DE4227126A1 - Gelenkverbindung zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen - Google Patents

Description

Bei Gelenkomnibussen und gleichartig aufgebauten Schienen- und Straßenfahrzeugen ist es derzeit allgemein üblich, den Vorderwagen mit einer Achse bzw. Achsgruppe an jedem Fahrzeug­ ende zu versehen, den hinteren Wagen nur mit einer Achse bzw. Achsgruppe am hinteren Ende zu versehen und den hinteren Wagen am vorderen Ende in einem Verbindungsgelenk auf dem hinteren Ende des vorderen Wagens aufzusatteln. Dabei ist das Verbin­ dungsgelenk im allgemeinen eine Drehkranzverbindung, wobei einer der Ringe, meist der innere Ring dem vorderen Wagen zugeordnet ist, ein zweiter Ring, meist der äußere Ring dem hinteren Wagen zugeordnet ist und der äußere Ring auf dem inneren Ring abgestützt ist und beide Ringe um eine vertikale Achse gegeneinander verdrehbar sind, um Knickbewegungen beider Teilfahrzeuge um diese Hochachse zu ermöglichen, die notwendig sind, damit das Fahrzeug Kurven durchfahren kann. Um Boden­ querwellen überfahren zu können, müssen beide Teilfahrzeuge Nickbewegungen um eine horizontale Querachse ausführen können. Dies wird dadurch ermöglicht, daß der eine der beiden Wagen am einen der beiden Drehringe um quergerichtete Bolzengelenke angeschlossen ist. Meist ist der hintere Wagen über solche Bolzengelenke an den in Fahrzeugquerrichtung um 180° einander gegenüberliegenden Bereichen des äußeren Drehrings angeschlossen, so daß sich die horizontale Nickachse und die vertikale Knick­ achse im Gelenkzentrum unter einem Winkel von 90° schneiden. Um Wankbewegungen um die Fahrzeuglängsachse zwischen beiden Teilfahrzeugen zu ermöglichen, sind in die Bolzengelenke Gummihülsen integriert.

Diese Lösung wird allgemein als funktionsgerecht, betriebs­ sicher und mit vertretbarem Bauaufwand darstellbar angesehen, sie ist deshalb derzeit eine Standardlösung bei Gelenkomni­ bussen, gleichgültig ob die Knickbewegungen gedämpft oder gesteuert werden.

Bei anderen Versionen wird das Gelenkfahrzeug aus Vorderwagen und Hinterwagen als torsionssteife Einheit angesehen. Vorder- und Hinterwagen sind nicht um die horizontale Fahrzeugslängs­ achse gegeneinander tordierbar, Wankbewegungen zwischen den Fahrzeuggliedern sind nicht vorgesehen, lediglich die Nach­ giebigkeit der Radfedern gewährleistet die Bodenhaftung, wenn beispielsweise eines der Vorderräder des Fahrzeuges seinen Fahrbahnaufstandpunkt in einer anderen horizontalen Ebene hat als das ihm diagonal gegenüberliegende der Hinterräder des Gelenkfahrzeugs.

Ferner ist eine Ausbildung der oben erwähnten Bolzengelenke derart bekannt, daß zwischen den Lageraugen, die dem Hinter­ wagen zugeordnet sind und den Lagerbolzen, die dem Außenring der Drehkranzverbindung zugeordnet sind, jeweils eine dünn­ wandige Gummihülse eingepreßt ist, die bei Nickbewegungen zwischen Vorderwagen und Hinterwagen um ihre Längsachse tordiert wird, aber so druckfest ist, daß sie Kräfte, die für ein Wanken zwischen Vorderwagen und Hinterwagen ursäch­ lich sein könnten, ohne wesentliche Druckverformung aufnehmen. Gemeinsam ist den vorstehend behandelten Lösungen, daß sich Knickachse, Nickachse und gegebenenfalls auch Wankachse im Zentrum der Drehkranzverbindung schneiden. Schwierigkeiten bereiten deshalb diese bekannten Lösungen für die Hersteller von Faltenbälgen, wie sie zwischen den beiden Teilfahrzeugen üblicherweise eingebaut werden, um den Übergangsbereich zwischen beiden Teilfahrzeugen in den Fahrzeugnutzraum einbeziehen zu können. Findet ein unten offener, tunnelförmiger Faltenbalg Anwendung, so ist es schwierig, den Übergangsbereich optimal gegen Umwelteinflüsse abzuschirmen. Ist der Faltenbalg dagegen zur optimalen Abschirmung des Übergangsbereiches gegen Umge­ bungseinflüsse als ringsum geschlossene Röhre mit unterhalb des Gelenks liegendem Boden ausgebildet, so ermöglicht die Notwendigkeit, auf die Nickbewegungen Rücksicht zu nehmen, einen nur geringen Abstand zwischen Balgboden und Fahrbahn, was zu häufiger Beschädigung bzw. vorzeitigem Verschleiß des Balgbodens führen kann. Findet ein Faltenbalg Anwendung, der außer den Endrahmen für den Anschluß an den beiden Fahrzeugen bzw. Teilfahrzeugen noch einen Mittelrahmen aufweist, sei es um den Faltenbalg zu stabilisieren, sei es um ihn teilbar zu machen, so kommt hinzu, daß der Mittelrahmen bei der üblichen Zuordnung zum Gelenk sowohl bezüglich der Knick- als auch der Nickbewegungen zwischen beiden Teilfahrzeugen stets auf der Winkelhalbierenden gehalten werden muß, was einen erheb­ lichen baulichen Aufwand mit sich bringen kann, insbesondere dann, wenn der Balgmittelrahmen dem Gelenk obendrein quer­ verschieblich zugeordnet werden soll, um die Kinematik der Bewegungen zwischen den Teilfahrzeugen und die Kinematik der Balgbewegung aufeinander abzustimmen.

