DE4443943A1 - Straßenfahrzeug für das Befahren von Straßen- und Schienenwegen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrwege-Fahrzeug für das Befahren von Straßen- und Schienenwegen nach dein Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist auch bekannt, die der Führung der luftbereiften Räder des Straßenfahrzeuges während der Schienenfahrt dienenden, mit Spurkränzen versehenen Führungsrollen einem Drehgestell zuzuordnen, um auch enge Kurvenradien der Schienen folgen zu können; vgl. DE 43 16 631. Hierzu sind die Führungsrollen schwenkbar an Schwenkarmen gelagert, die hydraulisch bewegbar sind und für die Schienenfahrt soweit abgesenkt werden, daß sie mit den Schienen in Eingriff gelangen. Diese Winkelstellung der Schwenkarme ist konstant. Die Drehgestelle sind um die senkrecht zur Radachse der Straßenräder verlaufende Achse beweglich.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine derartige Ausbildung nicht immer brauchbar ist. In bestimmten Schienenbereichen beschädigen die an der Oberfläche der Schienen überstehenden luftbereiften Räder dort angebrachte Einrichtungen wie Indusimagnete oder Achszähler, wie sie in Rangierbereichen angeordnet sind, in denen Zweiwegefahrzeuge bevorzugt eingesetzt werden.

Es ist ferner nachteilig, daß zwar grundsätzlich durch einen Austausch der Führungsrollen die Drehgestelle an unterschiedliche Spurweiten von Gleisanlagen angepaßt werden können, jedoch weisen die luftbereiften Räder eines solchen Fahrzeuges eine unveränderbare Spurweite auf. Die luftbereiften Räder des Mehrwege-Fahrzeuges müssen aber nicht nur das Gewicht des Fahrzeuges auf die Schienen übertragen, sondern dienen gleichzeitig als Antrieb oder Bremse und müssen daher in permanentem reibschlüssigen Kontakt mit den Schienen bleiben. Da der Achsabstand der luftbereiften Räder konstant ist, unterliegt die Anpassung an kleinere Spurweiten von unterschiedlichen Gleisanlagen einer Untergrenze, andernfalls geht der Kontakt zwischen den luftbereiften Rädern und der Schiene verloren; die Antriebsfunktion des Straßenfahrzeuges ist dann nicht mehr gewährleistet.

Eine Veränderung des Anpreßdruckes zwischen den luftbereiften Rädern einerseits und der Schiene andererseits ist ebenfalls nicht möglich, da die als Drehgestell ausgebildete Führungseinrichtung in der Arbeitslage ausschließlich die Funktion erfüllt, das Straßenfahrzeug auf der Schiene zu führen.

Da ein zunehmender Bedarf an solchen Mehrwege- Fahrzeugen für immer größere Einsatzbereiche besteht, ist Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen durch eine Führungseinrichtung für ein Straßenfahrzeug zum Befahren von Straßen- und Schienenwegen, die einen weitestgehend unbegrenzten Einsatz des Straßenfahrzeuges in allen Bereichen und für alle gängigen Spurweiten von Gleisanlagen erlaubt, ohne daß die notwendige Führung, der Antrieb sowie der Bremsbetrieb beim Befahren von Schienenwegen verloren gehen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Erfindung wird erstmals eine Führungseinrichtung für die Schienenfahrt von Straßenfahrzeugen geschaffen, die sowohl als Führungseinrichtung als auch als alleinige Antriebsvorrichtung eingesetzt werden kann mit Zwischenstellungen, in denen sowohl die luftbereiften Räder des Straßenfahrzeuges als auch die Führungsrollen Antriebs- oder Bremskraft liefern. Diese Ausbildung ermöglicht ferner eine leichte Anpassung an unterschiedliche Spurweiten der zu befahrenden Schienenwege ohne eine bestimmte Untergrenze zu haben, da bei einem zu großen Achsabstand der Räder die Führungseinrichtung Antriebs- oder Bremsfunktion übernimmt. Vorteilhafterweise ist der Antriebsmotor des Straßenfahrzeuges über mechanische oder hydraulische Kraftübertragungsmittel mit den Führungsrollen kraftschlüssig verbunden, wobei diese Verbindung über geeignete Kupplungsmittel ein- und ausschaltbar ist.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die luftbereiften Räder des Mehrwege-Fahrzeuges nunmehr in eine beliebige Höhe oberhalb der Schienenoberfläche überführt werden können, so daß das Mehrwege-Fahrzeug in allen in der Praxis vorkommenden Gleisbereichen einsetzbar ist. Der Antrieb erfolgt im abgehobenen Betriebszustand der luftbereiften Räder allein über die Führungsrollen. In diesem Fahrzustand können an der Schienenoberfläche unmittelbar benachbart angeordnete Meßeinrichtungen durch die luftbereiften Räder nicht mehr beschädigt werden.

