CH642006A5 - Gleitschutzvorrichtung fuer fahrzeugraeder an einem kraftfahrzeug. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitschutzvorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

Einem sehr alten Erfindungsgedanken zufolge wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der ein mehrere Kettengelenke o. dgl. tragender Spreizkörper gegen einen der antreibenden Reifen zur Anlage gebracht wird, und bei Drehung des Spreizkörpers eine Anzahl Ketten o. dgl. zwischen die Reifen und die Unterlage hineingetrieben und dadurch die Reibung erhöht wird.

Vorrichtungen gemäss diesem Erfindungsgedanken sind beispielsweise durch die britische Patentschrift 110 674, die französische Patentschrift 2 036 889 und die deutsche Auslegeschrift 1 162 216 sowie viele andere vorbekannt.

Trotz der Vielzahl solcher in der Patentliteratur offenbarter Vorrichtungen, und obwohl eine Reihe von ihnen auf Industriemessen u. dgl. demonstriert wurde, hat soweit bekannt keine einzige in der Praxis allgemeine Anwendung gefunden, ungeachtet der Tatsache, dass viele der bekannten Vorrichtungen bei ihrer Vorführung zufriedenstellend gearbeitet haben sollen.

Hierfür dürfte es verschiedene Gründe geben. Einige der Konstruktionen waren verhältnismässig kompliziert und infolgedessen teuer. Aufgrund verbesserten Strassenunterhalts und ähnlicher Massnahmen wurde der Bedarf nicht als so gross angesehen, dass die hohen Kosten gerechtfertigt erschienen. Einige bekannte Konstruktionen mögen sich unter günstigen Verhältnissen gut bewährt haben, trafen dann aber in der Praxis auf Verhältnisse, die zu wirklichen Ungelegen-heiten führten. Ein Grund für das Misslingen dürfte gewöhnlich darin gelegen haben, dass die bekannten Vorrichtungen die Bodenfreiheit des Fahrzeuges einschränkten und 5 dadurch bei Auffahren auf Wurzelstöcke oder ähnliche Geländehindernisse verformt wurden, was zur Folge hatte, dass die verformten Vorrichtungen, wenn sie bei plötzlich auftretendem Bedarf eingesetzt wurden, nicht mehr brauchbar waren.

io Mehrere verschiedene Gründe haben sicher zusammen bewirkt, dass keine Ausführungsform entstand, die sich allgemein durchsetzte.

Bei der Entwicklung der vorliegenden Erfindung wurde davon ausgegangen, die bekannten Ideen zu studieren und 15 systematisch die Nachteile zu prüfen, die dazu geführt hatten, dass noch keine Konstruktion dieser Art einen breiteren Markt gefunden hatte.

Dabei ergab sich bei einer grossen Anzahl von Versuchen, dass ein wesentliches Problem in der enormen Energie 20 lag, die den äusseren Enden der Kettengelenke vermittelt wurde. Wenn diese Gelenke falsch geführt werden und gegen Aufhängevorrichtungen oder Lagerungen schlagen, ist der Schaden, beträchtlich.

Darüberhinaus wurden folgende Richtlinien als wesent-25 lieh vermerkt:

1. Der vorbekannte Antrieb des Gleitschutzes mittels einer gegen den Reifen anliegenden Reibscheibe scheint die einfachste Lösung des Problèmes zu sein, die Umkreisgeschwindigkeit zwischen Reifen und Gleitschutz (Ketten) zu

30 synchronisieren.

2. Die Triebscheibe kann kaum in einem anderen Material als Gummi ausgeführt sein. Der Reifenverschleiss ist dann am geringsten, und ausserdem ist die Griffigkeit auch dann zuverlässig, wenn Wasser zwischen der Scheibe und

35 dem Reifen Rutschen verursachen kann.

3. Die Triebscheibe, deren Anlageflächen aus Gummi bestehen, trägt Ketten, die durch beispielsweise eine mit Gummi umgebene Partie voneinander getrennt gehalten werden, so dass die Ketten einander nicht erreichen und ineinander

40 verwickeln können.

