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Lenkeinrichtung für Gleiskettenfahrzeuge - Die Bauart der Kettenfahrzeuge
erfordert, da deren Triebräder durch die Gleisketten zwangläufig geführt werden,
zu Fahrtrichtungsänderungen eine Lenkeinrichtung, mittels der die Ketten verzögert
und/oder beschleunigt werden können. Dazu werden Lenkeinrichtungen verwendet, die
unter den Namen Ausgleichlenkgetriebe, Kupplungslenkung, Umlauflenkgetriebe, überlagerungslenkgetriebe
od. dgl. bekannt sind.
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Um unterschiedliche Geschwindigkeiten an den Ketten zu erreichen,
sind in diese Lenkeinrichtungen Lenkkupplungen und/oder -bremsen, insbesondere hydraulisch
betätigte, als Lamellenkupplungen ausgebildete Schlupfkupplungen, eingebaut, die
bei Kurvenfahrt eine Leistungsteilung herbeiführen oder einen Teil des Motordrehmomentes
vernichten. Da in den bekannten Lenkeinrichtungen somit besonders bei einer Fahrtrichtungsänderung
eine große Wärmemenge anfällt, die nur unter Schwierigkeiten abgeleitet werden kann,
arbeiten diese sehr unwirtschaftlich und sind, bedingt durch die starke Erwärmung,
störanfällig. Außerdem ist es vielfach auch erforderlich, da das Schlupfvermögen
der Lenkkupplung nicht ausreichend ist, bei Lenkbewegungen einen niederen Gang einzuschalten,
um die Beschleuniguno, der äußeren Ketten nicht zu groß werden zu lassen.
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Um diese Nachteile der vorbekannten Einrichtung, die fast ausschließlich
durch die Lenkkupplungen und/oder -bremsen bedingt sind, zu vermeiden, wird gemäß
der Erfindung bei einer Lenkeinrichtung für Gleiskettenfahrzeuge, deren Triebmittel
zur Erzielung einer Fahrtrichtungsänderung mittels eines Ausgleichlenkgetriebes,
einer Kupplungslenkung, eines Umlauflenkgetriebes, eines Überlagerungslenkgetriebes
od. dgl. regelbar sind, wobei die in den Lenkeinrichtungen vorgesehenen Lenkkupplungen
und/oder -bremsen als Reibungskupplungen ausgebildet sind, vorgeschlagen, zwischen
deren Reibflächen in an sich bekannter Weise durch einen Käfig und/oder durch
Ausnehmungen drehbar und unverschiebbar geführte Wälzkörper anzuordnen.
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Es ist zwar bereits bei Synchronisiereinrichtungen und Freilaufkupplungen
bekannt, zur übertragung von Kräften Wälzkörper vorzusehen, die geschränkt zur Bewegungsrichtung
zwischen den zu kuppelnden Teilen eingesetzt sind. Die Wälzkörper, die dort nur
einbahnig angeordnet sind, wälzen sich auf kegeligen oder zylindrischen Flächen
ab.
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Nach der Erfindung befinden sich die schräggestellten Wälzkörper jedoch
zwischen den planparallelen Scheiben einer Lamellenkupplung oder Lenkbremse, die
in Lenkeinrichtungen von Gleiskettenfahrzeugen eingebaut werden.
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Die Wälzkörper werden bei der erfindungsgemäßen Lenkkupplung in vorteilhafter
Weise derart angeordnet, daß deren Rotationsachsen mit der Bewegungsrichtung der
umlaufenden Bauteile der Lenkkupplung oder -bremse in an sich bekannter Weise jeweils
einen untereinander gleichen, von 90' unterschiedlichen Winkel bilden. Des
weiteren ist es auch möglich, die Wälzkörper mit zentrisch radial gerichteten oder,
wie es ebenfalls bereits bekannt ist, mit zumindest angenähert parallel zueinander
gerichteten Rotationsachsen anzuordnen. Die Wälzkörper sind in an sich bekannter
Weise als zylinderförmige Rollen oder tonnenförinig ausgebildet.