Da die Schwenkarme an der Antriebsachse schwenkbar gelagert sind, bilden diese mit den luftbereiften Rädern ein Schwingungssystem und es werden Schwingungen infolge von Bodenunebenheiten oder von Anfahr- oder Bremsbewegungen durch der Antriebsachse zugeordnete Stoßdämpfer aufgenommen und gedämpft.

Mit der erfindungsgemäßen Führungseinrichtung ist also eine optimale Anpassung eines Mehrwege-Fahrzeuges an den jeweiligen Einsatzort schnell und unproblematisch durchführbar.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand dreier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Mehrwege­ Fahrzeuges mit luftbereiften Rädern für die Straßenfahrt und Führungsrollen für die Schienenfahrt

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Fahrgestelles eines Mehrwege-Fahrzeuges mit zwei jeweils als Drehgestell ausgebildeten Führungseinrichtungen -im Bereich der vertikalen Drehachse teilweise geschnitten mit jeweils einerseits an einer Konsole und andererseits an Führungsrollen tragenden Schwenkarmen gelenkig gelagerten Stellmitteln- wobei die Führungsrollen der Führungseinrichtungen mit dem dem Fahrzeug zugeordneten Motor über mechanische Kraftübertragungsmittel kraftschlüssig verbunden sind, und

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Fahrgestelles eines Mehrwege-Fahrzeuges, bei dem die Führungsrollen der Führungseinrichtungen mit einer vom Fahrzeugmotor angetriebenen hydraulischen Antriebsvorrichtung über hydraulische Kraftübertragungsmittel kraftschlüssig verbunden sind.

Ein Mehrwegefahrzeug MF ist in Fig. 1 schematisch dargestellt und weist von einem Fahrzeugrahmen 10 getragen unter anderem ein Führerhaus 11, einen Antriebsmotor AM, zwei mit luftbereiften Rädern R versehene Radachsen 22 sowie zwei Führungsrollenpaare 12 und 14 auf, die über ein Verteilergetriebe VG angetrieben werden können, auf.

Die Kraftübertragungsmittel für die antreibbaren Radachsen der luftbereiften Räder sind der besseren Übersicht halber in Fig. 1 nicht dargestellt. Jedes Führungsrollenpaar ist Teil einer Führungseinrichtung FE, die der Führung des Mehrwegefahrzeuges auf einem Schienenweg SW dienen. Die Führungsrollenpaare 12 und 14 sind jeweils über einen am Fahrzeugrahmen festen Lager 15 angelenkten Schwenkarm 16 drehbeweglich gelagert und über Stellmittel in Form hydraulischer Zylinder 17 aus der strichpunktierten Ruhelage in die auszogene Arbeitslage bewegbar, in der sie in Eingriff mit den Schienen des Schienenweges SW sind.

Die jeweilige Betriebslage ist durch Sperr- oder Feststellmittel fixiert, die hydraulisch, elektromagnetisch oder mechanisch betätigte Sperrventile in nicht dargestellten Hydraulikkreisen umfassen.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform Führungseinrichtung FE dargestellt, wobei der besseren Übersicht halber vom Mehrwegefahrzeug nur der Fahrzeugrahmen 10 gezeigt ist.

Die luftbereiften Räder R der Radachse 22 des Mehrwege-Fahrzeuges MF stehen auf den Schienen 23 eines Schienenweges SW. Jede Radachse 22 ist mittels Federn 24 und Dämpfern 25 mit dem Fahrzeugrahmen 10 des Mehrwege-Fahrzeuges MF in üblicher Weise verbunden. Mittig zur Radachse 22 ist je eine Konsole 26 vorgesehen, die annähernd parallel zu einer gedachten parallel zum Schienenweg SW liegenden Ebene angeordnet und mit der Radachse 22 verbunden ist. An der Konsole 26 ist ein um einen längs der Achse Z sich erstreckenden Drehzapfen 27 drehbeweglich gelagerter Schwenkarmträger 30 angeordnet, an den über Schwenkarm- Achsen 31 und 32 Schwenkarme 33 und 34 beweglich angelenkt sind. Die Schwenkarme 33 und 34 tragen an ihren dem Schwenkarmträger 30 abgewandten Ende Führungsrollen-Achsen 35 und 36, auf denen die jeweils mit einem Spurkranz versehenen Führungsrollenpaare 42 und 43 drehbar gelagert sind. Über hydraulische Stellmittel 37 und 38 können die Schwenkarme 33 und 34 aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung und vice versa bewegt werden.