4. Es ist wünschenswert, dass der Fahrer vom Fahrerhaus aus den Gleitschutz ein- und ausschalten kann.

5. Das Ein- und Ausschalten soll mittels Pneumatik erfolgen können, da Druckluft bereits im Fahrzeug vorhanden

45 ist, und sie ausserdem Federung zwischen Triebscheibe und Reifen ermöglicht, so dass mit einem konstanten Anlagedruck gegen den Reifen gerechnet werden kann. Pneumatik gestattet somit die erforderliche Elastizität, falls beispielsweise der Reifen schrägstehen oder unsymmetrisch sein wür-50 de. Natürlich kann auch eine passend angeordnete Feder ein gleiches Resultat ergeben.

6. Es liegt in der Natur der Sache und wurde in früheren bekannten Versuchen oft erwähnt, dass die Triebscheibe mit ihren Gleitschutzketten in der Nähe des Angriffspunktes des

55 Reifens gegen den Erdboden liegen muss und von dort zu einer hochgeklappten Lage, d.h. Ruhelage, geführt werden kann, wo sie von Hinterachse und Kardanstange mehr oder weniger geschützt liegt, so dass die Bodenfreiheit des Fahrzeuges real nicht begrenzt wird. Diese Forderung ist sehr 60 wesentlich, da von den früheren Vorschlägen viele sicher deswegen keinen Erfolg hatten, weil der Gleitschutz in hochgeklappter Lage von Wurzelstöcken u. dgl. wie erwähnt beschädigt wurde.

Die Versuche gemäss der vorliegenden Erfindung wurden 65 vor allem durch Punkt 6 beherrscht, um eine Lagerungseinrichtung für den Gleitschutz zu erhalten, bei der die Triebscheibe und ihr Halter um einen Lagerungszapfen geschwenkt werden, der in einer Halterung vorzugsweise un-

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ter dem Federpaket der Triebachse und vor dem Achsenzentrum angeordnet ist, um in geringstmöglichem Umfang beschränkend auf die normale Bodenfreiheit des Fahrzeuges zu wirken.

Erfindungsgemäss wird eine Gleitschutzvorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Anspruchs 1 vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen

Fig. 1 eine perspektive Ansicht von unten einer teilweise weggeschnittenen Lastwagenachse mit zwei Reifen ist, wo die Vorrichtung gemäss der Erfindung unter dem Federpaket für die Triebachse montiert ist,

Fig. 2 in vergrössertem Masstab eine durchschnittene Triebscheibe mit befestigten Ketten gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine modifizierte Triebscheibe ist, und

Fig. 4 ein Schnitt durch dieselbe Triebscheibe längs der Linie A-A in Fig. 3 ist.

In Fig. 1 sind die Reifen 1 und die Hinterachse 2 eines Lastkraftwagens o. dgl. gezeigt. Die Federn für die Hinterachse bilden in diesem Fall ein Paket 3, das an der Hinterachse 2 fest verankert ist. Anschliessend an die Unterseite dieses Federpaketes ist eine Halterung 4 angeordnet, die einen schrägstehenden Lagerungszapfen 5 für einen Schwing-arm 6 trägt, der seinerseits eine Lagerung 7 für eine Triebscheibe 8 trägt, die angeordnet ist, in einer ihrer Aussehlagen von der Innenseite des Reifens 1 getrieben zu werden. Der Arm 6 ist um die Lagerung 5 in der Halterung 4 zu einer Ruhelage hochschwenkbar, die durch eine Strichpurikt-bahn 9 angedeutet ist. In dieser Lage liegt die Triebscheibe 8 in einer geschützten Lage zwischen dem Federpaket und der Hinterachse. An der Triebscheibe 8 sind vier Ketten mit Kettengliedern 14 befestigt.

