DE1903567A1

DE1903567A1 - Fahrzeug mit Steuerkufen

Info

Publication number: DE1903567A1
Application number: DE19691903567
Authority: DE
Inventors: Lamb Robert M
Original assignee: LAMB ROBERT M
Current assignee: LAMB ROBERT M
Priority date: 1968-01-24
Filing date: 1969-01-24
Publication date: 1969-08-28
Also published as: AT296057B; CH483953A; JPS5021741B1; US3530950A

Description

Robert M. Lamb 22. Januar 1969

Baldwinsville, N. Y. / USA N/Hu

rib 7033

Fahrzeug mit Steuerkufen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug für die Benutzung auf Schnee- oder Eisflächen mit zwei parallel nebeneinander angeordneten steuernden Gleitkufen. Insbesondere ist hierbei gedacht an ein Schneefahrzeug mit nur einer Antriebsraupe aus einem endlosen elastischen Band, welche den größten Teil des Fahrzeuggewichtes trägt. Der Einbau der Stamerkufen erfolgt hierbei so, daß auch sie noch genügend Gewicht tragen, um eine ausreichende Steuerwirkung zu gewährleisten.

Bei Fahrzeugen der genannten Art ist.es nachteilig, daß enge Kurven nicht genommen werden können, weil die Gefahr des Umkippens des Fahrzeuges besteht. Die Wirksamkeit der steuernden Gleitkufen ist weiterhin dadurch beeinträchtigt, daß diese, wenn sie eingeschlagen werden, zum seitlichen

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Abrutschen neigen und dadurch eine Tendenz des Fahrzeuges zur Beibehaltung der Geradeausfahrt auftritt.

Ziel der. Erfindung ist es, eine Kinematik der Steuerkufen aufzuzeigen, die in der Kurvenfahrt dazu führt, daß die Steuerkufen nach der Außenseite der Kurve hin ausgestellt werden und dabei gleichzeitig geneigt werden. Durch die Ausstellung wird eine besondere Stabilität gegen Umkippen des Fahrzeuges ermöglicht, während durch die Neigung etwa in der Art, wie ein Skiläufer seine Ski verkantet Seitenkräfte besser übertragen werden können und damit engere Kurven möglich werden.

weiterhin soll mit der Erfindung erreicht werden, daß die Gleitkufen zur Erreichung einer guten Stabilität auch bei der Geradeausfahrt einen großen Abstand voneinander auf v/eisen, während jedoch die oberen Enden der die Gleitkufen tragenden Steuerwellen nicht zu weit voneinander entfernt sind, so daß die Verkleidung, in der die gesamte Steuerkinematik von der Lenkstange bis zu den Steuerwellen untergebracht ist, nicht unnötig groß werden muß.

Schließlich gehört es zu den Zielen der Erfindung, den Abstand der Steuerkufen von der Lagerstelle der Steuerwelle einstellbar zu machen, so daß das von den Steuerkufen getra gene Gewicht variiert werden kann.

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Erfindungsgemäß ist bei einem Fahrzeug mit zwei steuernden Gleitkufen und einer Antriebsraupe jede der die Gleitkufen tragenden Steuerwellen derart unter einem spitzen Winkel gegenüber der "Vertikalen gelagert, daß ihr unteres Ende seitlich nach außen weist, wobei die Gleitkufe an jedem der unteren Enden derart schwenkbar gelagert ist, daß die Schwenkachse in einem bestimmten Winkel zur Stauerwelle verläuft und die Schwenkachsen bei Geradeausfahrt miteinander fluchten. Eine derartige Ausbildung zieht es nach sich, daß beim Einschlagen der Steuerkufen diese nach der Außenseite der Kurve hin ausgestellt und dabei geneigt werden.

Es ist zweckmäßig, die beiden Steuerwellen auch in der Längsmittenebene so zu neigen, daß ihr unteres Ende nach vorne weist.

Zweckmäßig sind für den seitlichen Neigungswinkel Werte von 10 bis 15 » und für den Neigungswinkel gegenüber der ^:

Senkrechten in Fahrtrichtung von 30 bis 35°·

ist es eine zweckmäßige Ausbildung, die Steuerwellen in ihren Lagerhülsen in in Axialrichtung verschiedenen Positionen montierbar vorzusehen, was beispielsweise mittels Abstandsbüchsen erreicht werden kann.

Die durch das vorgenannte Merkmal ermöglichte Variation des von den Steuerkufen aufgenommenen Gewichtes soll derart

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ausgenutzt werden, daß die motorgetriebene, flexible endlose Antriebsraupe den größten Teil des Fahrζeuggewichtes trägt, während die AufstUtzkraft der Gleitkufen so ausreichend gewählt ist, daß die notwendige Steuerwirkung zustandekommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht des Vorderteils des erfindungsgemäßen Fahrzeuges mit teilweise weggebrochener Verkleidung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1; Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III aus Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Schnittes entlang der Linie IV-IV aus Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V.aus Fig. 4; Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI aus Fig. 5»

Fig. 7

bis 12 ^sclieifl&tische Darstellungen der Wirkung der Steuerkinematik.