Vor dem Hintergrund der oben geschilderten Schwierigkeiten, die auftreten können, wenn sich Knickachse, Nickachse und gegebenenfalls Wankachse im Zentrum der Drehkranzverbindung schneiden, ist eine bekannte Lösung entstanden, bei der die Nickachse in einem bestimmten Abstand vor oder hinter der vertikalen Nickachse angeordnet ist und deshalb die die Nickachse definierenden Bolzengelenke in Fahrzeuglängsrich­ tung relativ zum Zentrum der Drehkranzverbindung versetzt sind und außerdem einen radialen Abstand vom Außenumfang der Drehkranzverbindung haben.

Entsprechende Überlegungen gelten auch bezüglich einer eben­ falls bekannten Lösung für ein gattungsgemäßes Gelenkfahrzeug, bei dem die Rahmen des Vorderwagens und des Hinterwagens elastisch an der Drehkranzverbindung angeschlossen sind (EP 0 475 341 A1). Diese Lösung hat jedoch den doppelten Nachteil des erheblichen Bauaufwandes infolge der beiden elastischen Anschlüsse vor allem aber unkontrollierter Fahr­ zustände, die eine erhebliche Gefahrenquelle darstellen können, insbesondere wenn auf Vorderwagen und Hinterwagen ungleiche Vortriebskräfte wirken, indem beispielsweise ein Gelenkomnibus als Schubgelenkbus ausgebildet ist, dessen angetriebene Achse die des Hinterwagens ist oder indem ein Gelenkomnibus mit angetriebener Hinterachse des Vorderwagens sich auf einer Talfahrt befindet und der Vorderwagen stärker als der Hinterwagen gebremst wird. Bei solchen Fahrtzuständen kann auf das Heck des Vorderwagens eine nach unten gerichtete, auf den Bug des Hinterwagens eine nach oben gerichtete Kraft wirken, diese Kräfte, die die Drehkranzverbindung zu einer Kippbewegung um die horizontale Querachse veranlassen, die so groß werden kann, daß die Gelenkanschlüsse sogar überbe­ lastet werden und ausreißen.

Dieser Problematik sieht sich der Fahrzeughersteller gegen­ über, weil der große Aufwand die Herstellungskosten des Gelenkfahrzeugs in die Höhe treibt und er für die Sicherheit des Fahrzeugbetriebes verantwortlich ist. Dieser Problematik sieht sich der Gelenkhersteller gegenüber, weil er sein Gelenk angesichts dieser Problematik mit erhöhtem Aufwand und demzufolge höheren Kosten herstellen muß und dieser Problematik sieht sich schließlich der Faltenbalghersteller gegenüber, weil er "seinen" Faltenbalg erhöhtem Verschleiß ausgesetzt sieht.

Demzufolge ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lösung vorzu­ schlagen, die eine baulich einfache, betriebssichere und verschleißarme Gelenkverbindung zwischen Vorderwagen und Hinterwagen eines Gelenkfahrzeugs, insbesondere eines straßen­ verkehrsfähigen Gelenkomnibusses möglich macht.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Patentansprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Blick in den Übergangsbereich zwischen den beiden Teilfahrzeugen eines Gelenk­ omnibusses mit einer erfindungsgemäß ausge­ bildeten Gelenkausbildung,

Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Teilbereich in größerer Darstellung,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. sowie,

Fig. 4 schematische Darstellung zweier Gelenkversionen,

Fig. 5 zur Erläuterung eines Teilproblems, mit dem sich die Erfindung befaßt,

Fig. 6 eine schematische Perspektivdarstellung einer für besonders zweckmäßig erachteten Gelenk­ ausbildung mit nur einseitig elastischer Gelenkausbildung an einem Teilfahrzeug, das der Vorderwagen ist,

Fig. 7 eine Einzelheit in einem bestimmten Betriebs­ zustand und

Fig. 8 bis 10 Möglichkeiten einer Übergangsplattenlagerung, die bei der erfindungsgemäßen Gelenkausbildung besonders zweckmäßig ist.

Der vordere Wagen bzw. das vordere Teilfahrzeug eines Gelenk­ omnibusses ist mit 1 bezeichnet, von diesem vorderen Teilfahr­ zeug ist nur das hintere Ende schematisch dargestellt, es wird unterstellt, daß dieses vordere Teilfahrzeug an jedem seiner Enden eine Achse bzw. Achsgruppe hat.

Entsprechend ist das vordere Ende des hinteren Wagens bzw. Teilfahrzeuges 2 schematisch dargestellt. Es wird unterstellt, daß dieses hintere Teilfahrzeug nur an seinem hinteren, also nicht dargestellten Ende mit einer Achse bzw. Achsgruppe ver­ sehen ist.