Das Schwenken des Schwingarmes 6 mit der Triebscheibe 8 erfolgt mit Hilfe eines druckluftbetätigten Zylinders 10. Die Druckluft für diesen Zylinder wird ihrerseits von einem geeigneten Steuermittel geregelt, das normalerweise vorzugsweise im Fahrerhaus angeordnet ist. Der Fahrer hat hierdurch die Möglichkeit, über die Steuereinrichtung Druckluft zum Zylinder 10 zu schiken, wodurch die Triebscheibe 8 zur Arbeitslage in Kontakt mit dem Reifen 1 niedergeschwenkt wird. Der Anlagedruck gegen den Reifen wird hierdurch pneumatisch federnd, und der Zylinder 10 wird an einem von der Halterung 4 ausgehenden Arm 4a mit Hilfe eines federnden Gummielementes 16 festgehalten. Die Kolbenstange 16a des Zylinders arbeitet gegen ein am Arm 6 fest angebrachtes Kugelgelenk 6a und bewirkt über diese Elemente Schwenken des Armes 6, wobei das Zentrum der Lagerung 7 die vorbeschriebene Strichpunktbahn 9 in Fig. 1 beschreibt.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Triebscheibe 8 mit Ketten in Ruhelage. Die Kettenglieder 14 hängen dabei frei von der Scheibe 12 hinab, werden aber durch gummibekleidete Stahlseile o. dgl. 13 getrennt voneinander gehalten, deren innerer Teil mit einem Gummikopf ausgebildet ist, der solche Form hat, dass die Kettenglieder 14 leicht auswechselbar sind. Der Gummikopf kann als ein Bajonettver-schluss ausgebildet sein, in der gezeigten Ausführungsform werden jedoch die Köpfe mit Hilfe eines gemeinsamen federnden Schliessringes 15 lösbar verriegelt.

Die Triebscheibe 8 ist am Arm 6 mit Hilfe doppelter Kugellager gelagert, deren Lage auf dem etwas verlängerten Zapfen durch Auswechseln von Distanzringen auf beiden Seiten der Lagerung eingestellt werden kann.

In der in Fig. 2 gezeigten Ausführung ist der äussere angetriebene Teil 11 der Triebscheibe in Gummi ausgeführt. Die Scheibe hat einen Körper aus Stahl oder Aluminium, der an seiner Peripherie mit Halteanordnungen 13 für die Kettenglieder 14 versehen ist. Es hat sich, wie bereits erwähnt, als zweckmässig erwiesen, den inneren Teil der Kettenglieder 14 in ein verstärktes Gummielement 13 übergehen zu lassen, das mit dem Körper 12 mittels einer Schnellkupplung 15 mit federnden Eigenschaften lösbar verbunden ist. Das freie (äussere) Ende der Kettenglieder 14 kann auf dieselbe Weise wie gewöhnliche Schneeketten, alternativ mit gewalzten Gliedern, ausgeführt sein. Gewalzte Glieder haben ein begrenztes Drehvermögen in Beziehung zueinander, und in gewissen Fällen zeigten sie eine bessere Griffigkeit als Glieder, bei denen das äusserste Glied die Möglichkeit hat, sich mehrere Umdrehungen zu drehen, wodurch vor Erhalten der Griffigkeit eine gewisse Wälzwirkung erhalten wird.

Die verstärkten Gummielemente 13 haben den Vorteil, dass die freien Kettenglieder 4 hierdurch in angehobener Lage in einem solchen Abstand zueinander gehalten werden, dass ein Verwickeln nicht geschehen kann. Sie tragen ausserdem dazu bei, einen unnormalen Verschleiss des Reifens zu verhindern. Wenn der pneumatische Druck vom Zylinder 10 den äusseren Teil 11 der Triebscheibe in federnde Anlage gegen den Reifen 1 bringt, nimmt die Scheibe 11 an der Drehung des Rades (Antriebsrades) teil, und durch die Fliehkraft werden dann die Kettenglieder 14 nach aussen geworfen, wobei jedes Glied in der Nähe des Reifens 1 unter den Reifen eingetrieben wird. Hierdurch verstärkt sich beispielsweise bei Schnee- und Eisglätte der Griff zwischen Reifen und Strasse beträchtlich und erleichtert insbesondere das Anfahren von schweren Fahren auf Unterlagen, wo sich sonst die Räder durchdrehen würden.

In Fig. 3 und 4 ist eine abweichende Ausführungsform der Triebscheibe gezeigt. In ihnen ist die Nabe für die Scheibe mit 18, und die Scheibe selbst mit 19 bezeichnet. Die Aussenperipherie wird von einem aus Sektoren gebildeten Gummiring 20 gebildet, in den ein Stahlring 21 einvulkanisiert ist. Der Gummiring 20 ist, wie Fig. 3 zeigt, an vier Stellen unterbrochen, um Platz für ein direktes Festhaken von bei 22 angedeuteten Kettengliedern rund um den Stahlring 21 zu schaffen.

