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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit Zusatz-Laufkettenfahrwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Eine derartige Gattung eines Kraftfahrzeuges ist nach der
DE 690 14 772 T2 bekannt.
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Der Gegenstand der gattungsbildenden
DE 690 14 772 T2 ist in seinem wesentlichen Inhalt ein Straßen- und geländegängiges Kraftfahrzeug mit zwischen den Fahrzeugrädern angeordnetem Hilfsrahmen mit Raupen, welches zur Verwendung für Vermessungs-, Sondier- oder Bohrarbeiten durch Steuereinrichtungen individuell betätigbare Hubzylinder aufweist und den Hilfsrahmen noch weiter als zum Anheben der Fahrzeugräder von dem Boden absenkt. Damit ist dann das auf den Raupen abgestützte Fahrzeug mittels der Hubzylinder in eine den Verwendungszweck realisierende horizontale Position zu bringen.
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Der Antrieb des Kettenlaufwerkes kann sowohl mechanisch vom Motor über ein schaltbares Getriebe als auch hydraulisch mittels hydraulischer Pumpe/Motoren erfolgen.
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Optional kann der Hilfsrahmen unter einem vorhandenen Kraftfahrzeug angebracht werden.
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Darüber hinaus ist gemäß der
DE 15 80 055 A1 ein Reibrollenantrieb mit direkt mit dem Reifen einer angetriebenen Achse in kraftschlüssiger Wirkverbindung stehenden Reibrollen als zuschaltbares Antriebssystem bekannt.
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Die
DE 40 33 147 A1 offenbart des Weiteren Anregungen, aus denen der Fachmann Hinweise auf Betätigungseinrichtungen entnehmen kann, die im Sinne einer den Stand der Technik angepassten Steuerung/Regelung zum wahlweisen Antreiben und Bremsen der Laufketten anwendbar sind.
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Bei einem fachmännischen Zusammenbau dieser bekannten Lösungen in einem gattungsgemäßen Kraftfahrzeug kann der Leistungsfluss der Kraftübertragung noch nicht optimal genutzt werden.
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Aufgabenstellung
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Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, einen alternativen, an einem gattungsgemäßen Kraftfahrzeug anzuordnenden Antrieb für das Zusatz-Laufkettenfahrwerk anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe von einem Kraftfahrzeug gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
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Mit der Erfindung wird es – der Aufgabenstellung gerecht werdend – möglich, die Leistungsbereitstellung für das Zusatz-Laufkettenfahrwerk unter Nutzung der vorhandenen Antriebselemente rationell und kostengünstig zu nutzen.
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Dadurch, daß das zuschaltbare Antriebssystem einen Abtrieb von mindestens einem angetriebenen Rad des Kraftfahrzeugs zum Antrieb des Zusatz-Laufkettenfahrwerks aufweist, wird schon mit hohem Wirkungsgrad der Leistungsfluss direkt und auf die Laufketten/Gleisketten mit einfachen Mitteln ermöglicht.
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Da dann der Reibrollenantrieb direkt am Reifen des Rades kraftschlüssig so angeordnet wird, daß der Anpreßdruck aus der Übertragung der Stützkräfte des Zusatz-Laufkettenfahrwerks gegenüber dem Kraftfahrzeug gewonnen wird sowie zusätzlich der Übertragung der Stützkräfte auf das Kraftfahrzeug dient und diese Kraftwirkung aus einem quasi Auffahreffekt zwischen dem Rad, der Reibrolle zu dem Fahrwerk der umlaufenden Gleis-/Laufketten/Raupe resultiert, wird die übertragbare Leistung für die Traktion verbessert.
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Zur Vereinfachung der Einleitung der Stützkräfte in das Chassis/den Rahmen des Kraftfahrzeugs oder des Abtriebs/Antriebs mittels der Reibrolle empfiehlt es sich, das Zusatz-Laufkettenfahrwerk in bestimmten Situationen und Positionen mit der Hinterachse zu verriegeln und/oder die Achse selbst starr zu setzen. Jedoch ist dabei zuzulassen, daß im Sinne der Erfindung das zuschaltbare Antriebssystem als die Achsbewegungen und jegliche Position des Zusatz-Laufkettenfahrwerks ausgleichende Stellungen ausführbar ist.
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Eingebunden in das ausführbare erfindungsgemäße Lösungssystem für Kraftfahrzeuge mit Zusatz-Laufkettenfahrwerken ist, daß eine bodenwirksame, relativ kurze Aufstandslänge der Lauffläche der umlaufenden Gleis-/Laufketten/Raupen und deren Umschlingungslänge den im Kraftfahrzeug originär vorhandenen Lenkkräften und -mechanismen entspricht, um so die geländeabhängigen Lenk- und/oder Wendewiderstände bei Fahrtrichtungsänderungen reduzieren und aus dem vorhandenen Leistungsspektrum des Kraftfahrzeugs kompensieren zu können.