Die Fahrtrichtung des Gelenkomnibusses bei normaler Vorwärts­ fahrt ist in den Fig. 1 und 3 durch den Pfeil 3 gekennzeich­ net. Der Antrieb des gesamten Gelenkomnibusses ist vorzugsweise im hinteren Teilfahrzeug angeordnet. Er kann entweder auf eine der Achsen bzw. Achsgruppen des vorderen Teilfahrzeugs ein­ wirken, so daß der gesamte Gelenkbus "gezogen" wird, oder er kann auf die Achse bzw. Achsgruppe des hinteren Teilfahrzeugs einwirken, so daß der gesamte Gelenkomnibus "geschoben" wird.

Beide Teilfahrzeuge 1, 2 sind in einem Niederflur-Drehkranz­ gelenk 4 miteinander verbunden, dessen äußerer und oberer Drehring 5 dem hinteren Teilfahrzeug 2 zugeordnet ist. Dieser Drehring 5 ist auf dem inneren und unteren Drehring des Dreh­ kranzgelenks 4 abgestützt, der dem vorderen Teilfahrzeug 1 zugeordnet ist. Äußerer Drehring 5 und innerer Drehring sind um die Hochachse 6 um einen Knickwinkel 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 Ein­ schluß der Dämpfung.

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 auch nur generell mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet.

Bei bisher üblichen Gelenkomnibussen ist der innere bzw. untere Drehring des Drehkranzgelenks auf dem Untergestell des vorderen Teilfahrzeuges aufgelegt und mit diesem verbunden, während in zwei in Fahrzeugquerrichtung diametral gegenüberliegenden Be­ reichen dem äußeren Drehring 5 horizontal nach außen gerichtete Zapfen zugeordnet sind, die von Lageraugen an den Enden einer gabelförmigen Traverse 8 drehbar umschlossen werden, die ihrer­ seits fest dem Untergestell des hinteren Teilfahrzeugs 2 zuge­ ordnet ist. Die gemeinsame, in Fahrzeugquerrichtung gerichtete Längsachse 9 der Zapfen ist die Nickachse, um die beide Teil­ fahrzeuge 1, 2 bei üblicher Gelenkausbildung in vertikaler Rich­ tung relativ zueinander verschwenken können ("Nickbewegungen"). Zwischen den Bolzen können bei üblicher Gelenkausbildung Gummi­ hülsen 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 Tordier­ barkeit die Nickbewegungen ermöglichen und dabei keine Wank­ bewegungen zwischen den beiden Teilfahrzeugen zulassen oder durch entsprechende Druckverformbarkeit solche Wankbewegungen zulassen.

Hochachse 6, Querachse 9 und Längsachse 10 schneiden sich dabei zumindest etwa im Mittelpunkt des Drehkranzgelenkes 4.

Abweichend von dieser bisher allgemein üblichen Lösung ist nun die Traverse 8 an beiden Enden ihrer Gabelzinken starr am äußeren Drehring 5 angeschlossen und zwar in Bereichen, in denen bei bekannten Fahrzeugen die oben beschriebenen Bolzengelenke angeordnet sind, d. h. symmetrisch zur Querachse 9. Es handelt sich um einfache Schraubverbindungen 20. Anderer­ seits ist die Traverse 8 nicht mehr starr am Untergestell des hinteren Teilfahrzeugs 2 angeschlossen, sondern über ein Gummielement 11. Dieses Gummielement besteht vorzugsweise aus zwei im Querschnitt dreieckigen Leisten, wobei die Hypo­ thenusen der beiden Leistenquerschnitte etwa einen Abschnitt eines Zylinders bilden, dessen Längsachse die Querachse 9 ist. In entsprechender Weise ist nicht mehr entsprechend dem Stand der Technik der innere bzw. untere Drehring des Drehkranzgelenks 4 auf dem Untergestell des vorderen Teil­ fahrzeugs 1 aufgelegt und starr an diesem befestigt. Der untere, innere Drehring ist statt dessen ebenfalls einer der Traverse 8 ähnlichen Traverse 12 aufgelegt und starr mit dieser verbunden, die ihrerseits über ein dem Gummiele­ ment 11 entsprechendes Gummielement 13 am hinteren Ende des vorderen Teilfahrzeugs gelagert ist.

Die Gummielemente bestehen aus einem elastischen Werkstoff, für den Gummi nur als Gattungsbezeichnung gewählt ist. Seine Eigenschaften sind so bestimmt, daß zwischen vorderem und hinterem Teilfahrzeug Zug- und Druckkräfte in und entgegen der Richtung des Pfeils 3 übertragen werden können. Die beiden Gummielemente lassen außerdem die notwendigen Nick­ bewegungen zwischen beiden Teilfahrzeugen zu. Die Gummiele­ mente lassen schließlich die notwendigen Wankbewegungen zwischen beiden Teilfahrzeugen 1, 2 zu. Knickbewegungen zwi­ schen beiden Teilfahrzeugen um die Hochachse 6 werden schließ­ lich wie beim Stand der Technik durch Relativbewegungen zwi­ schen innerem und äußerem Drehring des Drehkranzgelenkes 4 ermöglicht.

Bevorzugt ist jedoch eine Lösung, bei der nur zwischen einem der Teilfahrzeuge 1, 2 und dem ihm zugehörigen Drehring bzw. -kranz des Drehkranzgelenkes 4 in der beschriebenen Weise eine elastische Verbindung vorgesehen ist. Dabei ist die noch mehr bevorzugte Lösung die, bei der die Traverse 8 sowohl am hinteren Teilfahrzeug 2 als auch an dem äußeren Drehring bzw. Drehkranz 5 starr befestigt und der innere Drehring bzw. Drehkranz an dem vorderen Teilfahrzeug 1 in der beschriebenen Weise angeschlossen ist.

