Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein spurführbares Fahrzeug mit Rädern für Schienenfahrt und Straßenfahrt.

Die zunehmende Belastung der Straßen durch Transportfahrzeuge erfordert neue Lösungen für den kombinierten Ladungsverkehr auf der Schiene und der Straße. Für den Containerverkehr und den Huckepackverkehr von Lkw gibt es unterschiedliche Vorschläge, deren großmaßstäbliche Realisierung an dem zeitraubenden Umschlag Straße/Schiene bzw. Schiene/Straße scheitert.

Es sind daher auch schon Vorschläge für Trailerzüge (EP-AI 0 507 121) bekannt geworden, mit denen Sattelaufliegerhänger selbsttätig mit entsprechendem Zuglaufwerken koppelbar sind.

Andere Lösungen (DE-Al 26 25 887 und DE-Al 40 39 768) sehen mit Schienenfahrwerken und Straßenfahrwerken versehene Fahrzeuge vor, wobei die jeweiligen Fahrwerke durch Heben oder Senken eines der Fahrwerke in die Arbeitsposition gebracht werden.

In diesen und anderen Fällen sind komplette zusätzliche Fahrwerke und Schwenkeinrichtungen erforderlich, die nach dem zulässigen Gesamtgewicht des Fahrzeuges auszulegen und daher entsprechend teuer sind. Gegebenenfalls sind die Fahrwerkarten mit unterschiedlichen Antrieben ausgestattet.

Für Pkw ist ein Bahnsystem (DE-OS 18 07 904) vorgeschlagen worden, bei dem auf speziellen Fahrbahnen Kraftfahrzeuge an ein mit der Fahrzeugachse koppelbares Leitschienensystem fahren können. Parallel zu den mittigen Leitschienen sind beidseitig Laufschienen angeordnet, auf denen Laufräder bzw. Laufflächen neben den normalen Fahrzeugrädern auf der

gleichen Achse angeordnet sind. Die Laufräder sollen ein gegenüber dem normalen Fahrzeugrädern geringeren Durchmesser haben und sind vorzugsweise als Fortsatz der Felge der Fahrzeugräder ausgebildet. Dieses Bahnsystem müßte völlig neue verlegt werden. Die Laufräder sind von einer zusätzlichen Leitschienenführung abhängig und im wesentlichen nach der Gesamtdarstellung in Druckschrift nur für die Belastungen durch Pkw geeignet.

Neuere Planungen, das häufig staatseigene Langstrecken -

Schienen - Netz für den privaten Gütertransport verfügbar zu machen, erfordern Lösungen, flexibler mit den Transport - Kapazitäten umzugehen.

Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, in ein übliches Fahrzeug, insbesondere jedoch Lkw bei maximaler Ladung mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen selbsttätig auf der Straße und der Schiene fahren zu lassen, wobei das Einschleusen in den jeweils anderen Fahrweg mit minimalem Aufwand an Technik und Zeit geschehen soll.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch Ansprüche 1 und 6 gelöst . Weiterbildende Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

Dabei wird unterstellt, daß das normale Straßennetz und das vorhandene Schienennetz von dem Fahrzeug genutzt und selbsttätig, d.h. möglichst ohne zusätzliche Zug- und/oder Rangiereinrichtungen, mit bordeigenen Mitteln befahren werden soll.

Unter Schienenrad wird ein Rad verstanden, dessen Laufprofil dem der normalen Eisenbahnräder entspricht und das auch mit einem entsprechenden Spurkranz zur Radführung versehen ist . Desweiteren wird unterstellt, daß ein derartiges Fahrzeug, ohne daß dies näher zu erläutern ist, für Schienenfahrt mit einer Blockiereinrichtung für Lenkung, gegebenenfalls auch

für die Federung der Aufbauten sowie bahnüblichen Sicherheitseinrichtungen ausgestattet sein kann.

Bei der Erfindung wird auf ein separates, ausschwenkbares Fahrwerk verzichtet und eine Kopplung der Schienenräder mit der jeweiligen Fahrzeugachse und/oder den Fahrzeugrädern für Straßenfahrt, den Straßenrädern, angestrebt. Dabei bilden die Spurkränze ein Problem, da sie im Normalfall bei Straßenfahrt, den Boden nicht berühren sollen, während bei Schienenfahrt die Straßenräder den Untergrund nicht tuschieren dürfen.