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Eine derartig praktikabel zu bemessende Aufstandslänge der Lauffläche und für Kraftfahrzeuge realisierbare Größenordnung kann z. B. deshalb (nur) 600 ... 1000 mm betragen.
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Innerhalb des Grundkörpers bzw. innerhalb des Zusatz-Laufkettenfahrwerks können zur weiteren Verkürzung der Aufstandslänge der Lauffläche der umlaufenden Gleis-/Laufketten/Raupen scharnierartige Elemente zum Ausfahren aktiv oder vorrangig zu belastender Stützrollen angeordnet werden, wodurch die Traktion zeitweise mehr linienförmig quer zur Gleis-/Laufkette/Raupe ermöglicht wird und Bereiche der Laufflächen der übrigen Gleis-/Laufketten/Raupen zeitweise ohne Bodenkontakt sind bzw. einen Freiwinkel zum Boden bilden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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So kann das zuschaltbare Antriebssystem eine integrierte Steuerung/Regelung umfassen, die der Aufnahme und Auswertung von Daten der Beschaffenheit des Fahrgeländes dient (Anspruch 2).
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Vorteilhaft ist die traktionswirksame Aufstandslänge der Lauffläche der Laufketten veränderbar (Anspruch 3).
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Zum zweckmäßigen Betrieb werden die Antriebsräder der Zusatz-Laufkettenfahrwerksanordnung mit einem mit den Reibrollen in Wirkverbindung stehendem Wendegetriebe verbunden (Anspruch 4).
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Es kann sich für mehr spezialisierte Ausführungsformen als zweckmäßig erweisen, mehrere Paare von Gleis-/Laufketten/Raupen mit je besonders kurzer Aufstandslänge hintereinander zwischen den Achsen anzuordnen.
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Des Weiteren ist vorteilhaft, zur bedarfsweise aus- und einfahrbaren Verbindung des Zusatz-Laufkettenfahrwerks mit dem Chassis ein kompaktes elektro-hydraulisches System zu verwenden (Anspruch 6).
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Wenn die Gleis-/Laufketten/Raupen
- – Zugstränge, Kettenelemente und Querstege aufweisen,
- – als Textil-Gummiband oder Gliederkette ausgebildet sind und
- – die Laufräder sowohl auf den Zugsträngen als auch auf den Querstegen abrollen,
kann auch in dieser Hinsicht auf in der einschlägigen Industrie vorgefertigte Fahrwerke oder Gleis-/Laufketten/Raupen sowie ähnliche Gebilde zurückgegriffen werden.
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Ausführungsbeispiel
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In den Zeichnungen sind in vereinfachter Darstellung die prinzipiellen Merkmale der Erfindung und ihre Ausführbarkeit wiedergegeben sowie im folgenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Es zeigen
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1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit dem im Bodeneinsatz befindlichen Zusatz-Laufkettenfahrwerk mit einem erfindungsgemäßen Antriebsprinzip,
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2 eine Ansicht des Kraftfahrzeugs gemäß 1 von unten mit dem Zusatz-Laufkettenfahrwerk und dem erfindungsgemäßen Antriebsprinzip als Reibrollenantrieb,
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3 eine Ansicht des Kraftfahrzeugs gemäß 1 von unten mit dem Zusatz-Laufkettenfahrwerk und einem vom Differentialgetriebe der Achse herkömmlich ausgehenden Getriebestrang,
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4 eine Teil-Ansicht des Kraftfahrzeugs gemäß 1 aus der Vorderansicht des Zusatz-Laufkettenfahrwerks auf ein Rad einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs mit Reibrollenantrieb,
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5 die perspektivische Teil-Ansicht auf eine Seite des Kraftfahrzeugs nach 4,
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6 der schematisierte konstruktive Aufbau der Gleis-/Laufketten/Raupen des Zusatz-Laufkettenfahrwerks in perspektivischer Ansicht mit Reibrollenantrieb,
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7 ein Leistungsflußbild gemäß 2 mit Reibrollenantrieb,
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8 ein Blockschaltschema für das erfindungsgemäße Programm einer Steuerung und Regelung für den Betrieb des Kraftfahrzeugs mit Zusatz-Laufkettenfahrwerk.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit Chassis 1.1, Karosserie 1.2 und ein zwischen Achsen 1.3 (2, 3) angeordnetes Zusatz-Laufkettenfahrwerk 2 mit Fahrwerk 2.1 und elektrohydraulischem System 3.1 für eine aus- und einfahrbare Verbindung 3 des Zusatz-Laufkettenfahrwerks 2 zum Chassis 1.1, so z. B. in 2 und 3 mit einer Vierpunkt-Befestigung ausgeführt, dargestellt. Gemäß 6 umfasst das Zusatz-Laufkettenfahrwerk 2 mit Fahrwerk 2.1 Laufräder 2.3 und umlaufende Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4. Wie aus 2 und 3 ersichtlich, steht es über Antriebsräder 2.2 mit einem zuschaltbaren Antriebssystem 4.1 zur Übertragung 4 des Antriebs auf das Zusatz-Laufkettenfahrwerk 2 mit Rädern 1.5 des Kraftfahrzeugs 1 in Wirkverbindung.
