Es sind bereits verschiedene Fahrzeugkonstruktionen im Stand der Technik beschrieben, die sowohl für den Betrieb als Schienen-als auch als Straßen- fahrzeug umwandelbar sind. So zeigt etwa die W095/29822 ein Straßenfahrzeug mit zusätzlichen Schienenlaufwerken, von welchen eines eine Antriebseinheit trägt. In der W093/24339 ist ein umwandelbares Fahrzeug beschrieben, bei dem bedarfsweise das Straßen-Zugfahrzeug auf ein spezielles Schienenfahrzeug auffährt, mit diesem verbunden wird und dann einen zeitweilig mit Schienen- laufwerken ausstattbaren Anhänger zieht. Überdies ist die Umwandlung von Straßenfahrzeug-Anhangern in Schienenwaggons bzw. umgekehrt Gegenstand vieler Anmeldungen, beispielsweise der bereits genannten W093/24339, der EP-0 323 933 oder der EP-0 487 427. Diese Systeme sind meist für abwechselnden, dann aber länger dauernden Betrieb in jeweils einer der Betriebsarten-Schiene oder Straße-ausgelegt, weshalb auch längere bzw. aufwendigere Umbauten oder Umrüstvorgänge nicht sehr ins Gewicht fallen. Für oftmals und rasch aufeinan- derfolgenden Wechsel zwischen den Betriebsarten sind diese Systeme zu un- flexibel und aufwendig.

Weiters gibt es auch viele Veröffentlichungen zum Thema Hybridantrieb, wobei ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor bzw. anderer Antrieb in einem Fahrzeug abwechselnd für die Fortbewegung genutzt werden. Die Hybridan- triebe wiederum sind meist seriell vorgesehen und weisen darüberhinaus den Nachteil auf, daß das Fahrzeug in jeder Betriebsart das Mehrgewicht des jeweils inaktiven Antriebssystems mittragen muß. Elektroantriebe sind dabei aufgrund der Batterien oder Akkumulatoren sehr schwer und weisen nur begrenz- te Reichweite und Steigfähigkeit auf.

Auch wurden bereits beispielsweise in der US 3,709,153 B und der US 3,638,579 B Verschub-Zugmaschinen für Eisenbahnwaggons mit Schienen-und Straßenfahrwerk vorgeschlagen, die beim Verschieben der Eisenbahnwaggons auf den Schienen fahren und von und zum Verschubplatz auf einem Straßenfahrwerk gelangen können. Diese Verschub-Zugmaschinen sind für nur kurze Strecken und für führerstandslose und nicht selbst angetriebene Fahrzeuge vorgesehen, bis diese in zusammengestellter Form von einer herkömmlichen Lokomotive aber längere Distanzen gezogen werden.

Eine Fahrzeuganordnung wie eingangs beschrieben ist in der DE 43 05 862 A1 offenbart, wobei zwei normalerweise vollkommen autonome und gleichartige Fahrzeuge für einen zeitweisen Tandem-Betrieb zur Erzielung höherer Leistung gekoppelt sind. Dabei sind aber beide Fahrzeuge voll ausgerüstet, obwohl eigentlich nur ein Führerstand und ein Satz von Bedienungselementen in Gebrauch sind. Ein Bereitstellen von derartigen Fahrzeugen zum nur zeitweisen Gebrauch mit anderen gleichartigen Fahrzeugen ist völlig unwirtschaftlich.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeuganord- nung zu schaffen, welche für den einfachen und raschen oftmaligen Wechsel der Antriebs-und Fahrwerkssysteme für unterschiedliche Antriebsarten und Fahrwege geeignet ist und sich daher speziell für den intermodalen Betrieb öffentlicher Verkehrssysteme in städtischen Gebieten eignet. Speziell sollte ein Fahrzeug mit Antrieb durch wechselweise eine Verbrennungskraftmaschine und einen Elektromotor vorgeschlagen werden, das sich speziell fur den Betrieb in öffentlichen Verkehrssystemen, insbesonders in städtischen Gebie- ten, eignet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zumindest ein weiteres Fahrzeug der Fahrzeuganordnung als führerstandslose externe Antriebseinheit mit zumindest einer Antriebs-und Bremskräfte übertragenden Verbindungseinrichtungen und zumindest einer Schnittstelle zu den Bedien-und Steuereinrichtungen am ersten Fahrzeug ausgeführt ist. Die separate externe Antriebseinheit, allenfalls auch bei Bedarf mehrere Antriebseinheiten pro sonst autonomem Fahrzeug, kann für bestimmte Fahrstrecken, beispielsweise für innerstädtischen umweltschonenden elektrischen Betrieb sonst auf Freiland- strecken durch den Verbrennungsmotor betriebene Fahrzeuge, zur Verfügung gestellt werden und braucht nur für diese Zwecke mit dem sonst unabhängig davon betreibbaren Fahrzeug gekoppelt werden. Da die Bedienung und Steuerung der Antriebseinheit nach dem Ankoppeln vom Fahrzeug aus erfolgt, kann sie sehr einfach und wirtschaftlich ausgeführt sein und kann damit auch in größerer Stückzahl an bestimmten Grenzstellen für Motor-oder Elektrobetrieb zur Verfügung gehalten werden, speziell für ein öffentliches Verkehrssystem.