Aus diesem Grunde ist bei einer Variante der Erfindung vorgesehen, den Reifenradius bei Schienenfahrt zu reduzieren, damit die Reifen die UnterSchwellung der Schienen oder deren Befestigung nicht berühren.

Dies kann durch Verringerung des Luftdruckes im Reifen geschehen, wobei auch eine Entleerung bis Vakuum oder auf einen Druck unterhalb des Umgebungsdruckes / Atmosphärendruckes reduziert werden kann, so daß der Reifen kollabiert. Hilfsweise ist vorgesehen den Reifen durch eine geeignete Einrichtung, beispielsweise einem den Schneeketten ähnlichen System oder einer einschwenkbaren Umhüllung zu umschlingen und den Reifen in der kollabierten Position zu halten oder zusammenzupressen, so daß sein Durchmesser geringer als der der Spurkränze wird. Nach Beendigung der Schienenfahrt kann der Reifen durch beispielsweise bordeigene Druckluftsysteme wieder aufgepumpt werden und ist sodann für Straßenfahrt bereit.

In normalen Anwendungsfällen soll die Spurbreite der Reifen größer als die Schienenspurweite sein und das Schienenrad ist innen an Teilen des Straßendrades oder der Achse angeordnet. Das Schienenrad kann im Extremfall aus einer ringförmigen Lauffläche mit angeflanschtem Spurkranz bestehen und mit der Felge, vorzugsweise jedoch mit einer Radnabe, des Straßenrades eine Einheit bilden. Bei Zwillingsbereifung könnte der Spurkranz auch zwischen den

Laufrädern angeordnet sein.

Die lenkbaren Vorderräder dürfen keine Lenkbewegung ausführen, da sonst ein Entgleisen des Fahrzeuges möglich ist. Zu diesem Zweck wird die Lenkung blockiert, um auch ein versehentliches Eingreifen des Fahrzeugführers vermeiden zu können. An der Vorderachse können die Spurkränze bzw. die Schienenräder auf eine Neutralposition für Geradeauslauf ausgerichtet sein, d.h. die üblicherweise vorhandene Vorspur der Lenkachse von Lkw sollte bei den Schienenrädern nicht vorliegen, da sonst ein ständiges Reiben der Spurkränze an den Schienen die Folge ist.

Bedingt durch den Schienenkopfradius und die Form der Schienenradlauffläche bzw. der Spurkränze ergibt sich für die Fahrt des Lkw auf der Schiene ein sinusförmiger Lauf, der durch die beidseitigen Spurkränze begrenzt ist. Um ein Aufschaukeln des Fahrzeugaufbaues zu verhindern, kann gegebenenfalls die Federung des Lkw's härter eingestellt werden, als dies bei Straßenfahrt auf teilweise unebenem Boden erforderlich ist. Damit wird zugleich ein weiterer Grund für ein mögliches Entgleisen beseitigt.

Bei einer alternativen Ausführung des spurführbaren Fahrzeuges ist vorgesehen, mindestens die Laufkränze/Spurkränze der Schienenräder nicht fest mit den Rädern für Straßenfahrt zu koppeln, sondern durch eine innerhalb oder an der Radachse gelegene Verschiebe- /Koppeleinrichtung ein derartiges Schienenrad mit den Straßenrädern zu verbinden. Diese Verschiebeeinrichtungen können einen Fluidzylinder beispielsweise einen

Hydraulikzylinder umfassen, der in die Radachse integriert ist oder beispielsweise eine als Kolbenstange ausgebildete Radachse umschließt. Die Koppeleinrichtungen können in elektromagnetischen oder elektrischen oder mechanischen Kupplungen bestehen, die an der Radachse, der Nabe oder an Flanschflächen der Schienenräder angeordnet sind. Mechanische Kupplungen können als formschlüssige Kupplungen

üblicher Bauart verwendet werden. Die Kopplung der Räder kann durch Arretierstifte oder sonstige Verriegelungen zwischen den Rädern oder den Rädern und der Achse sichergestellt werden.