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In 3 ist das zuschaltbare Antriebssystem 4.1 als herkömmliche Kraftübertragung von einem Motor- und Getriebeblock 1.7 und Getriebe 1.8 mit einem hydraulischen Antriebsstrang 4.3 und mechanisch anlenkenden Verbindungen dargestellt. Hingegen zeigt 2 die erfindungsgemäße Kraftübertragung mit einem Reibrollenantrieb 4.1.1 und Reibrollen 4.1.2 als zuschaltbares Antriebssystem 4.1.
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In 2 und 3 sind weiterhin gelenkte Räder 1.4 dargestellt.
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Der mit Reifen 1.6 der Räder 1.5 in Verbindung stehende Reibrollenantrieb 4.1.1 mit Reibrolle 4.1.2 weist Antriebsmittel wie ein Wendegetriebe 4.1.3 auf, wobei in 2 als Zwischenelement ein nicht näher zu erläuternder angeflanschter Abtrieb 4.2 angedeutet ist.
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Aus der 1 ist ebenfalls ersichtlich, daß das Zusatz-Laufkettenfahrwerk 2 mit seiner traktionswirksamen Lauffläche b einerseits durch die aus- und einfahrbare Verbindung 3 in einem vertikalen Abstand a und in seiner Position der Lage zum Chassis 1.1 veränderbar angeordnet ist sowie andererseits entsprechend 2 und 3 für die wahlweise Übertragung 4 des Antriebs das zuschaltbare Antriebssystem 4.1 für das Zusatz-Laufkettenfahrwerk 2 aufweist. Das Zusatz-Laufkettenfahrwerk 2 ist demnach – wenn auch kinematisch hier nicht darstellbar – innerhalb eines beliebigen Bereiches des vertikalen Abstands a und in beliebiger Position der Lage zum Chassis 1.1 von dem zu- und abschaltbaren Antriebssystem 4.1 angetrieben. Darüber hinaus ist das Zusatz-Laufkettenfahrwerk 2 mit dieser bedarfsweise aus- und einfahrbaren Betätigung oder Verbindung 3 des Fahrwerks 2.1 gegenüber dem Chassis 1.1 derart ausgeführt, daß eine traktionswirksame, ggf. veränderbare Länge der Lauffläche b der Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4 in ihrem jeweiligen Abstand a einsetzbar ist. Verknüpft mit einer in das zuschaltbare Antriebssystem 4.1 integrierten Steuerung/Regelung 5, wie in 8 weiter dargestellt und dazu noch unten näher beschrieben, wird das Zusatz-Laufkettenfahrwerk 2 auch für einstellbare Geschwindigkeiten, Leistungen, Bremskräfte, Fahrtrichtungen sowie Kraftflüsse und oder spezifische Traktionskriterien zum Gelände betrieben, welches System als Programm noch näher erläutert wird.
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Die zuvor erwähnte veränderbare Länge der Lauffläche b kann durch für sich bekannte Systeme innerhalb des Zusatzlaufwerks ausgeführt werden. So z. B. mittels Mechanismen, die den Radstand zwischen den Antriebsrädern 2.2 und vorderen Laufrädern 2.3 verändern und die umlaufenden Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4 längenausgleichend wieder spannen.
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Aus der 4 angedeutet und insbesondere aus der 5 ersichtlich ist, daß der erfindungsgemäße Reibrollenantrieb 4.1.1 direkt am Reifen 1.6 der Räder 1.5 kraftschlüssig so angeordnet ist, daß der Anpreßdruck aus der Übertragung der Stützkräfte des Zusatz-Laufkettenfahrwerks 2 gegenüber dem Kraftfahrzeug 1 gewonnen wird und zusätzlich der Übertragung der Stützkräfte auf das Kraftfahrzeug dient. Somit wird deutlich, daß diese Kraftwirkung aus einem Auffahreffekt zwischen den Rädern 1.5, der Reibrolle 1.2 zu dem Fahrwerk 2.1 der umlaufenden Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4 resultiert und auch konstruktiv mit fachmännisch geläufigem Aufwand realisierbar ist.