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Ferner ist vorgesehen, die erfIndungsgemäß ausgebildete Lenkkupplung
und/oder -bremse zum Ab-
führen der beim Schlupf entstehenden Wärme durch
ein Kühlmittel an einen Kühlmittelkreislauf des Gleiskettenfahrzeuges anzuschließen,
und zwar derart, daß das Kühlmittel zwischen den Reibflächen der Kupplung hindurchströmt.
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Bei Verwendung einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Lenkkupplung
und/oder -bremse in einer Lenkeinrichtung der genannten Art werden alle bei einer
Fahrtrichtungsänderung gestellten Forderungen erfüllt. Vor allem ist die Ansprechzeit
der Lenkkupplung sehr kurz, da ein rascher Aufbau und eine schnelle Unterbrechung
des Reibschlusses ermöglicht wird, ohne daß dadurch aufwendige zusätzliche Einrichtungen
notwendig wären.
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Die zwischen den Reibflächen angeordneten, um eine Achse drehbaren
Rotatioriskörper füh * ren nämlich, bedingt durch die Neigung ihrer Rotationsachsen
gegenüber der Bewegungsrichtung der umlaufenden Bauteile der Kupplung, eine teils
rollende, teils gleitende Bewegung aus. Die dabei übertragene Reibkraft ist somit
in großem Maß abhängig von der auf die Reibscheiben einwirkenden Anpreßkraft, so
daß
beispielsweise bei einer hydraulisch betätigten Kupplung innerhalb
einer kurzen Zeitspanne durch Verändern des Betriebsmitteldruckes das übertragbare
Moment geändert werden kann.
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Außerdem eignet sich die erfindungsgemäße Lenkkupplung und/oder -bremse
in besonderem Maß für Lenkeinrichtungen, bei denen eine stoßfreie Fahrtrichtungsänderung
großer Schwungmassen gefordert wird. Durch die Anordnung der Wälzkörper zwischen
den Reibscheiben wird nämlich die Belastbarkeit der Lenkkupplung gegenüber den bisher
verwendeten Ausführungen wesentlich gesteigert, da die besonders beim Abbremsen
anfallende Wärrnemenge ohne Schwierigkeiten abgeleitet werden kann. Da die Reibflächen
bei Reibschluß nicht aneinander anliegen, sondern lediglich einen Teil der Mantelflächen
der Wälzkörper berühren, kann das Kühlmittel in jedem Betriebszustand, also auch
während des Bremsens, fast ungehindert zwischen den Reibflächen hindurchströmen.
Die erfindungsgemäße Kupplung ist somit in besonderem Maß als Schlupfkupplung verwendbar.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt und
nachfolgend näher erläutert. Hierbei zeigt F i g. 1 das Schema eines überlagerungslenkgetriebes,
F i g. 2 eine gemäß der Erfindung ausgebildete Lenkkupplung und F i
g. 3 a bis 3 c verschiedene Möglichkeiten der Wälzkörperanordnung.
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In F i g. 1 ist mit 1 die Antriebsmaschine eines nicht
dargestellten Gleiskettenfahrzeuges bezeichnet, die bei Geradeausfahrt über die
Antriebswelle 2, die Stirnräder 3 und 4, die Zwischenwelle 5 und die
Kegelräder 6 und 7 die Welle 8 antreibt, von der wiederum die
Antriebsleistung über die Planetenradsätze 9 und 10 und die Wellen
11 und 12 den Antriebstrommeln 13 und 14 des Fahrzeuges zugeführt
wird. Dabei sind die auf der Lenkwelle 17 angeordneten Kupplungen 20 und
21 geschlossen, während die Lenkkupplung 18 geöffnet ist, so daß die Kegelräder
15 und 16 frei mitdrehen.