Fig. 4 zeigt diese Scheibe durchschnitten, und das Profil der Scheibe 19 ist vom Fliehkraftsgesichtspunkt gleich dick ausgeführt. Dies bedeutet, dass sie am dicksten nächst der Nabe ist und dann nach aussen dünner wird. Die Peripherie der Scheibe ist rund um den Ring 21 mit einem festhaltenden Griff rund um den Hauptteil derselben verstärkt. Dies bewirkt den Vorteil, dass die Scheibe 19 verhältnismässig grosse Federungsmöglichkeiten hat, d.h. dass der Ring 21 sich in Beziehung zur Nabe etwas schrägstellen kann, wenn äussere Kräfte dies verlangen, ohne dass diese Bewegungen vom Aussenring 20 zur Festhalteanordnung übertragen werden.

Die Scheibe ist vorzugsweise in Gummi mit einer Härte von etwa 69-70 Shore ausgeführt, und der Stahlring 21 ist vorzugsweise völlig geschlossen, d.h. zusammengeschweisst o dgl., da die von den Ketten ausgehenden Kräfte sehr gross sein können.

In diesem Zusammenhang verdient Erwähnung, dass es sich als vorteilhaft erwiesen hat, die Scheibe so anzuordnen, dass in Antriebslage ihr Mittelpunkt etwas hinter dem Mittelpunkt des Fahrzeugrades, in Fahrtrichtung gesehen, liegt. Dies ergibt nämlich das beste Zuführungsverhältnis, wenn die Ketten zwischen den Reifen (bei 23 angedeutet) und den • Erdboden eingeworfen werden. Diese Lage vermindert die Beanspruchungen beträchtlich, als wenn der Mittelpunkt der

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Scheibe direkt gegenüber oder vor dem Mittelpunkt des Reifens liegen würde. Ausserdem ist der Gleitschutzeffekt höher.

Die bisher besten Ergebnisse bei praktischen Versuchen wurden mit einer Triebscheibe der Art erhalten, die in Beziehung zu Fig. 3 beschrieben wurde, aber mit nächst der Scheibe durch Einvulkanisieren versteiften Gliedern des aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Typs versehen ist. Die Triebscheibe mit dem einvulkanisierten Stahlring lässt keine Dehnungen zu, sondern hält die Ketten völlig stabil und zuverlässig fest. Da aber die Scheibe selbst zwischen dem Stahl-ring und der Nabe eine verhältnismässig grosse Flexibilität hat, werden die gröbsten Laufunregelmässigkeiten ausgeglichen. Das Versteifen der Ketten, beispielsweise so wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, vermindert nicht nur die Gefahr des Ineinanderverwickelns der Ketten mit zerstörendem Effekt, sondern scheint auch dämpfend auf den «Peitscheneffekt» zu wirken, durch den die Enden der Glieder Schläge von enormer Stärke gegen die Umgebung austeilen können.

Bei den zur Entwicklung des erfindungsgemässen Gleitschutzes durchgeführten praktischen Versuchen hat es sich gezeigt, dass es zweckmässig ist, ein automatisches Abschalten des Gleitschutzes einzuführen, d.h. ein automatisches Hochschwenken der Vorrichtung zu Ruhelage, wenn die Geschwindigkeiten beispielsweise 25-35 Stundenkilometer überschreiten. Die Abschalteinrichtung soll so konstruiert sein, dass ein Einschalten bei Geschwindigkeiten oberhalb der festgelegten Grenze nicht möglich ist. Als Geber zur Abschalteinrichtung, die von bekanntem Ventiltyp sein kann, wird vorzugsweise die bereits an den meisten Lastwagen vorhandene Drehzahlsperre für Niedriggang angewendet, die in der Regel eben im Geschwindigkeitsbereich 25-25 Kilometer in der Stunde arbeitet.