Die vorstehend beschriebene Anordnung von Schwenkarmträgern 30, den Schwenkarmen 33 und 34 sowie den paarweise angeordneten Führungsrollen 42 und 43 bestehende Führungseinrichtung FE bildet jeweils ein Drehgestell, das um die zentrale Achse Z beweglich ist.

Wie Fig. 2 zeigt, sind auch hier dem Mehrwege-Fahrzeug MF zwei Führungseinrichtungen FE zugeordnet. Ein nicht dargestellter Motor treibt über ein Schaltgetriebe 51 und eine einer oder beiden Radachsen 22 zugeordneten Kardanwelle 52 eine oder beide Radachsen 22 in bekannter Weise an.

Mit dem Schaltgetriebe 51 ist ein Versatzgetriebe 53 über nicht dargestellte Kupplungselemente kraftschlüssig verbunden, dem eine Gelenkwelle 54 zugeordnet ist. Die Gelenkwelle 54 überträgt das vom Schaltgetriebe 51 an das Versatzgetriebe 53 abgegebene Drehmoment an ein der Führungseinrichtung FE zugeordnetes Zwischengetriebe 56, das das aufgenommene Drehmoment an die Führungsrollenachsen 35 und 36 weiterleitet, so daß die Führungsrollenpaare 42 und 43 in der Arbeitsstellung das Mehrwege-Fahrzeug MF antreiben oder gegebenenfalls bremsen je nach vorbestimmbaren Betriebszustand des Fahrzeugmotors. Desweiteren ist es möglich, dem Zwischengetriebe 56 eine weitere Gelenkwelle 55 kraftschlüssig zuzuordnen, die die zwei Führungsrollenachsen 35 und 36 der zweiten Führungseinrichtung FE antreiben oder gegebenenfalls bremsen kann.

Den Führungsrollenpaaren 42, 43 sind schließlich an sich bekannte Bremsvorrichtungen 64 und 65 zugeordnet.

Die Funktionsweise der beschriebenen Führungs­ einrichtung FE ist folgende:
Beim Befahren von Straßen sind die Führungseinrichtungen FE des Mehrwege-Fahrzeuges MF - wie bekannt - in ihrer Ruhelage über nicht dargestellte, auf die Stellmittel einwirkende Sperrmittel starr fixiert. Wird das Mehrwege-Fahrzeug MF auf den Schienen 23 zum Ziehen oder Schieben eines oder mehrerer Wagons eingesetzt, so ist das Mehrwege­ Fahrzeug MF auf die Schienen 23 des Schienenweges SW aufzufahren und sind den paarweisen Führungsrollen 42, 43 der beiden Führungseinrichtungen FE mit ihren Spurkränzen 40 und 41 über die jeweiligen Stellmittel 15 bzw. 37 und 38 sowie die Schwenkarme 14 bzw. 33 und 34 aus der Ruhelage nach Lösen der Sperrmittel, vorzugsweise in Form von Sperrventilen in die Arbeitslage zu überführen. Die Arbeitslage ist dann erreicht, wenn die Spurkränze 40, 41 der Führungsrollenpaare 42, 43 im Eingriff mit den Schienen 23 sind.

Somit führen die Führungseinrichtungen FE in diesem Betriebszustand die Radachsen 22 des Mehrwege­ Fahrzeuges MF längs der Schienen 23 des Schienenweges SW.

Der Antrieb erfolgt in diesem Betriebszustand ausschließlich über die luftbereiften Räder R. In diesem Betriebszustand ist die Belastung für die Führungseinrichtungen FE am geringsten, da das Gewicht des Mehrwege-Fahrzeuges MF ausschließlich auf den luftbereiften Rädern R und den Radachsen 22 ruht.

Die Schwenkarme 14 bzw. 33 und 34 können in diesem Betriebszustand in ihrer Winkellage, die sich zwischen der horizontalen Straßenfahrzeugebene und den Schwenkarmen 33 und 34 einstellt, von den Stellmitteln 37 und 38 gehalten werden.

