse (8, 8') zur Anlage kommt.
4. Gelenk nach Anspruch 1, ddadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Abstützelemente (7, 7') je eine Pendelstütze (15, 15') enthalten,
welche an beiden Fahrzeugteilen (2, 3) um zu deren Querachsen (18, 20) parallele Achsen
(12, 13) bzw. (12', 13') drehbar ist.
5. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Fahrzeugteil (2) als Antriebsteil mit mindestens einem gelenkten und gebremsten
Antriebsrad (4) und das Fahrzeugteil (3) als Mitfahrteil mit passiven, starr geführten
Laufrollen (9, 9') ausgebildet sind.
6. Gelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet ,
dass zur Begrenzung der gegenseitigen Auslenkung der beiden Fahrzeugteile (2, 3) um
die virtuelle Drehachse A in den U-förmigen Coulissen (8, 8') Anschläge (22, 23) bzw.
(22', 23') angeordnet sind.
7. Gelenk nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erleichterung von Zusammenbau und Trennung der beiden Fahrzeugteile (2, 3)
die Anschläge (22, 23) bzw. (22', 23') sowie die Pendelstützen (15) bzw. (15') leicht
lösbar eingebaut sind.
8. Gelenk nach den Ansprüchen 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die virtuelle Drehachse (A) als Schnittgerade zwischen der zur Höhenachse (19)
des Antriebsteiles (2) parallelen Querebene (29) durch die Tragrollen (11, 11') und
der Ebene (30) durch die parallelen Pendelstützen (15, 15') ausgebildet ist.
9. Gelenk nach den Ansprüchen 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet ,
dass bei Auslenkung der Fahrzeugteile (2, 3) die Parallelverschiebung der virtuellen
Drehachse (A) selbsttätig erfolgt und zwar in Vorwärtsfahrtrichtung nach unten bei
Auslenkung in positiver Richtung, und in Rückwärtsfahrtrichtung nach oben bei Auslenkung
in negativer Richtung.
10. Gelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die jedem Auslenkwinkel (a, α1, α2, ...) zugeordnete virtuelle Drehachse (A, A1, A2, ...) eine virtuelle Momentandrehachse ist.
11. Gelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet ,
dass die Belastung des Antriebsrades (4) durch Zug-und Bremskräfte zunehmend bzw.
abnehmend ist bei Auslenkung in positiver Richtung und abnehmend bzw. zunehmend ist
bei Auslenkung in negativer Richtung.