Ist nun im Bereich zwischen beiden Teilfahrzeugen 1, 2 in üblicher Weise eine Übergangsbrücke 14 angeordnet und ist der Übergangsbereich zwischen beiden Teilfahrzeugen von einem Faltenbalg 15 umschlossen, der mit Endrahmen an den einander zugekehrten Stirnseiten beider Teilfahrzeuge be­ festigt ist, so ergibt sich folgende Problematik.

Ist die Traverse 8 starr am hinteren Teilfahrzeug 2 befestigt und mit Bolzengelenken um die Querachse 9 drehbar am äußeren Drehring 5 angeschlossen, so muß zwischen dem Drehkranzgelenk 4 und dem Boden des Faltenbalges ein relativ großer Abstand eingehalten werden, um beim Nicken des hinteren Teilfahrzeugs 2 um die Querachse 9 gegenüber dem vorderen Teilfahrzeug 1 und dem dabei eintretenden Schwenken der Traverse 8 um die Querachse 9 die Traverse 8 nicht am Boden des Faltenbalgs anstoßen zu lassen. Der Abstand zwischen Faltenbalgboden und Fahrbahn 17 ist entsprechend gering und die Gefahr groß, daß der Faltenbalgboden in häufige Berührung mit der Fahr­ bahn 17 kommt. Erfahrungsgemäß verschleißt der Boden des Faltenbalgs wesentlich vor den Seitenwänden und dem Dach des Faltenbalges, er muß mit erheblichem Aufwand ausgewech­ selt werden.

Wird der Innenring des Drehkranzgelenks 4 am vorderen Teil­ fahrzeug 1 und/oder der Außenring 5 des Drehkranzgelenks 4 am hinteren Teilfahrzeug über ein Gummigelenk 11 bzw. 13 am vorderen bzw. hinteren Teilfahrzeug angelenkt, muß auf entsprechend große Schwenkbewegungen keine Rücksicht genommen werden, der Faltenbalgboden kann viel näher an das Drehkranz­ gelenk 4 herangerückt und entsprechend von der Fahrbahn 17 entfernt angeordnet sein, die Gefahr seiner vorzeitigen Zer­ störung durch häufige Fahrbahnkontakte ist deutlich gemindert.

Der Vorteil ist erreichbar, wenn entweder der Innenring des Drehkranzgelenks 4 am Vorderwagen 1 oder der Außenring 5 des Drehkranzgelenks 4 am Hinterwagen 2 elastisch angeschlos­ sen ist, wobei diese Lösung gegenüber der Lösung, bei der sowohl der Innenring des Drehkranzgelenks 4 am Vorderwagen 1 als auch der Außenring 5 des Drehkranzgelenks 4 am Hinter­ wagen 2 elastisch angeschlossen sind, den zusätzlichen Vor­ teil baulicher Einfachheit und eines exakter voraussehbaren Fahrverhaltens hat, u. a. deswegen, weil im zweiten Fall durch die beiden elastischen Elemente 11, 13 (Fig. 3) zwei Nickachsen (horizontale Querachsen, um die die Teilfahrzeuge relativ zueinander nicken, wenn beispielsweise eine Boden­ querwelle überfahren wird) definiert sind, während im ersten Fall nur eine solche Nickachse definiert ist.

Die Gefahr vorzeitiger Zerstörung des Balgbodens durch häufi­ gen Fahrbahnkontakt ist dann zusätzlich gemindert, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Faltenbalg in seinem Bodenbereich Falten geringerer Höhe als im Dach- und Seitenwand­ bereich aufweist.

Die Erfindung erbringt den weiteren Vorteil, einfacher zu sein als bisherige Lösungen mit Bolzengelenken in den Be­ reichen 20 und ein niedrigeres Drehkranzgelenk zu ermöglichen. Die einfachere Bauweise ergibt sich aus dem Umstand, daß die Gummigelenke 11, 13 und insbesondere nur ein solches Gummigelenk zwischen den Traversen 8, 12, gegebenenfalls 8 oder 12 und den beiden Teilfahrzeugen 1, 2, gegebenenfalls einem dieser Teilfahrzeuge einfacher sind bzw. ist als die Bolzengelenke zwischen der Traverse 8 und dem äußeren Drehring 5. Auch die Störanfälligkeit und die Notwendigkeit der Wartung sind geringer. Die niedrigere Bauweise des Drehkranzgelenks 4 ergibt sich daraus, daß die Bolzengelenke einen höheren äußeren Drehring 5 erfordern als der starre Anschluß 20 der Traverse 8 am äußeren Drehring 5 bzw. eine äquivalente Bauweise. Das Gewicht der Anordnung wird niedriger gehalten werden können als bei den bisherigen Anordnungen mit den Bolzengelenken.

Schließlich besteht noch ein wesentlicher Vorteil darin, daß dem Faltenbalg 15 ein Mittelrahmen 16 zugeordnet werden kann, der zwar im unteren Bereich dem Drehkranzgelenk 4 gegenüber querverschieblich (in Richtung der Nick- oder Querachse 9), im übrigen aber winkelfest dem Drehkranzge­ lenk 4 zugeordnet sein kann und trotzdem immer entsprechend der Winkelhalbierenden des Nickwinkels steht; bei den bisher üblichen Anordnungen ist dies nur mit einer aufwendigen Lenkerführung zu erzielen. Der Mittelrahmen 16 kann allein der Stabilisierung des zwischen seinen Endrahmen einteiligen Balges dienen oder außerdem der Verbindung zweier Balghälften 18, 19 dienen, von denen jeweils eine mit ihrem Endrahmen einem der beiden Teilfahrzeuge 1,2 zugeordnet ist.