Das dargestellte Fahrzeug bestellt aus einem Rahmen oder Chassis 20, einer aus einem biegsamen endlosen Band beste-

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henden Antriebsraupe 21, die durch, einen nicht dargestellten Motor angetrieben wird, einer Lenksäule 22, einer Lenkstange 23 und einer Verkleidung 24·, die mittels Flanschen 25 am Rahmen befestigt ist.

Die Lagerung der beiden Steuerkufen 28 und 29 entsprechen einander, so daß nachfolgend lediglich die Steuerkufe 28 und die zugehörigen Teile im einzelnen beschrieben sind.

An der Lenksäule 22 ist eine Anschlußplatte 30 für die Spurstangen befestigt. Selbstverständlich kann statt der Platte ein auskragender Arm Verwendung finden. Eine übliche Spurstange 31 mit Kugelgelenken 32 und 33 an ihren Enden verbindet die Anschlußiatte 30 mi* den Steuerschenkeln 36. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich aus Fig. 3» daß die nach links abgehende Spurstange an der Oberseite der Anschlußplatte befestigt ist, während die nach rechts abgehende Spurstange an der Unterseite der Anschlußplatte befestigt ist.

Der Steuerschenkel 36 ist höhenverstellbar und drehfest mit der Steuerwelle 37 verbunden, und zwar mittels einer Paßfeder oder dergleichen 38 (Fig. 5) und einer Spannschraube

Die Steuerwelle 37 ist drehbar gelagert in einer Lagerhülse 40, die über Tragplatten 41 und 4-2 mit dem Fahrzeugrahmen

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verschweißt ist. Die Lagerhülsen sind so am Fahrzeugrahmen angebracht, daß die Steuerwellen mit ihrem unteren Ende nach vorne und seitlich nach außen weisen.

In Fig. 2 ist mit Y der Winkel bezeichnet, um den die Steuerwelle gfjenüber der Vertikalen seitlich nach außen geneigt ist. In Fig. 1 ist mit X der Winkel bezeichnet, um den die Steuerwelle in der Mittenlängsebene gegenüber der Vertikalen nach vorne geneigt ist.

dy Steuerwelle 37 ist in der Lagerhülse 40 mit Büchsen 45, 4-6 und 47 von verschiedener Länge gelagert. Diese Büchsen umgeben lose die Stauerwelle, wobei die obere Büchse 4'.-' mittels der Scheibe 48 und der Schraube 49 fixiert ist. Durch Umsetzen der Büchsen kann die Position der Steuerwelle in der Lage'rhülse und damit gegenüber dem Fahrzeugrahmen verändert werden. Wenn z.B. ein Maximum an Auflagekraft der Gleitkufen erreicht werden soll, so müssen die Büchsen 46 und 47 zusammen mit der Büchse 45 auf das untere Ende der öteuerwelle aufgeschoben werden und der Steuerschenkel 36 am obersten Ende der Steuerwelle 37 befestigt werden , Dann befindet sich die Steuer-welle mit der Gleitkufe in ihrer am weitesten ausgefahrenen Position.

Die Steuerwelle 37 weist an ihrem unteren Ende ein mit einer Lagerbohrung versehenes Anschlußstück 55 auf.

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Die Gleitkufe 28 ist von üblicher Konstruktion. Ihr Blattfederpaket 60 ist mit einer Schelle 61 versehen, die mittels eines Lagerbolzens 62 mit dem Anschlußstück 55 drehbar verbunden ist. Auf diese Weise ist die Gleitkufe in einer bestimmten Ebene relativ zu der Steuerwelle schwenkbar gelagert.

Das Anschlußstück 55 bzw. seine Lagerbohrung ist dabei so ausgebildet, daß die Schwenkachsen der Gleitkufen bei Geradeausfahrt miteinander fluchten. Die Gleitkufen liegen dann im wesentlichen flach auf dem Gelände auf.

Die Wirkung der vorbeschriebenen Kinematik ergibt sich aus der Betrachtung der lig„ 7 ff · Während in Fig. 7 die Geradeausfahrt dargestellt ist, zeigt Fig. 8 die Ausführung einer Rechtskurve. Beide Steuergleitkufen 28 und 29 sind nach links ausgestellt, das heißt nach der Außenseite der Kurve hin. Gleichzeitig sind sie geneigt und damit in den : Schnee verkantet. Hierdurch wird die Tendenz des seitlichen Abrutschens verringert, so daß das Fahrzeug besser dem dent Einschlagswinkel entsprechenden Kurvenradius folgt. Hierdurch werden engere Kurvenradien ermöglicht. Dadurch, daß die kurvenäußere Ku£--e nach außen ausgestellt ist, kann die in der Kurve wirkende Zentrifugalkraft besser abgestützt werden, und auch hiermit sind engere Kurven ermöglicht, ohne daß die Gefahr eines Umkippens des Fahrzeugs bestellt. Besonders bei hohen Geschwindigkeiten ist also die Stabilität

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- 8 und Manövrierfähigkeit entscheidend verbessert.