Bei einer gewissen Grenzgeschwindigkeit, die natürlich für verschiedene Fahrzeuge, Lasten und Strassenbeläge variieren kann, in der Regel aber innerhalb vorgenannten Bereiches liegt, entstehen nämlich aufgrund der schnellen Strek-5 kung der Ketten unter Einwirkung der Fliehkraft und aufgrund der resultierenden harten Schläge gegen den Reifen und umliegende Bereiche Nebenwirkungen. Es können Vibrationen entstehen, die die Griffigkeit direkt verschlechtern. Es ist nicht unwahrscheinlich, dass Effekte dieser Art das io Versagen der vielen vorbekannten Konstruktionen bewirkt haben. Gemäss der Erfindung wird ein beachtlich vibrationsfreier Lauf des Gleitschutzes erhalten, und die automatische Abschaltung bzw. die entsprechende Einschaltungssperre bei einer gewissen vorbestimmten Geschwindigkeit 15 ist deshalb ein wesentlicher Teil, der die konstruktive Ausbildung ergänzt

Für leichteres An- und Abmontieren der Vorrichtung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die tragende Platte 21 (Fig. 3) mit dem Zylinderarm einstückig auszuführen, und sie mit 20 Bolzen an der Klemmplatte 17 (Fig. 1) für das Federpaket 3 zu befestigen.

Die Klemmplatte 17 ist zur Bildung einer Halterung für die Vorrichtung etwas verlängert. Bei Einbau derselben an einem Lastwagen wird lediglich die gewöhnliche Klemm-25 platte gegen die verlängerte ausgewechselt. Die ganze Vorrichtung wird danach mit Hilfe von zwei Bolzen, von denen einer bei 4b angedeutet ist, an- und abmontiert.

Die vorstehend beschriebene Kombination teilweise vorbekannter und teilweise neuer Elemente hat sich als eine 30 Vorrichtung erwiesen, die unter schwierigen Verhältnissen wirksamen Gleitschutz bietet und die deshalb für das Vorankommen, insbesondere unter schweren Winterverhältnissen, grosse Bedeutung hat.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims (4)

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1. Gleitschutzvorrichtung für Fahrzeugräder an einem Kraftfahrzeug, mit einer Anzahl Gliederketten (14, 22), die auf einer Triebscheibe (8,19) angeordnet sind, wobei die Triebscheibe (8, 19) in der Arbeitsstellung mit ihrer Peripherie gegen die Innenseite des Reifens (1) eines Fahrzeugrades anliegt und unter Einfluss der Reibung so gedreht wird, dass die Gliederketten (14, 22) sich durch die Fliehkraft strecken und dadurch zwischen den Reifen und die Fahrunterlage eingetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Triebscheibe (8,19) an einem Ende eines Armes (6) drehbar gelagert ist, der an seinem anderen Ende schwenkbar um einen Lagerungszapfen (5) gelagert ist, um den die Triebscheibe (8,19) aus einer geschützten Ruhelage in die Arbeitslage in Kontakt mit dem Reifen (23) schwenkbar ist, wobei der Arm (6) von einem pneumatischen Kolbenzylinder (10) betätigt wird, dessen Kolbenstange (16a)

in einer Richtung zuerst ein Schwenken der Triebscheibe (8, 19) aus der Ruhelage in die Kontaktlage bewirkt und danach einen Anlagedruck gegen den Reifen (23) aufrechterhält, und dass ein im Fahrerhaus angeordnetes automatisch gesteuertes Regelmittel pneumatisch Druck dem Kolbenzylinder (10) zuführt bzw. aus ihm ablässt.

2. Gleitschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt der Triebscheibe (8, 19) in Arbeitslage etwas hinter dem Mittelpunkt des Fahrzeugrades, in Fahrtrichtung gesehen, angeordnet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Gleitschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerungszapfen (5) für den Arm (6) auf einer Halterung (4) angeordnet ist, die an einer unter dem Federpaket (3) der Fahrzeugachse vorgesehenen verlängerten Klemmplatte (17) lösbar befestigt ist.

4. Gleitschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Triebscheibe (8, 19) getragenen Gliederketten (14, 22) mit je einem Gummielement (13) überzogen sind, die den in der Nähe der Triebscheibe (8,19) liegenden Teil der Glieder versteifen, um die Gliederketten (14, 22) getrennt zu halten.