Beispielsweise könnten in dünner besiedelten Gebieten verkehrende Autobusse mit Verbrennungsmotoren in dichter besiedelten Gebieten, etwa dem Stadtzent- rum, nach Fahrwerkswechsel auf Schienen geführt und mit Elektro-Antriebsein- heiten gekoppelt werden. Sie könnten sogar in der Art von U-Bahnen auf unterirdisch verlegten Schienenwegen geführt werden. Auch bezüglich der Steigfähigkeit wäre eine optimale Anpassung möglich, da im Falle steiler Verkehrswege der Betrieb im Straßenfahrzeug-Modus und in ebenen Bereichen im Schienenfahrzeug-Modus erfolgen kann.

Wie bereits angedeutet wurde, ist vorteilhafterweise der in die externe Antriebseinheit integrierte Motor ein Elektromotor, wodurch speziell in Ballungszentren, wo auch die Bereitstellung der Stromversorgung bzw. die Wiederaufladung keine Probleme bieten, die Emissionssituation positiv beein- flußt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der externen Antriebsein- heiten, gemäß welcher zumindest ein Stromabnehmer zur elektrisch leitenden Verbindung mit einer Stromschiene oder einer Stromleitung, vorzugsweise einer Oberleitung, vorgesehen ist. Damit entfällt die Notwendigkeit für schwere und platzaufwendige Batterien bzw. Akkumulatoren und es besteht darüberhinaus die Möglichkeit, bereits bestehende Stromversorgungsanlagen, etwa Oberleitungen von Eisen-bzw. Straßenbahnen oder O-Bussen sowie Stromschienen im U-Bahn- Bereich, zu nutzen.

Für Gebiete ohne Stromversorgungs-Infrastruktur ist selbstverständlich die Möglichkeit gegeben, daß zumindest eine Batterie bzw. ein Akkumulator vorhanden und mit dem Elektromotor verbindbar sind, um auch in diesen Gebie- ten die Vorzüge des Elektroantriebs nutzen zu können.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Fahrwerk der externen Antriebseinheit für eine andere Art von Fahrweg ausgelegt als das Fahrwerk des ersten Fahrzeuges. Damit kann auf Problemstrecken in bezug auf eine Art von Fahrweg, beispielsweise Schienenstrecken mit besonders starker Steigung, durch Ankoppelung einer Antriebseinheit mit einer besseren oder anderen Art der Kraftübertragung auf einen anderen Fahrweg, beispielsweise ein Straßen- fahrwerk mit höherer übertragbarer Antriebs-und Bremskraft, diese Problem- strecke überwunden werden. Danach kann das Fahrzeug die Antriebseinheit wieder abkoppeln und autonom weiterfahren, während die Antriebseinheit für ein nächstes Fahrzeug auf der Problemstrecke zur Verfügung steht.

Wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung auch die Antriebseinheit mit zumindest einem zusätzlichen Fahrwerk für eine zweite, unterschiedliche Art von Verkehrsweg ausgestattet ist, welches zusätzliche Fahrwerk wahlweise aktiviert werden kann, ist damit der ungehin- derte und komplett intermodale Betrieb möglich. Die externe Antriebseinheit kann dabei vorteilhafterweise auch bei kurzfristigem Wechsel der Betriebsart des Fahrzeugs diesen Wechsel mitvollziehen, so daß trotz eines unterschiedli- chen Verkehrsweges die Vorzüge der jeweiligen Antriebsvariante weiter genutzt werden können. Beispielsweise können bei Unterbrechung des Schienennetzes die Fahrzeuge im Straßenbetrieb weitergeführt werden, wobei aber der umwelt- freundliche Elektroantrieb weiter angkoppelt und in Betrieb bleiben kann.

Alternativ zur Variante des vorhergehenden Absatzes und mit den selben Vorteilen kann auch vorgesehen sein, daß das Fahrwerk abnehmbar ist und Aufnahmen für zumindest ein anderes Fahrwerk für eine zweite, unterschiedli- che Art von Verkehrsweg vorgesehen sind. Mährend etwas Zeit für die Umrüstung notwendig ist, kann dies oftmals durch den Vorteil der leichteren Ausführung aufgewogen werden, da nicht zwei Fahrwerke mitgeführt werden müssen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die externe Antriebsein- heit auch durch zumindest einen integrierten Motor, der mit einem Antriebs- und Bremskräfte auf einen Verkehrsweg übertragenden Fahrwerk verbunden ist, durch eine Aufnahme-bzw. Ladefläche zum Tragen des Fahrzeuges und zumindest eine Verbindungseinrichtung zum Fahrzeug und zumindest eine Schnittstelle zu den Bedien-und Steuereinrichtungen am Fahrzeug gekennzeichnet sein. Auch hier entfallen jegliche Umbauarbeiten am Fahrzeug selbst und die externe Antriebseinheit, die ja fast-bis auf die Steuer-und Bedieneinrichtungen- einem selbständigen Fahrzeug entspricht, kann optimal auf den Fahrweg abge- stimmt sein, für den sie vorgesehen ist.

Wenn zusätzlich zur ersten Verbindungseinrichtung zumindest eine weitere Verbindungseinrichtung zu einem weiteren Fahrzeug und/oder einer weiteren externen Antriebseinheit vorhanden ist, wobei vorzugsweise auch Schnittstel- len für Bedien-und Steuereinrichtungen zu einem weiteren Fahrzeug und/oder einer weiteren externen Antriebseinheit vorhanden sind, kann auf bestimmten Strecken eine Art Zugverband aus sonst autonomen Fahrzeugen gebildet werden, welche aufgrund der Trassenführung oder der speziellen Art von Fahrweg nur von einem Fahrer gesteuert werden muß oder kann, insbesondere mit einem umweltfreundlicheren Antriebssystem der externen Antriebseinheiten als dem Verbrennungsmotor der Fahrzeuge.

In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert werden.

Dabei zeigt die Fig. 1 ein Fahrzeug mit angekoppelten externen Antriebs- einheiten, Fig. 2 ein Fahrzeug, das auf einer als separates Fahrzeug ausge- führten Antriebseinheit aufgeladen ist, Fig. 3 ist eine schematische Darstel- lung der Kopplung eines Fahrzeuges mit einer externen Antriebseinheit und Fig. 4 zeigt einen Zug von zwei Fahrzeugen mit zwei externen Antriebseinhei- ten.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 ein Fahrzeug mit einem Verbren- nungsmotor, hier beispielsweise einen Lastkraftwagen. Besonders vorteilhaft ist die gegenständliche Erfindung aber auch bei Bussen zur Personenbeförde- rung, insbesonders im öffentlichen Verkehrssystem, anwendbar. Das Fahrzeug 1 ist mit einem Fahrwerk 2 für einen Verkehrsweg 3, vorzugsweise eine Straße, versehen. Es ist aber vorteilhafterweise mit einem zweiten Fahrwerk für einen anderen Fahrweg, beispielsweise Schienen, ausgerüstet oder zum Wechseln seiner Fahrwerke ausgelegt, um auf unterschiedlichen Verkehrswegen betrieben werden zu können.