Kommen die beiden Gummigelenke 11, 13 zur Anwendung, um den Nickwinkel anteilig vom vorderen Gummigelenk 13 und vom hinteren Gummigelenk 11 aufgenommen zu haben, so hat jedes Gummigelenk etwa die Form eines Schalenabschnittes, dessen Mittelachse die Mitte des Drehkranzgelenks 4 schneidet und jedes Gummigelenk 11 bzw. 13 kann ein zwischen zwei gekrümmten Metallplatten einvulkanisiertes Elastomerelement sein oder jedes Gummigelenk kann aus zwei entsprechend aufgebauten, im Querschnitt dreieckigen Leisten (wie bereits erwähnt) bestehen, womit eine insoweit baulich einfachere Lösung aufgezeigt ist.

Der Mittelbügel 16 hält den Faltenbalg 15 in jeder Fahr­ situation in sicherem Abstand zur Fahrbahn 17 winkelhal­ bierend zum Knickwinkel, winkelhalbierend zum Nickwinkel durch seine vertikale Zentrierung und im jeweils spannungs­ freien Zustand bezogen auf seitlichen Versatz durch die untere Verschiebeführung 21 gegenüber dem die Knickbewegun­ gen der beiden Teilfahrzeuge 1, 2 zulassenden Drehkranzge­ lenk 4.

Treten bei der vorbeschriebenen Lösung an den beiden Teil­ fahrzeugen, d. h. Vorderwagen und Hinterwagen ungleiche An­ triebsmomente auf, die nicht oder nur unvollkommen kompen­ siert werden, indem beispielsweise während der Talfahrt bei einem Gelenkfahrzeug mit angetriebener Hinterachse des Vorderwagens der Hinterwagen den Vorderwagen schiebt und die Knickstabilisierung unzulänglich ist, so können im Heck­ bereich des Vorderwagens Kippmomente M1 auftreten, die das Heck des Vorderwagens nach unten drücken, während im Bugbe­ reich des Hinterwagens gleichgerichtete Momente M2 auftreten, die den Bug des Hinterwagens nach oben drücken (Fig. 4).

Auf das Drehkranzgelenk wirkt ein Schwenkmoment M3, durch das das Drehkranzgelenk in sich und in seinen Anschlüssen belastet und es besteht die Gefahr der Zerstörung, zumindest aber Beschädigung des Drehkranzgelenks und seiner Anschlüsse. Diese Gefahr besteht insbesondere bei Anwendung sowohl des Gummigelenks 13 als auch des Gummigelenks 11.

Dieser Gefahr wird nun erfindungsgemäß auf zwei mögliche Arten begegnet. Bei der einen Lösung werden die beiden elasti­ schen Anschlüsse beibehalten, eine zweckentsprechende Steue­ rung sorgt jedoch dafür, daß die Momente M1 und M2 einander entgegengerichtet wirken und einander aufheben (Fig. 5). Bei der anderen Lösung mit nur einem der elastischen Anschlüsse, bei der nur der Außenring des Drehkranzgelenks am Hinterwagen oder der Innenring des Drehkranzgelenks am Vorderwagen über ein elastisches Element ("Gummigelenk") der dargestellten Art angeschlossen wird, ist die Gefahr der Ausbildung solcher Kippmomente so gering, daß auf eine entsprechende Maßnahme verzichtet werden kann. Es ist damit ein weiterer wesent­ licher Vorteil des nur einseitigen elastischen Anschlusses des Drehkranzgelenks 4 am Vorderwagen 1 oder am Hinterwagen 2 mit dem elastischen Element 11 oder 13 aufgezeigt.

Um zu dem Ergebnis gemäß Fig. 5 zu kommen, kann das Prinzip eines Lenkerstängenpaares zur Anwendung kommen, von dem jede Lenkerstange am einen Ende am Vorderwagen 1 und am anderen Ende am Hinterwagen 2 angelenkt ist und beide Lenker­ stangen des Lenkerstangenpaares zwischen ihren Enden in der horizontalen Quermittelebene des Drehkranzgelenks 4 einander kreuzen. Im Fall der Fig. 4 ist das Moment M3 die Summe der Momente M1 und M2, im Fall der Fig. 5 ist der Moment M3 die Differenz der Momente M1 und M2.

Nachfolgend wird nun eine Gelenkverbindung beschrieben, die dann besonders zweckmäßig ist, wenn nur eine einseitig elastische Anbindung des Drehkranzgelenks am einen der beiden Teilfahrzeuge infrage kommen soll und zwar die elastische Lagerung des Drehkranzgelenks 4 am Vorderwagen 1 (Fig. 6).

Die vertikale Schwenkachse ist wieder mit 6 bezeichnet, die horizontal in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Nickachse ist mit 9 bezeichnet und die horizontal in Fahrzeuglängsrich­ tung verlaufende Wank- und Fahrzeuglängsachse mit 10. Der Pfeil 3 kennzeichnet die Fahrtrichtung bei üblicher Vor­ wärtsfahrt. Der Innenring des Drehkranzgelenks 4 ist auf einer steifen horizontalen Platte 30 befestigt, die ihrer­ seits an der Traverse 8 sitzt, die am Gegenende zur Platte 30, d. h. dem dem Vorderwagen 1 zugekehrten Ende, in einer vertikal angeordneten Platte 31, der Vorderwagenanbindung, endet.