Wird das Mehrwege-Fahrzeug MF in Fahrbereichen benutzt, in denen an der Oberfläche der Schiene 23 empfindliche Meßeinrichtungen angeordnet sind, die durch die von der Schiene 23 überstehenden Rädern R beschädigt werden können, so ist insbesondere für die Ausführungsform nach Fig. 2 eine Betriebsweise möglich, in der die Schwenkarme 33 und 34 der Führungseinrichtungen FE in ihrer Winkellage soweit verändert werden, bis die Räder R von den Schienen 23 genügend hoch angehoben sind. Diese vorbestimmbare Höheneinstellung erfolgt über die den Schwenkarmen 33 und 34 und dem Schwenkarmträger 30 zugeordneten, hydraulisch oder mechanisch betätigbaren Stellmitteln 37 und 38. In dieser neuen Einstellage sind die Schwenkarme 33 und 34 über die Sperrventile feststellbar. In dieser Betriebsweise wird das Fahrzeug, wie noch zu beschreiben ist, allein von den Führungseinrichtungen FE getragen, angetrieben und abgebremst.

Mit dem Anheben der Räder R wird über die nicht dargestellten Kupplungselemente des Schaltgetriebes 51 die die Straßenräder R antreibende Kardanwelle 52 abgekuppelt. Das Schaltgetriebe 51 leitet das vom Fahrzeugmotor aufgenommene Drehmoment über das Versatzgetriebe 53 an die Gelenkwelle 54 weiter, die bislang vom Schaltgetriebe 51 abgekuppelt war. Über die Gelenkwelle 54 und das Zwischengetriebe 56 werden nunmehr die Führungsrollenachsen 35 und 36 der zugeordneten Führungseinrichtung FE angetrieben. Das Mehrwege-Fahrzeug MF ist dann nach Art eines Schienenfahrzeuges angetrieben.

Ist zwischen der vorderen Radachse 22 und der hinteren Radachse 22 eine weitere Gelenkwelle 55 mit dem Zwischengetriebe 56 kraftschlüssig verbunden, so dienen dann beide, also die vordere und die hintere Führungseinrichtung FE gleichzeitig auch als Antriebsvorrichtungen.

Zwischen der vollen Aufnahme des Gewichtes des Mehrwege-Fahrzeuges MF über die luftbereiften Räder R und der vollen Aufnahme des Gewichtes über die Führungseinrichtungen FE im abgehobenen Zustand der luftbereiften Räder R ist auch eine Aufteilung der Gewichtslast des Mehrwege-Fahrzeuges MF zwischen den Führungsrollenpaaren 42, 43 der Führungseinrichtungen FE einerseits und den luftbereiften Rädern R andererseits möglich. Hierzu werden, wie bereits erwähnt, der die einzelnen Schwenkarme 33 und 34 in eine vorbestimmte Winkelstellung überführt und in dieser über die Sperrventile fixiert.

Der Antrieb erfolgt bei dieser Betriebsart sowohl über die luftbereiften Räder R als auch über die Führungsrollenpaare 42, 43 mindestens einer Führungseinrichtung FE. Dabei leitet das Schaltgetriebe 51 das vom Fahrzeugmotor aufgenommene Drehmoment an die Kardanwelle 52 der Radachse 22 und über das Versatzgetriebe an die Gelenkwelle 54 weiter, die das aufgenommene Drehmoment über das Zwischengetriebe 56 an die Führungsrollenpaare 42, 43 überträgt.

Fig. 3 zeigt ein Mehrwege-Fahrzeug MF mit einer Hydraulikpumpe 60, die über den nicht dargestellten Motor des Mehrwege-Fahrzeuges MF angetrieben ist. Gleiche Bauteile haben dort ebenfalls gleiche Bezugsziffern wie die Bauteile in den Fig. 1 und 2. Über eine Steuereinrichtung 61 werden der Führungseinrichtung FE zugeordnete Hydraulikmotoren 62 aktiviert, die dann die zugeordneten Führungsrollenachsen 35 und 36 mindestens einer Führungseinrichtung FE antreiben.

Ein Antrieb auf die Führungsrollenachsen 35 und 36 der zweiten Führungseinrichtung FE ist hier ebenfalls möglich. Dies kann entweder durch zwei weitere Hydraulikmotoren 62, wie in Fig. 3 dargestellt, oder durch eine zwischen der ersten und zweiten Führungseinrichtung FE vorgesehene Gelenkwelle 55 erfolgen, wie es Fig. 2 zeigt.