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Soll eine Fahrtrichtungsänderung des Gleiskettenfahrzeuges, beispielsweise
nach rechts, vorgenommen werden, so ist die Lenkkupplung 18 zu schließen
und die dieser Fahrtrichtungsänderung zugeordnete Kupplung, in diesem Fall die Kupplung
21, zu öffnen. Dadurch wird ein Teil des an der Welle 2 zur Verfügung stehenden
Drehmomentes je nach dem Kupplungsmoment der Lenkkupplung 18 von dem
Hauptantrieb abgezweigt und über die Lenkeinrichtung geleitet. Bei geschlossener
Lenkkupplung 18 wird nämlich die Lenkleistung von den Kegelrädern
15 und 16
über die Lenkkupplung 18 auf die Hohlwelle
19 und die geschlossene Kupplung 20 auf die Lenkwelle 17
übertragen.
Mittels dem auf der Lenkwelle 17 drehfest gelagerten Stirnrad 22 und dem
mit der Welle 11
über den Planetenradsatz 9 verbundenen Stirnrad
23
wird somit die rechte Antriebstrommel 13 des Fahrzeuges verzögert,
während die linke Antriebstrommel 14 dagegen durch das ebenfalls von der Lenkwelle
17
angetriebene Stirnrad 24, das Zwischenrad 28 und das auf der Welle
12 gelagerte Stirnrad 26 über den Planetenradsatz 1.0 im entgegengesetzten
Drehsinn angetrieben und somit beschleunigt wird.
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Bei einer Fahrtrichtungsänderung nach links ist die Lenkkupplung
18 und die Kupplung 21 geschlossen zu halten. Dadurch wird die Lenkleistung
von der Antriebswelle 2 über die Kegelräder 15 und 16
und die Lenkkupplung
18 auf die Hohlwelle 19 übertragen, die durch die Kupplung 21 mit
dem Stirnrad 25 in drehfester Verbindung steht. Von dem Stimrad
25 wird wiederum das auf der Welle 12 mit der Antriebstrommel 14 über den
Planetenradsatz 10 verbundene Stirnrad 27 angetrieben, so daß die
Antriebstrommel 14 gegenüber der Antriebstrommel 13
verzögert und somit eine
Fahrtrichtungsänderung nach links vorgenommen wird.
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In F i g. 2 ist eine gemäß der Erfindung ausgebildete, für
ein überlagerungslenkgetriebe nach F i g. 1
vorgesehene Lenkkupplung im Längsschnitt
dargestellt. Die Lenkwelle ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit 31 bezeichnet
und in einer Hohlwelle 32
gelagert, auf der wiederum die Bauteile der Lenkkupplung
angeordnet sind. Die Lenkkupplung besteht hierbei im wesentlichen aus einem mittels
den Keilverzahnungen 37 und 40 drehfest auf der Hohlwelle 32 gelagerten
Kupplungskörper 39 und einem weiteren Kupplungskörper 46, der über eine Wälzlagerung
48 auf der Hohlwelle 32 frei drehbar angeordnet ist. Der Kupplungskörper
39 ist auf seiner Außenmantelfläche mit einer Mitnehmerverzahnung 41 versehen,
in die die Innenlamellen 58 der Kupplung eingreifen. Die Außenlamellen
59 dagegen stehen über den Außenmitnehmer 47 mit dem Kupplungskörper 46 in
formschlüssiger Verbindung, an den wiederum das Abtriebszahnrad 49 angeflanscht
ist. Zwischen den Innenlamellen 58 und den Außenlamellen 59 sind jeweils
Wälzkörper 61 angeordnet, die durch einen zentrisch gelagerten
Käfig 60 geführt werden. Mittels eines Widerlagers 57 und eines Betätigungskolbens
50, der wiederum durch ein Zwischenstück 51 geführt ist, kann Reibschluß
im Lamellenpaket erzielt werden.