Die Zuordnung der Vorderwagenanbindung 31 zum Vorderwagen 1 erfolgt über Gruppen von grundsätzlich gleich aufgebauten Metall-Gummi-Metallelementen, wobei jeweils eines dieser Metall-Gummi-Metallelemente in an sich bekannter Weise eine Gummiplatte 32 aufweist, die zwischen zwei starren Platten 33, 34 befestigt ist. Die Platten 33, 34 sind bevorzugt und üblicherweise Metallplatten, zwischen denen die Gummiplatte 32 einvulkanisiert ist, obwohl auch andere Materialien und Befestigungsweisen möglich sind und insoweit die Bezeichnung "Metallplatte" nur eine Gattungsbezeichnung ist.

Zwei solcher Metall-Gummi-Metallelemente 35, 36 sind nun horizontal unmittelbar neben der lotrechten Fahrzeuglängs­ mittelebene, in der die Wankachse 10 liegt, symmetrisch zu dieser angeordnet. Die unteren Metallplatten der Metall- Gummi-Metallelemente 35, 36 sind auf dem Vorderwagen 1 abge­ stützt, während sich auf den oberen Metallplatten der Metall- Gummi-Metallelemente 35, 36 der Hinterwagen 2 abstützt. Da der Vorderwagen 1 an jedem Ende eine Achse bzw. Achsgruppe hat, der Hinterwagen jedoch nur am hinteren Ende und der Innenring des Drehkranzgelenks 4 auf der Platte 30 gehalten und damit dem Vorderwagen 1 zugeordnet ist, während der Außenring des Drehkranzgelenkes 4 dem Hinterwagen 2 zugeordnet ist und sich auf dem Innenring abstützt, werden die vertikalen Abstützkräfte des Hinterwagens 2 über die Metall-Gummi-Metall­ elemente 35, 36 in den Vorderwagen 1 eingeleitet. Die Gummi­ platten der Metall-Gummi-Metallelemente 35, 36 werden dabei durch Druckkräfte beansprucht.

Bei entsprechender Schubsteifigkeit der Gummiplatten der Metall-Gummi-Metallelemente 35, 36 können diese Metall- Gummi-Metallelemente 35, 36 auch um 90° gedreht angeordnet sein.

Die Zuordnung der Metall-Gummi-Metallelemente 35, 36 zum Vorder- und Hinterwagen kann funktionsgerecht in jeder be­ liebigen Weise erfolgen, so daß davon abgesehen wird, eine solche Lösung im einzelnen zu zeigen.

Seitlich von den Metall-Gummi-Metallelementen 35, 36, aber wiederum symmetrisch zur Fahrzeuglängsmittelebene, näher bzw. nahe an der vertikalen Fahrzeugaußenkontur sind nun weitere Metall-Gummi-Metallelemente 37, 38 angeordnet. Während aber die Metall-Gummi-Metallelemente 35, 36 hauptsächlich so drucksteif sind, daß sie die Abstützkräfte des Hinterwagens 2 auf den Vorderwagen 1 übertragen können, sind die Metall- Gummi-Metallelemente 37, 38 in Fahrzeuglängsrichtung so druck­ steif, daß sie Brems- und Antriebskräfte zwischen beiden Teil­ fahrzeugen 1,2 ohne zu große Relativbewegungen in Fahrzeug­ längsrichtung übertragen können, sie sind also funktionell und gegebenenfalls sogar physisch gegenüber den Metall- Gummi-Metallelementen 35, 36 um 90° gedreht angeordnet. Sie sind damit in vertikaler Richtung relativ schubweich, um Wankbewegungen zwischen beiden Teilfahrzeugen um die Wank­ achse 10 möglichst wenig zu behindern; diesem gewollten Ver­ halten kommt auch die Anordnung der Metall-Gummi-Metallele­ mente 37, 38 relativ weit außen entgegen.

Um nun Nickbewegungen zwischen beiden Teilfahrzeugen 1, 2 in Grenzen zuzulassen, jedoch die Nickwege angemessen zu begrenzen, sind die Metall-Gummi-Metallelemente 37, 18 durch eine starre Zwischenplatte 39 geteilt, oder zu beiden Seiten der Zwischenplatte 39 ist ein Metall-Gummi-Metallelement 37, 38 angeordnet mit der Zwischenplatte 39 als gemeinsamer einer Deckplatte. Dabei sind die äußeren Deckplatten 33, 34 mit dem Vorderwagen 1 verbunden, während die Zwischenplatte 39 beider Metall-Gummi-Metallelemente 37, 38 mit dem Hinterwagen 2 ver­ bunden sind. Die funktionsgerechte Verbindung kann auch hier wieder beliebig erfolgen, so daß von der Darstellung einer Möglichkeit abgesehen werden kann.

Bei Nickbewegungen zwischen beiden Teilfahrzeugen 1, 2 werden nun die Metall-Gummi-Metallelemente 37, 38 in der in Fig. 7 dargestellten Weise zug- und druckverformt (wo die Gummi­ platten der Metall-Gummi-Metallelemente 37, 38 bei der Über­ tragung von Schubkräften druck-, bei der Übertragung von Zugkräften zugverformt werden), so daß eine gute Nickmöglich­ keit mit einer guten Dämpfungscharakteristik dieser Bewegungen einhergeht.