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In der 2 ist nur angedeutet, daß als Zwischenelement ein angeflanschter Abtrieb 4.2 von mindestens einem angetriebenen Rad 1.5 ausgebildet sein kann, und zwar von nicht dargestellten Elementen, wie einer Bremstrommel, einem Felgenflansch oder einer Felge abgehend. Auch dadurch kann der Kraftfluß der Antriebs- und Bremsleistung auf die Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4 mit hohem Wirkungsgrad übertragen werden. Daß dafür der angeflanschte Abtrieb 4.2 mittels Ritzel/Ketten-, Riemen/Scheibe- oder Zahnradgetrieben ausführbar ist, soll hier wegen der Fachüblichkeit diesbezüglicher Maßnahmen nicht weiter erläutert werden.
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Im Sinne einer zweckmäßigen Anwendung der Erfindung liegt es, daß eine bodenwirksame, relativ kurze Aufstandslänge (600 ... 1000 mm) der Lauffläche b der umlaufenden Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4 und deren Umschlingungslänge den im Kraftfahrzeug originär installierten Lenkkräften und -mechanismen entsprechend ausgeführt wird. So können die geländeabhängigen Lenk- und/oder Wendewiderstände bei Fahrtrichtungsänderungen reduziert und aus dem vorhandenen Leistungsspektrum des Kraftfahrzeugs 1 kompensiert werden.
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Sofern es für spezielle Einsatzgebiete erforderlich wird, können mehrere Paare von Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4 hintereinander zwischen den Achsen 1.3 angebracht werden, wobei das eigentliche Erfindungsprinzip anwendbar ist und sich die Aufstandslänge weiter verringern läßt.
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Sowohl in der Teil-Ansicht aus 4 und 5 sowie aus der 6 im einzelnen ist ersichtlich, daß die Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4
- – Zugstränge 2.4.1, Kettenelemente 2.4.2 und Querstege 2.4.3 aufweisen,
- – als z. B. Textil-Gummiband oder Gliederkette ausbildbar sind und
- – die Laufräder 2.4 sowohl auf den Zugsträngen 2.4.1 als auch auf den Querstegen 2.4.3 abrollen können.
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Die Darstellung in 4 zeigt nur beispielhaft, daß die Baugruppe Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4 aus bereits vorgefertigten Standard-Baugruppen auch anderer Systeme verwendbar ist.
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Das so beschriebene Kraftfahrzeug 1 mit dem erfindungsgemäß funktionierenden Zusatz-Laufkettenfahrwerk 2 kann durch die Verwendung eines in 8 als Blockschaltbild dargestellten Programms zur Steuerung- und/oder Regelung 5 des Betriebs des Zusatz-Laufkettenfahrwerks 2 gefahren werden.
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Das Programm ist mit den Programmschritten gemäß den Bezugszeichen
- – 5.1 zur Aufnahme und Auswertung von Daten der Beschaffenheit des Fahrgeländes sowie Daten der auf das Kraftfahrzeug einwirkenden Kräfte, wie z. B. Seitenführungs-/Lenkkräfte und
- – 5.2 zur Ausgabe von Signalen an die Steuerungs-/Regelelemente und 5.3, 5.4 zum automatischen, mechanischen oder manuellen Auslösen
- • 5.5 für den Einsatz oder Nichteinsatz der Komponente Zusatz-Laufkettenfahrwerk 2,
- • 5.6 zum Einstellen und Verteilen der Kräfte zur optimierten Traktionsübertragung, wie Erhöhung/Entlastung von Rad- und/oder Bodendruck,
- • 5.7 für optimale Differenzgeschwindigkeiten oder die Abbremsung der Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4,
- • 5.8 für zusätzliche Seitenführungs-/Lenkkräfte durch die Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4, so auch in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel der gelenkten Räder 1.4, wie für die Erhöhung der Spurtreue,
- • 5.9 für den Einsatz integrierter Traktionshilfen zur Erhöhung der Bodenhaftung, wie für Gleitschutz bei Nasse, Eis, Schnee durch Greifer, Spikes o. ä.,
- • 5.10 für den Einsatz von Schwenk-, Lift-, Spanneinrichtungs-, Steuersystemen,
- • 5.11 einen gesteuertem, sicherheitstechnisch optimierten Zusammenhang zwischen Auf- und Ausfahren des Zusatz-Laufkettenfahrwerks 2 und der Einleitung von Antriebs- und Bremskräften,
- • 5.12 eine gezielte Beeinflussung der Aufstandslänge b der Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4 zur Optimierung der Fahrstabilität und des Wendewiderstands und/oder
- • 5.13 des Betriebs der Gleis-/Laufketten/Raupen 2.4 mit differenzierten Geschwindigkeiten relativ zu denen der Räder 1.5
auslegbar.