Aus montagetechnischen Gründen sollte das Straßenrad an das Schienenrad angeflanscht sein oder konkreter, an die Nabe, oder an die das Schienenrad tragende und dieses durchstoßenden Achse oder einen speziellen Flansch außen an das Straßenrad des Schienenrades angeflanscht werden. Bei den Varianten ist ein Austausch von Ersatzrädern leicht möglich und wünschenswert, da der Verschleiß von Schienenrädern sicherlich geringer ist, als der der Reifen. Gegebenenfalls können die Schienenräder für ein Überholen, d.h. Nachdrehen, ausgebaut werden oder sie werden mit handelsüblichen Unterflur-Radsatz-Drehmaschinen wieder in die Sollform gebracht.

Ein derart von dem Schienenrad trennbares Straßenrad kann von speziellen Haltevorrichtungen am Fahrzeug aufgenommen und dabei von der Radachse getrennt werden. Das Straßenrad könnte sodann irgendwo am Fahrzeug verstaut werden.

Erfindungsgemäß soll aber die für Schienenfahrt erforderliche Bodenfreiheit erreicht werden, indem der gesamte Aufbau des Fahrzeuges mitsamt einer, das Straßenrad erfassenden, Haltevo richtung relativ zur Radachse angehoben werden. Dies kann durch übliche Fluidzylinder, z.B. mit Hilfe der bordeigenen Druckluftversorgung geschehen oder durch eine Hydraulikhebevorrichtung, deren Motor zugleich für weitere Hydraulikfunktionen nutzbar ist.

Beispielsweise kann die Fahrzeugachse als Hohlwelle ausgeführt sein, wobei diese als Zylinder wirkt und die eigentliche Antriebsachse in der Hohlwelle liegend als Kolben/Kolbenstange ausgebildet ist. Mit der beweglichen Kolbenstange kann das Straßenrad über geeignete Mitnehmer oder Arretierungen von der Radachse geschoben oder auf diese gezogen werden. Für die Befestigung des Schienenrades auf

der Radachse ist diese sinnvollerweise noch mit einer gegebenenfalls ausrückbaren Arretierung versehen. Die zuvor beschriebene Hebevorrichtung kann auch für einen Reifenwechsel/Radwechsel eingesetzt werden, gegebenenfalls auch unter Nutzung der verschiebbaren Radachse.

In Weiterbildung der Erfindung kann jedes Rad oder jede Fahrzeugachse mit separaten Antrieben versehen sein. Vorzugsweise wird das Fahrzeug bei Straßenfahrt einen Dieselmotor haben, während bei Schienenfahrt das eventuell vorhandenen Bahnstromnetz nutzbar sein könnte, sofern das Fahrzeug mit entsprechenden Stromabnehmereinrichtungen ausgestattet wird. Ein Allradantrieb könnte durch eine Kombination Dieselmotor/Hydraulikwandler oder eine Kombination von Elektromotor/Hydraulikmotor realisiert werden.

Die Fahrzeugfunktionen und der prinzipielle Aufbau der Radachse und Räder soll anhand der schematischen Zeichnungen dargestellt werden. Es zeigen

Fig . 1 ein Fahrzeug bei Straßenfahrt;

Fig . 2 ein Grundprinzip für eine Radkonzeption;

Fig . 3 6 eine AusführungsVariante mit dem Ablauf des Wechsels von Straßenfahrt zu Schienenfahrt; F Fiigg.. 7 7 eine Detailausführung zu Fig. 2;

Fig . 8 das Fahrzeug gemäß Fig. 1 bei Schienenfahrt.

Ein Lkw mit einem üblichen Aufbau 1 ist über eine Hebeeinrichtung 2 mit der Radachse 3 verbunden. Auf der Radachse 3 sind Räderpaare für Schienenfahrt 4 und

Straßenfahrt 5 angeordnet, wobei in Fig. 1 die Straßenräder 5 auf der Straße 7 in Funktion gezeigt werden.