Für die Zuordnung einer Übergangsplatte 40 zu der Gelenkver­ bindung wird erfindungsgemäß die Ausbildung nach einer der Fig. 8 bis 10 mit den Figurengruppen (a) und (b) vorge­ schlagen.

Bei der Lösung gemäß Fig. 8(a) und 8(b) (Draufsicht bzw. Seitenansicht) ist die Übergangsplatte 40 in einer Lagerung 41 so am Vorderwagen gehalten, daß sie aus der horizontalen Position (Fig. 8(b)1) nach oben (Fig. 8(b)2) und unten (Fig. 8(b)3) verschwenkt werden kann, wenn die Teilfahr­ zeuge relativ zueinander Nickbewegungen ausführen. Eine Abstützung der Übergangsplatte auf dem Hinterwagen 2 ist nicht vorgesehen.

Bei der Lösung nach Fig. 9(a) und 9(b) ist die Übergangs­ platte 40 zur Entlastung der Lagerung 41 mit dem der Lagerung 41 abgekehrten Ende in einer Schiene 42 des Hinterwagens 2 abgestützt, wobei sich Übergangsplatte 40 und Schiene 42 in horizontaler Ebene relativ zueinander bewegen können, um Knickbewegungen zwischen beiden Teilfahrzeugen nicht unzulässig zu behindern.

Im Fall der Fig. 8, 9 ist die Lagerung 41 im wesentlichen ein Scharnier mit in horizontaler Fahrzeugquerrichtung wei­ sender Scharnierachse.

Bei der Lösung gemäß Fig. 10 ist das Scharnier eine Gummi­ platte, wobei die Abstützung der Übergangsplatte 40 auf dem Hinterwagen 2 in der gleichen Weise wie bei der Anord­ nung gemäß Fig. 9 erfolgt. Diese Anordnung hat den Vorteil praktischer Wartungsfreiheit, baulicher Einfachheit und bestmöglicher Berücksichtigung aller betriebsbedingten Rela­ tivbewegungen. Die Gummiplatte ist in Fahrzeuglängsrichtung drucksteif, in den anderen Richtungen schubweich.

Gegebenenfalls ist es zweckmäßig, die Metall-Gummi-Metall­ elemente 35, 36 in der Weise spitzdachförmig anzuordnen, daß der First des "Daches" in der lotrechten Fahrzeugslängs­ mittelebene liegt und die Metall-Gummi-Metallelemente 35, 36 von dieser Firstlinie aus symmetrisch nach beiden Seiten abfallen. Diese Lösung könnte Funktionsvorteile haben, in dem ausreichende Härte gegenüber den Auflagekräften des Hinterwagens gegeben ist, gleichzeitig aber Wankbewegungen auch von den Metall-Gummi-Metallelementen 35, 36 nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt wird, unter dem "Dach" jedoch Einbauraum für Funktionsleitungen geschaffen ist.

Wird die Lösung gemäß Fig. 10 bei einem Drehkranzgelenk mit drei Drehringen angewendet, so ist die Schiene 42 vorzugsweise statt direkt dem hinteren Fahrzeug zugeordnet zu sein, vorzugsweise dem dritten Drehring zugeordnet, der zwischen dem dem Vorderwagen und dem dem Hinterwagen zugeordneten Drehring angeordnet ist.

Claims (21)

1. Gelenkverbindung zwischen zwei Fahrzeugen mit einem Dreh­ kranzgelenk mit zwei Drehkränzen, von denen je einer einem der beiden Fahrzeuge zugeordnet ist und die um eine vertikale Knickachse gegeneinander verdrehbar sind, um Knickbewegungen zwischen beiden Fahrzeugen möglich zu machen, wobei elastische Teile, vorzugsweise Gummielemente, weitere Bewegungen zwischen beiden Fahrzeugen ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Drehkränze mit dem ihm zugehörigen Fahr­ zeug starr verbunden ist, während der andere der beiden Dreh­ kränze mit dem ihm zugehörigen Fahrzeug über die elastischen Teile verbunden ist, die wie folgt ausgelegt bzw. angeordnet sind:

• a) in Fahrzeuglängsrichtung gerichtete Kräfte, also insbesondere Brems- und Antriebskräfte werden zwischen beiden Fahrzeugen unter Zug- bzw. Druckbeanspruchung elastischer Teile über­ tragen, die unter dem Einfluß von Druckkräften relativ wenig elastisch verformbar sind,
• b) Nickbewegungen zwischen beiden Fahrzeugen um eine horizontal in Fahrzeugquerrichtung gerichtete Nickachse führen zu Zug- und Druckverformungen von elastisch verformbaren Elementen,
• c) gegebenenfalls werden Wankbewegungen zwischen beiden Fahrzeugen um eine horizontal in Fahr­ zeuglängsrichtung gerichtete Wankachse als Schubverformungen von elastisch verformbaren Elementen aufgenommen,
• d) vertikale Abstützkräfte zwischen beiden Fahr­ zeugen führen zumindest überwiegend zur Druck­ verformung elastisch verformbarer Elemente, die unter dem Einfluß von Druckkräften relativ wenig verformbar sind.