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Die gewerbliche Nützlichkeit der Erfindung soll auch durch 7 und 8 dokumentiert werden, aus denen der mit hohem Wirkungsgrad realisierbare und automatisierbare Leistungsfluß mit dem zuschaltbaren Antriebssystem 4.1 des Zusatz-Laufkettenfahrwerks 2 verdeutlicht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 1.1
- Chassis
- 1.2
- Karosserie mit ggf. Ladefläche
- 1.3
- Achse
- 1.4
- gelenktes Rad
- 1.5
- ungelenktes/angetriebenes Rad
- 1.6
- Reifen
- 1.7
- Motor- und Getriebeblock
- 1.8
- Getriebe
- 2
- Zusatz-Laufkettenfahrwerk
- 2.1
- Fahrwerk
- 2.2
- Antriebsrad
- 2.3
- Laufrad
- 2.4
- umlaufende Gleis-/Laufkette/Raupe
- 2.4.1
- Zugstrang
- 2.4.2
- Kettenelement
- 2.4.3
- Quersteg
- 3
- aus- und einfahrbare Verbindung des Fahrwerks (2.1)
- 3.1
- elektro-hydraulisches System
- 4
- Übertragung eines Antriebs vom Kraftfahrzeug zum Zusatz-Laufkettenfahrwerk (2) als zuschaltbares Antriebssystem (4.1)
- 4.1
- zuschaltbares Antriebssystem
- 4.1.1
- Reibrollenantrieb
- 4.1.2
- Reibrolle
- 4.1.3
- Antriebsmittel wie Wendegetriebe
- 4.2
- angeflanschter Abtrieb von einem angetriebenen Rad (1.5)
- 4.3
- hydraulischer Antriebsstrang
- 5
- Steuerung und/oder Regelung des Betreibens des Zusatz-Laufkettenfahrwerks (2) mit den Steuer- und Regelungselementen für
- 5.1
- Aufnahme und Auswertung von Daten der Beschaffenheit des Fahrgeländes sowie Daten der auf das Kraftfahrzeug einwirkenden Kräfte, wie z. B. Seitenführungs-/Lenkkräfte,
- 5.2
- Ausgabe von Signalen an die Steuerungs-/Regelelemente
- 5.3
- automatisches, mechanisches Auslösen oder
- 5.4
- manuelles Auslösen
- 5.5
- Einsatzes oder Nichteinsatz der Komponenten wie Zusatz-Laufkettenfahrwerk (2),
- 5.6
- Einstellen und Verteilen der Kräfte zur optimierten Traktionsübertragung, wie Erhöhung/Entlastung von Rad- und/oder Bodendruck,
- 5.7
- optimale Differenzgeschwindigkeiten oder Abbremsung der Gleis-/Laufketten/Raupen (2.4),
- 5.8
- zusätzliche Seitenführungs-/Lenkkräfte durch die Gleis-/Laufketten/Raupen (2.4), so auch in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel der gelenkten Räder (1.4), wie zur Erhöhung der Spurtreue,
- 5.9
- Einsatz integrierter Traktionshilfen zur Erhöhung der Bodenhaftung, wie für Gleitschutz bei Nasse, Eis, Schnee durch Greifer, Spikes o. ä.,
- 5.10
- Schwenk-, Lift-, Spanneinrichtungen, Steuersysteme,
- 5.11
- gesteuerter, sicherheitstechnisch optimierter Zusammenhang zwischen Auf- und Ausfahren des Zusatz-Laufkettenfahrwerks (2) und Einleitung von Antriebs- und Bremskräften,
- 5.12
- gezielte Beeinflussung der Aufstandslänge (b) der Gleis-/Laufketten/Raupen (2.4) zur Optimierung der Fahrstabilität und des Wendewiderstands und/oder
- 5.13
- Betrieb der Gleis-/Laufketten/Raupen (2.4) mit differenzierten Geschwindigkeiten relativ zu denen der Räder (1.5),
- a
- vertikaler Abstand der traktionswirksamen Lauffläche (b) zum Chassis (2),
- b
- traktionswirksame Lauffläche