Über zumindest eine Verbindungseinrichtung 4 kann das Fahrzeug 1 an eine externe Antriebseinheit 5 angekoppelt werden, die vorzugsweise auf einem anderen Antriebssystem basiert als das Fahrzeug 1, vorzugsweise mit einem Elektroantrieb ausgerüstet ist. Dieser Elektroantrieb kann über zumindest eine Batterie, einen Akkumulator oder aber vorzugsweise über zumindest einen Stromabnehmer 6 aus dem Stromnetz-allenfalls einem bereits für den Betrieb von Eisenbahnen, Straßen-oder U-Bahnen eingerichteten Versorgungsnetz- gespeist werden. Die externe Antriebseinheit 5 kann dabei mit dem gleichen Fahrwerk 7 wie das Fahrzeug 1, ebenfalls vorzugsweise umrüstbar oder mit einem Wechselfahrwerk, ausgestattet sein. Eine andere Alternative sieht vor, die externe Antriebseinheit 5 mit einem Fahrwerk für eine andere Art von Verkehrsweg auszustatten als das Fahrzeug 1 normalerweise aufweist und Fahrzeug 1 und Antriebseinheit 5 auch nur dann zu koppeln, wenn das Fahrzeug 1 auf dem anderen Verkehrsweg betrieben werden soll.

Beispielsweise kann ein Straßen-LKH in bestimmten Gebieten oder für bestimmte Strecken auf Schienenbetrieb umgerüstet werden, wobei dann sein Verbrennungsmotor außer Betrieb bleibt und der Antrieb über eine nur fur Schienenbetrieb ausgelegte externe Antriebseinheit mit Elektromotor, vorzugs- weise mit über ein Stromnetz versorgtem Elektromotor, erfolgt. Die Steuerung der besagten Antriebseinheit erfolgt aber weiterhin vom Fahrzeug selbst ausgehend über die dafür vorgesehen Schnittstellen. Um das Ankoppeln zu erleichtern und die Handhabung der externen Antriebseinheiten 5 zu verbes- sern, können diese mit zumindest einem Stützrad 8 versehen sein.

Die externe Antriebseinheit 5 kann entweder vorne oder hinten an das Fahrzeug 1 angekoppelt werden und es können allenfalls auch zwei-oder mehrere-Antriebseinheiten vorgesehen sein, wie dies in Fig 1 durch die zweite, hintere Antriebseinheit 9 angedeutet ist. In letzterem Fall könnte vorteilhafterweise die am Fahrzeug 1 meist vorgesehene Anhängerkupplung zum Ankoppeln der Verbindungseinrichtung 4 genutzt werden.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt, wo das Fahrzeug 10, hier beispielsweise ein Autobus zur Personenbeförderung, auf <BR> <BR> <BR> <BR> eine Ladefläche der externen Antriebseinheit 11 auffährt und dort fixiert wird. Die Antriebseinheit 11 ist dabei fast als eigenständiges Fahrzeug ausgelegt, nur die Steuerung und Bedienung erfolgt wieder vom Fahrzeug 10 aus, welche über zumindest eine Verbindungseinrichtung 12 und Schnittstelle mit der Antriebseinheit verbunden ist. Vorteilhafterweise sind Fahrzeug 10 und Antriebseinheit 11 wieder für unterschiedliche Fahrwege ausgelegt, vorzugsweise ist das Fahrzeug 10 mit Rädern 13 für den Straßenbetrieb ausge- stattet, während die Antriebseinheit 11 mit Schienenrädern 14 für vorzugswei- se herkömmliche Schienen 15 und entsprechenden Laufwerken ausgerüstet ist.

Auch die Antriebssysteme sind vorteilhafterweise unterschiedlich aufgebaut, wobei meist das Straßenfahrzeug 10 einen Verbrennungsmotor und die externe Antriebseinheit 11 einen Elektroantrieb aufweist. Nur beispielhaft ist die externe Antriebseinheit 11 ohne Stromabnehmer dargestellt, um auch die Möglichkeit des Betriebs mit Speisung aus zumindest einer Batterie oder einem Akkumulator darzustellen. Die Höhe der Ladefläche der Antriebseinheit 11 ist sinnvollerweise derart bemessen, daß sie die Differenz der Einstiegshöhen der Fahrsteige entlang des Fahrweges der externen Antriebseinheit 11, beispiels- weise von Bahnsteigen für U-Bahnen, und des geladenen Straßenfahrzeuges 10 ausgleicht und so den ungehindertes Fahrgastwechsel auf einem Niveau gestat- tet.