2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein elastisches Teil zwischen einem der Drehringe und dem ihm zugehörigen Fahrzeug, das in Fahrzeuglängsrichtung zug- bzw. druckverformbar ist und das in vertikaler und Fahrzeugquerrichtung schubverformbar ist.

3. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein elastisches Teil bzw. eine Gruppe elastischer Teile, die in vertikaler Richtung druckverformbar, zumindest aber überwiegend druckverformbar, in Fahrzeuglängsrichtung schubverformbar und in Fahrzeugquerrichtung schubverform­ bar oder schub- und druckverformbar sind und gekennzeichnet durch eine Gruppe elastischer Teile, die in Fahrzeuglängs­ richtung druckverformbar, in Fahrzeugquerrichtung und in vertikaler Richtung schubverformbar sind.

4. Gelenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elastische Teil bzw. die Gruppe erster elasti­ scher Teile symmetrisch zur lotrechten Fahrzeuglängsmittel­ ebene von dieser durchdrungen bzw. unmittelbar zu beiden Seiten aber lotrechten Fahrzeuglängsmittelebene angeordnet sind, während die elastischen Teile der Gruppe zweiter elastischer Teile symmetrisch zur lotrechten Fahrzeug­ längsmittelebene zu beiden Seiten des ersten elastischen Teils bzw. der Gruppe erster elastischer Teile angeordnet sind.

5. Gelenkverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe erster elastischer Teile von zwei Metall- Gummi-Metallelementen gebildet wird.

6. Gelenkverbindung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Gruppen zweiter elastischer Teile von je zwei Metall-Gummi-Metallelementen zu beiden Seiten der lotrechten Fahrzeuglängsmittelebene und des ersten elastischen Teiles bzw. der Gruppe erster elastischer Teile gebildet wird.

7. Gelenkverbindung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Metall-Gummi-Metallelemente der Gruppe erster elastischer Teile bzw. ein erstes Metall-Gummi-Element mit den Metallplatten in Fahrzeuglängsrichtung aufeinander­ folgend angeodnet sind, denen bzw. dem gegenüber gleiche Metall-Gummi-Metallelemente der zweiten Gruppe elastischer Teile um 90° gedreht angeordnet sind.

8. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Metall-Gummi-Metallelemente der ersten Gruppe elastischer Teile spitzdachförmig angeordnet sind derart, daß der First des Spitzdaches in der lot­ rechten Fahrzeuglängsmittelebene liegt.

9. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiteile der Metall- Gummi-Metallelemente durch eine feste mittlere Platte unterteilt sind, daß die mittlere Platte jedes Metall- Gummi-Elementes der ersten Gruppe im wesentlichen parallel zu den Außenplatten verläuft, wobei die Außenplatten mit dem einen der beiden Fahrzeuge bzw. dem Gelenkteil, die mittlere Platte mit dem Gelenkteil bzw. dem Fahrzeug verbunden ist.

10. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, daudrch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der elastischen Teile zum äußeren Drehkranz des Drehkranzgelenks über einen an sich bekannten, jedoch starr am äußeren Dreh­ kranz befestigten gabelförmigen Bügel erfolgt, dessen Zinken dem Drehkranz zugeordnet sind und dessen dem Dreh­ kranz abgekehrte Basis über die elastischen Teile dem Fahrzeug zugeordnet ist.

11. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fahrzeuge Vor- und Nachläufer eines Gelenkomnibusses sind.

12. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der beiden Fahrzeuge an jedem seiner Enden eine Achse auf­ weist, auf dessen hinterem Ende in dem Gelenk das andere Fahrzeug mit seinem vorderen Ende aufgesattelt ist, und nur am hinteren Ende eine Achse aufweist.

13. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ihre Anordnung oberhalb des Bodens eines Faltenbalges, der als geschlossene Röhre zwischen beiden Fahrzeugen angeordnet und mit einem Endrahmen dem einen, mit einem zweiten Endrahmen dem anderen der beiden Fahrzeuge zugeordnet ist.

14. Gelenkverbindung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg einen mittleren Rahmen im Bereich der Mitte zwischen beiden Endrahmen aufweist, der dem Gelenk seitenverschieblich aber winkelsteif zugeordnet ist.

15. Gelenkverbindung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenhöhe des Faltenbalgs im Bodenbereich nie­ driger als im Bereich der Seitenwände und des Daches ist.

16. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Vertikalbewegungen zwischen den beiden Fahrzeugen im Bereich der Gelenkverbindung oder Kippbewegungen der Gelenkverbindung um eine hori­ zontale Querachse zwangsweise gesteuert werden.

17. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Drehkranz am einen Fahrzeug, der andere Drehkranz am anderen Fahrzeug in gleicher Weise über elastische Teile angeschlossen ist.

18. Gelenkausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch die Zuordnung einer Übergangsplatte, die am einen der beiden Fahrzeuge in einer horizontalen Mittellage gehalten, nach oben und unten schwenkbar ge­ lagert ist, und sich frei austragend über das andere der beiden Teilfahrzeuge erstreckt.

19. Gelenkausbildung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsplatte horizontal verschiebbar auf dem zweiten der Teilfahrzeuge abgestützt ist.

20. Gelenkausbildung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerung der Übergangsplatte am einen der beiden Fahrzeuge mittels eines Gummilagers erfolgt, das in Fahrzeuglängsrichtung druckverformbar, in verti­ kaler und Fahrzeugquerrichtung schubverformbar ist.

21. Gelenkausbildung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsplatte am Vor­ derwagen gelenkig gelagert ist.