Auch bei Hydraulikantrieb der Führungsrollenpaare 42, 43 ist eine Aufteilung des Vortriebs des Fahrzeuges möglich. Dabei treibt der Fahrzeugmotor die Kardanwelle 52 der Radachse 22 an und gleichzeitig auch die Hydraulikpumpe 60, die dann den der Führungseinrichtung FE zugeordneten Hydraulikmotor 62 und damit die Führungsrollenpaare 42, 43 antreibt. Sind an der zweiten Führungseinrichtung FE zwei weitere Hydraulikmotoren 62 angeordnet, die ebenfalls mit der Hydraulikpumpe 60 und der Steuereinrichtung 61 verbunden sind, treiben die Hydraulikmotoren die Führungsrollenachsen 35, 36 der zweiten Führungseinrichtung FE an.

Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß durch ein Austauschen der Führungsrollenpaare 42, 43 mittels Flanschverbindungen eine Anpassung an unterschiedliche Spurweiten der Schienenwege SW möglich ist. Die Ausbildung von anflanschbaren Führungsräder bietet durch Variationsmöglichkeit in der Einpreßtiefe, d. h. das Maß von Flanschfläche zu Lauffläche, die Möglichkeit, mit unveränderten Antriebsachsen nur durch Wechseln der Führungsräder unterschiedliche Schienenspurweiten - Normalspur, Schmalspur - befahren zu können.

Soll das Mehrwege-Fahrzeug auf Breitspur betrieben werden, so ist u. U. auch ein Auswechseln der Führungsrollenachsen 35, 36 der Führungseinrichtung FE nötig.

Die Bremsvorrichtungen 64 und 65 arbeiten mit Bremsscheiben BS zusammen, die den Führungsrollenpaaren 42, 43 zugeordnet sind, und über die das Fahrzeug abgebremst wird, wenn die Führungseinrichtungen FE den Gesamt- oder einen Teilvortrieb für das Mehrwege­ Fahrzeuges MF liefern.

Claims (9)

1. Straßenfahrzeug für das Befahren von Straßen- und Schienenwegen mittels luftbereifter Räder, denen für die Schienenfahrt die Führung bewirkende mit Spurkränzen versehene Führungsrollen paarweise zugeordnet und über an Schwenkarmen angreifende Stellmittel aus einer Ruhelage in eine mit den Schienen des Schienenweges in Eingriff stehende Arbeitslage schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Führungsrollenpaar (12, 14) als aktives Schienenfahrwerk ausgebildet und mit dem Antriebsmotor (AM) des Mehrwegefahrzeuges (MF) kraftschlüssig verbindbar ist.

2. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarme (14) des oder der Schienenfahrwerke jeweils hinter den Radachsen (22) der luftbereiften Räder (R) am Fahrzeugrahmen (10) aus der Ruhe- in die Arbeitslage und vice versa schwenkbar gelagert sind.

3. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (12, 14) Teile eines Drehgestells sind, dessen Drehachse senkrecht zum Schienenweg und die Mitte der zugeordneten Achse der luftbereiften Räder durchstoßend angeordnet ist.

4. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsvorrichtung der Antriebsmotor des Mehrwege-Fahrzeuges (MF) dient, der über mechanische Kraftübertragungsmittel mit den Führungsrollenpaaren (42, 43) mindestens einer Führungseinrichtung (FE) kraftschlüssig verbindbar ist.

5. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsvorrichtung eine von dem Antriebsmotor des Mehrwege-Fahrzeuges (MF) angetriebene Hydraulikpumpe (60) dient, die über hydraulische Kraftübertragungsmittel (61, 62) mit den Führungsrollenpaaren (42, 43) mindestens einer Führungseinrichtung (FE) kraftschlüssig verbunden ist.

6. Straßenfahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schwenkarmen (33, 34) der Führungseinrichtungen (FE) zugeordneten Feststellmittel hydraulisch, elektromagnetisch oder mechanisch betätigbare Sperrglieder sind.

7. Straßenfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Führungsrollenpaare (42, 43) der Führungseinrichtungen (FE) Bremsvorrichtungen (BS) zugeordnet sind.

8. Straßenfahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarme (33, 34) unmittelbar an der Radachse (22) schwenkbar gelagert sind.

9. Straßenfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen (FE) durch Austausch der zugeordneten Führungsrollenpaare (42, 43) an die jeweilige Spurweiten von Schienenwegen (SW) anpaßbar sind.