Ein Ausführungsbeispiel für eine Verbindung zwischen Fahrzeug 1,10 und Antriebseinheit 5,9 oder 11, welches selbstverständlich für alle Arten von Fahrzeugen und Antriebseinheiten anwendbar ist, ist in Fig. 3 gezeigt. Die Antriebseinheit 5,9 oder 11 ist dabei mit einem elektrisch angetriebenen Losradfahrwerk mit zwei Rädern 7 und jeweils einem zugehörigen Elektromotor 16 ausgestattet, der seine Energie aus einer Batterie, einem Akkumulator oder über einen Stromabnehmer aus einem Stromnetz beziehen kann. Zur Übertragung der Antriebs-und Bremskräfte sind zwei seitlich und in Längsrichtung starre Kupplungen 17 vorgesehen, die aber eine Verschwenkung um eine im wesentlichen horizontale und quer zur Fahrrichtung liegende Achse gestatten. Die Antriebs- einheit 5,9 oder 11 wird vom Führerstand des Fahrzeuges 1,10 aus mittels vorzugsweise gesonderter Bedienungselemente gesteuert, wobei die Signalüber- tragung über prinzipiell beliebige Wege hergestellt werden kann, beispiels- weise über einen Signalbus, über optische oder akustische Koppler, beispiels- weise über Infrarot-Fernbedienung, über Funk, etc. Dazu sind am Fahrzeug 1, 10 und an der Antriebseinheit 5,9 oder 11 die entsprechenden Schnittstellen 18 vorgesehen.

Schließlich ist in Fig. 4 noch eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung dargestellt, bei der mehrere Fahrzeuge 1 und mehrere Antriebsein- heiten 5 zu einem Zug zusammengekoppelt sind, der je nach Fahrwerk der Fahrzeuge 1 und der Antriebseinheiten auf beispielsweise Schiene oder Straße betrieben werden kann. Dabei ist es wegen der gleichmäßigen Verteilung der Antriebs-und Bremskräfte und auch des Gewichts vorteilhaft, wenn abwechselnd ein Fahrzeug 1 und eine Antriebseinheit 5 aufeinanderfolgen.

Anschließend sei auch noch die Möglichkeit erwähnt, daß die Antriebsein- heit und das angekoppelte Fahrzeug bei allen bisher beschriebenen Varianten auch auf unterschiedlichen Verkehrswegen betrieben werden können, wobei dann auch die starre Kopplung aufgegeben werden kann. Beispielsweise könnte ein Straßenfahrzeug ohne Fahrwerkswechsel für bestimmte Gebiete oder Strecken einen Elektroantrieb vorgespannt bekommen, der auf neben oder auf der Straße verlaufenden Schienen fährt. Insbesondere für Autobusse im öffentlichen Verkehr ist diese Möglichkeit von Vorteil, wenn sie auf Strecken, auf denen auch Straßenbahnen geführt werden oder wurden, den umweltschonenden Elektro- antrieb auf diesen Schienen geführter an-und abkoppelbarer Elektro-Antriebs- einheiten nutzen können.

Bei allen genannten Varianten könnte anstelle der Steuerung vom Führer- stand des Fahrzeuges aus auch ein fahrerloser Betrieb mit Steuerung der externen Antriebseinheit von außen her, beispielsweise durch Induktions- schleifen im Bereich des Fahrweges, durch Signalgeber am Fahrbahnrand, etc., erfolgen. Diese externe Beeinflußung kann auch zusätzlich zur Steuerung durch den Fahrer vorhanden sein und je nach Bedarf aktiviert werden. Ebenso können die externen Antriebseinheiten aller Ausführungsformen bei Bedarf mit zumin- dest einer lenkbaren Achse bzw. lenkbaren Rädern ausgestattet sein.

Patentansprüche :