Fig. 8 zeigt den Lkw gemäß Fig. 1 bei der Fahrt auf einer von Schwellen 19 getragenen Schiene 18, wobei die in

Schienenspurweite S angeordneten Schienenräder 4 in Funktion sind, während die Straßenräder 5 von der Haltevorrichtung 6

gehalten werden. Dabei sind die Straßenräder 5 von der Achse 3 abgekoppelt und mitsamt dem Aufbau 1 um das Maß H mittels der Hebeeinrichtung 2 angehoben worden.

Fig. 2 zeigt das Straßenrad 5 mit Schienenrad 4 und

Haltevorrichtung 6 in seiner prinzipiellen Ausführung analog zu Fig.l. Das Straßenrad 5, hier als Luftreifen ausgebildet, sitzt auf einer Felge 10. Diese weist einen kegelförmigen Durchbruch auf, der einerseits zur Aufnahme einer Nabe 9 des Schienenrades 4 und andererseits zur Aufnahme eines

Haltekegels 8 an Haltevorrichtung 6 dient . Das Schienenrad 4 hat eine Lauffläche 11 und einen Spurkranz 12 und ist auf der Radachse 3 befestigt. Das Straßenrad 5 bzw. dessen Felge 10 ist mit dem Schienenrad 4 durch nichtdargestellte Koppelvorrichtungen verbunden, kann aber vom Schienenrad 4 gelöst und auf die Haltevorrichtung 6 bzw. den Haltekegel 8 geschoben werden.

Die Figuren 3 bis 6 zeigen eine mögliche Ausführungsform der Erfindung anhand eines Wechsels des Fahrzeuges 1 von Straßenfahrt (Fig. 1) zu Schienenfahrt (Fig. 8) . Zunächst zeigt Fig. 3 ein der Fig. 1 analoges System; der Unterschied liegt in der Ausbildung der Radachsenform. Diese ist als Hohlwelle 14 mit einer längsverschieblichen innen liegenden Achse 13 ausgebildet. Die Radachse 13 ist wiederum mit einer Bolzenarretierung 15 zur Halterung des Schienenrades 4 sowie einem Zentrierkopf 16 mit Hinterschnitt zur Fixierung eines Mitnehmers 17 am Straßenrad 5 bzw. dessen Felge 10 ausgestattet.

Fig. 4 zeigt nunmehr eine gelöste Arretierung 15, so daß die Achse 13 in Pfeilrichtung durch das auf Schienenspurweite S (Fig. 8) liegende Schienenrad 4 unter Mitnahme des Straßenrades 5 verschoben werden kann. Dabei wird unterstellt, daß das Fahrzeug bereits auf den Schienen 12 (Fig. 8) steht. Das Straßenrad 5 gelangt dadurch auf den Aufnahmekegel 8 der Haltevorrichtung 6.

Fig. 5 zeigt eine Achsdifferenz H zwischen der Achse 13 und der Mitte des Straßenrades 5. Diese Differenz entspricht der Hubhöhe der hier nicht dargestellten Hebeeinrichtung 2 (Fig. 8) . Der Mitnehmer 17 ist dabei von dem Zentrierkopf 16 der Achse 13 gelöst.

Gemäß Fig. 6 wird nunmehr die Achse 13 wieder zurückgezogen (Pfeil) , bis die Arretierung 15 wieder das Schienenrad 4 mit der Achse 13 verbindet. Das Fahrzeug ist für Schienenfahrt bereit.

Fig. 7 zeigt ausschnittsweise einen alternativen schematischen Aufbau der Räderkombination. Auf der Achse 3 ist das Schienenrad 23 gelagert. Mittels Zentrierstiften 25 ist eine Nabe 21 durch eine federbelastete Kupplung 22 auf dem Schienenrad 23 befestigt. Eine ähnliche federbelastete Kupplung kann auch - nicht dargestellt - zwischen der Nabe 21 und der Felge 20 des Straßenrades 5 angeordnet sein, die bei Bedarf auskuppelbar ist. So kann wahlweise das Straßenrad 5 mit Nabe 21 oder nur das Straßenrad 5 von Nabe 21/Schienenrad 23 abgekoppelt werden.

Prinzip ist, daß das Schienenrad 4, 23 gemäß Fig. 8/1 stets auf Schienenspurweite S angeordnet ist, während das Straßenrad 5 verschieblich ist oder gemäß Anspruch 1 kollabierbar ausgebildet ist.