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Wird über den in der Stützwand 53 eingearbeiteten Kanal 54
und den Kanal 55 des Zwischenstückes 51
Druckmittel in den durch den
Betätigungskolben 50
und das Zwischenstück 51 gebildeten Druckraum
52
geleitet, so baut sich in diesem Druckraum 52 ein Druck auf, durch
den der Betätigungskolben 50 entgegen der in der Ausnehmung 44 des Kupplungskörpers
39 gelagerten Schraubendruckfeder 56 nach links verschoben wird. Die
InnenlameHen 58, die mit der Hohlwelle 32 kraftschlüssig verbunden
sind, setzen dabei die Wälzkörper 61 in Bewegung, so daß sich diese auf den
jeweils zugeordneten Außenlamellen 59 abwälzen. Infolge der Schräglage der
Wälzkörper 61 zur Bewegungsrichtung der umlaufenden Kupplungsteile führen
sie jedoch keine reine Rollbewegung aus, sondern sie gleiten zugleich an den Lamellen
58
und 59 entlang, so daß zwischen der Mantelfläche der Wälzkörper
61 sowie den Lamellen 58 und 59
Reibung entsteht, durch die
die Außenlamellen 59
von den Innenlamellen 58 mitgenommen werden und
somit eine Kraftübertragung von der Hohlwelle 32
zu dem Zahnrad 49 stattfindet.
Die Gleitbewegung der Wälzkörper 61 ist dabei abhängig von der durch den
Betätigungskolben 50 bzw. den Betriebsmitteldruck auf das Lamellenpaket einwirkenden
Anpreßkraft. Ist Gleichlauf zwischen den Innenlamellen 58
und den Außenlamellen
59 hergestellt, stehen die Wälzkörper 61 still.
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Um die bei der Reibung der Wälzkörper 61 an den Lamellen
58 und 59 anfallende Wärmemenge abzuführen, ist die Lenkkupplung nach
F i g. 2 an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen. Das Kühlmittel
strömt
zu diesem Zweck unter geringem überdruck durch den Kanal 36 der Stützwand
35, und die Bohrung 34 der Hohlwelle 32 in die von dieser und der
Lenkwelle 31 gebildeten Ausnehmung 33 und wird von hier durch die
Bohrungen 38 und die in den Kupplungskörper 39 eingearbeiteten Ausnehmungen
43 dem Ringraum 45 zugeführt. Durch die Kanäle 42 kann es sodann auf Grund der Fliehkraft
dem Lamellenpaket zuströmen und die an den Reibflächen anfallende Wärmemenge abführen.
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Besonders bei kleineren Lenkkorrekturen ist eine derartige Kühlunk
der Reibflächen sehr vorteilhaft, da hierbei die Lenkkupplung unter Schlupf ein
Moment übertragen muß und dadurch, vor allem wenn diese Lenkkorrekturen häufig vorzunehmen
sind, ein starker Wänneanfall verursacht wird. Ohne daß die Ansprechzeit der Lenkkupplung
oder das übertragene Lenkmoment durch die Betriebsmitteltemperatur od. dgl. beeinflußt
wird, bewältigt die erfindungsgemäße Ausführung die gestellte Aufgabe in zufriedenstellender
Weise.
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In F i g. 3 a sind in den Ausnehmungen 72 des Käfigs
71 jeweils zwei zylindrische Wälzkörper 73
angeordnet, deren Rotationsachsen
74 untereinander parallel sind. Nach F i g. 3 b sind die in die Ausnehmungen
82 des Käfigs 81 eingesetzten Wälzkörper 83
tonnenförmig ausgebildet;
außerdem sind deren Rotationsachsen 84 zentrisch radial gerichtet. In F i
g. 3 c ist eine weitere Ausführungsmöglichkeit dargestellt, und zwar schließen
hierbei die Rotationsachsen 94 der durch den Käfig 91 geführten Wälzkörper
93 mit der Bewegungsrichtung 95 des Käfigs 91 einen jeweils
gleichen Winkel a ein, der von 901
abweicht.