Zur weiteren Verdeutlichung zeigt Fig. 9 noch die der Fig. 7 entsprechende Seitenansicht; Fig. 10 zeigt die. Fig. 8 entsprechende Seitenansicht; Fig. 11 zeigt die Fig. 7 entsprechende Vorderansicht_; und Fig. 12 zeigt die Fig. 8 entsprechende Vorderansicht.

™ Die Wirkungsweise der Steuerkinematik ist in Linkskurven entsprechend die gleiche.

Im Betrieb des Fahrzeuges, insbesondere wenn die Gleitkufen auf einen harten Körper, z.B. verschneite Steine oder Holzstücke, auftreffen, können erhebliche Kraftwirkungen auf die Gleitkufen auftreten, die auch eine beträchtliche Komponente nach hinten haben. Durch die Vorwärtsneigung der Steuerwellen werden derartige Stoßkräfte besser in ^ Richtung der Spindellängsachse aufgefangen, so daß Biegemomente und die Gefahr eines Eckens der Steuerwelle in ihrer Lagerhülse verringert sind.

Die Neigung der Gleitkufen in der Kurve ergibt sich im wesentlichen aus der Neigung der Steuerwellen seitlich nach außen. In der Kurve kommt zum Kräftegleichgewicht des Fahrzeuges die Zentrifugalkraft hinzu, so daß scheinbar das Gewicht sich zur Kurvenaußenseite verlagert. Die kurvenäußere Gleit ku£-e (in Fig. 8 ss.B. die Gleitkufe 29) wird

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stark belastet. Die Richtung der auftretenden Kraft wi-rkt besser in Richtung der Steuerwellenachse, so daß auch hier wiederum gegenüber einer nicht ausgestellten Steuerwelle die Gefahr des Eckens und des Auftretens von unzulässigen Biegemomenten verringert oder beseitigt ist.

Die dargestellte Ausbildung bringt es mit sich, daß in der Kurvenfahrt die kurveninnere Kufe einen stärkeren Einschlagwinkel annimmt als die kurvenäußere Kufe. Auf diese V/eise folgt die innere Kufe der kürzeren Wendekurve, während die äußere Kufe der längeren Kurve folgt. Es kommt hinzu, daß durch das Ausstellen der Kufen der Vorderteil des Fahrzeuges ein wenig abgesenkt wird, wenn die Kufen eingeschlagen werden. Dies bringt es mit sich, daß für das Zurückbringen in Geradeausrichtung eine geringfügig größere Steuerkraft aufgebracht werden muß.

Obwohl die Winkel X und Ύ verschieden gewählt werden können, sind als günstige Werte für X 30 bis 35 und für Y 10 bis 15° gefunden worden. Diese Werte fanden Anwendung bei einem Schneefahrzeug einer Gesamtlänge von etwa 2,70 m mit einer Antriebsraupe von 4-5,5 cm Breite und Steuerkufen einer Länge von 1,06 m und einer Breite von 12,6 cm.

Je größer der Winkel 1 gewählt wird, umsojmehr werden die Kufen in der Kurve ausgestellt. Die obere Grenze für die Wahl dieses Winkels ist gegeben durch die für das Zurück-

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- ίο -

bringen der Lenkstange in die Geradeausfahrtstellung notwendige Kraft und dadurch, daß die Kufen in der Kurve niedrig genug bleiben müssen, um einen für die Steuerwirkung ausreichenden Anteil des Fahrzeuggewichts zu tragen. Diese beiden Gesichtspunkte müssen und können in Einklang gebracht werden mit der zu erreichenden Steuerungsstabilität.

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Claims

22. Januar 1969 M-; ί: N 1^11 rib 7033 Patentansprüche

1. Fahrzeug für Schnee- oder Eisflächen mit zwei steuernden Gleitkufen, deren Steuerwellen kinematisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß jede Steuerwelle (37) derart unter einem spitzen .Vinkel (Y) gegenüber der Vertikalen gelagert ist, daß ihr unteres Ende seitlich nach außen weist, wobei an Jedem unteren Ende eine Gleitkufe (28, 29) derart schwenkbar gelagert ist, daß die Schwenkachse (62) in einem bestimmten Winkel zur Steuerwelle so verläuft, daß die Schwenkachsen bei Geradeausfahrt miteinander fluchten,, während bei Kurvenfahrt die Kufen (28, 29) nach der Außenseite der Kurve hin ausgestellt und geneigt werden.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Steuerwellen (37) so geneigt sind, daß ihr unteres Ende nach vorne weist (Winkel X).

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3. Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen seitlichen Neigungswinkel von 10 bis 15°.

4. Fahrzeug nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen seitlichen Neigungswinkel von 10 bis 15° und einen Neigungswinkel gegenüber der Senkrechten in Fahrtrichtung von 30 bis 35°.

5. Fahrzeug nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwellen (37) i*i inren Lagerhülsen (40) in in Axialrichtung verschiedenen Positionen montierbar sind.

6. Fahrzeug nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine motorgetriebene, flexible, endlose Antriebsraupe (21), die den größten Teil des Fahrzeug*- gewichts trägt, wobei die Position der Gleitkufen so gewählt ist, daß ihre Aufstützkraft für die notwendige Steuerwirkung ausreicht.

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