DE1913011B2

DE1913011B2 - Gleiskettenfahrzeug

Info

Publication number: DE1913011B2
Application number: DE19691913011
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl.-Ing. 7920 Heidenheim Armasow
Original assignee: Voith Getriebe KG
Current assignee: Voith Getriebe KG
Priority date: 1969-03-14
Filing date: 1969-03-14
Publication date: 1978-04-06
Also published as: DE1913011A1; GB1296666A; DE1913011C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleiskettenfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Ein solches Gleiskettenfahrzeug ist im Zusatzpatent 1655 637 beschrieben. Durch das dort angegebene Regelgerät wird eine Drehzahlkonstanz dei Nullwelle und damit ein konstanter Kurvenradius trotz schwan- ; kenden Drehmomentes bzw. Widerstandes erreicht. Diese starre Charakteristik wird jedoch erst oberhalb einer bestimmten Nullwellendrehzahl, d. h. unterhalb eines bestimmten Kurvenradius erreicht. Außerhalb dieses Drehzahl- bzw. Radiusbereiches ist die Bremse

ίο bzw. der Regler hinsichtlich der Drehzahlcharakteristik nachgiebig in der Drehzahl bei Drehmomenten-Änderungen. Das heißt ein Fahrzeug der eingangs genannten Art ist in weitgeschwungenen Kurven und insbesondere bei Geradeausfahrt schwierig in der

1-5 Richtung zu halten, wenn der Untergrund verschieden an den beiden Gleisketten ist oder wenn plötzlich auf einer Seite Hindernisse auftauchen.

Aufgabe der Zusatz-Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, d. h. die in ihrer Wirkung bzw. hinsichtlich ihres Ansprechens auf das Regelgerät auf einen gewissen Drehzahlbereich beschränkten, dynamischen Lenkbremsen des Gleiskettenfahrzeuges durch eine geeignete Vorrichtung so zu ergänzen, daß auch bei Fahrt durch weitgeschwungene Kurven oder

2j bei Geradeausfahrt über hinsichtlich der Lenkstabilität ungünstiges Gelände eine Richtungsstabilität des Fahrzeuges ohne Eingriff des Fahrzeuglenkers erreicht wird. Diese Aufgabe wird durch die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Patentan-

JH Spruches gelöst.

Die Vorteile der Zusatz-Erfindung liegen darin, daß ohne gewichts- und platzaufwendige Konstruktionen eine stufenlos wirksame und sofort ansprechende Lenkkorrektur und Richtungsstabilisierung

_Sr, für das Lenken von Gleiskettenfahrzeugen in ungünstigen Bodenverhältnissen in weitgeschwungenen Kurven und für Geradeausfahrt geschaffen wird.

Zwar ist aus der US-PS 3371 734 bzw. der FR-PS 1499325 bereits ein Gleiskettenfahrzeug mit einem

₄(i hydrodynamischen und mit einem hierzu parallelgeschalteten hydrostatischen Nullwellenantrieb bekannt. Dort ist jedoch der hydrostatische Nullwellenantrieb im gesamten Drehzahlbereich der Nullwelle wirksam, beim Anmeldungsgegenstand dagegen nur

₄-, im Bereich kleiner Nullwellendrehzahlen, d. h. großer Kurvenradien. Auch weist der hydrodynamische Nullwellenantrieb im weiteren Gegensatz zum Gegenstand der Erfindung lediglich hydrodynamische Kupplungen auf an Stelle der viel wirksameren Kombination aus hydrodynamischen Bremsen und zusätzlichen Überlagerungsgetrieben.

Die Zusatzerfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Diefe zeigt das Lenkgetriebe eines Gleiskettenfahrzeuges mit Nullwellenantrieb mittels hydrodynamischer Bremskraft und hydrostatischem zusätzlichen Nullwellenantrieb bei Fahrt durch weitgeschwungene Kurven. Die Antriebsenergie gelangt vom Motor 1 über das angekuppelte Schaltgetriebe 2 in das daran angeflanschte Ver-

_fa0 teilgetriebe 3. Von hier aus führen die beiden Wellen 4 und 5 die gleichmäßig auf diese beiden Stränge verteilte Leistung in die beiden spiegelbildlich ausgeführten und angeordneten Überlagerungsgetriebe 6 und 7. Jede Welle 4,5 ist mit einem Getriebe-

_b5 glied der Überlagerungsgetriebe 6, 7 verbunden. Die zu den Treibrädern 8 und 9 weiterführenden Treibachsen 10 und 11 sind jeweils mit dem zweiten Getriebeglied der Überlagerungsgetriebe 6 und 7 verbun-

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den. Die beiden dritten Getriebeglieder 12 und 13 sind starr über die parallel zu den Wellen 4 und 5 und den Treibachsen 10 und 11 liegende Nullwelle 14 und die Zahnräder 15,16,17 bzw. 18, 19 gegeneinander abgestützt. Diese bilden ein Umkehrget/iebe mit der > Übersetzung 1:1. Bei Geradeausfahn, d. h. bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit der beiden Treibräder 8 und 9, steht die Nullwelle 14 still, da die Zahnflankendrücke an den Zahnrädern 12 und 13 im allgemeinen gleich groß sind. in

Wird du Nullwelle 14 in einer Richtung in Umlauf versetzt, so wird das Zahnrad 13 in der gleichen Drehrichtung angetrieben und Zahnrad 12 mit der gleichen Geschwindigkeit wie Zahnrad 13, jedoch in der entgegengesetzten Richtung. Dadurch wird die Drehzahl ~v> des einen Treibrades 8 um einen bestimmten, der Nullwellendrehzahl proportionalen Betrag erhöht und die des anderen Treibrades 9 um den gleichen Betrag erniedrigt oder umgekehrt, je nach Drehrichtung der Nullwelle 14. Durch diese Drehzahlciifferenz der Treibräder 8 und 9 kommt eine Kurvenfahrt des Gleiskettenfahrzeuges zustande. Je höher die Nullwellendrehzahl ist, um so höher ist der Drehzahlunterschied des einen gegen das andere der Treibräder, und um so kleiner ist der Kurvenradius. Diese Abhän- r> gigkeit ist linear.

Zum Erzwingen eines Geschwindigkeitsunterschiedes an den Gleisketten muß die Nullwelle 14 angetrieben werden, wozu je nach Bodenbeschaffenheit und Kurvenradius ein mehr oder weniger beträchtli- jo eher Anteil der Antriebsleistung notwendig ist. Der Antrieb der Nullwelle 14 erfolgt von der direkt vom Motor aus durch das Verteilgetriebe hindurchgehenden Lenkwelle 20 aus, die mit einer der Drehzahl des Motors 1 proportionalen Drehzahl umläuft. Die ι·> Lenkwelle treibt über den Kegeltrieb 21, 22, 23 und über die als Stirnradplanetengetriebe 24 und 25 ausgebildeten weiteren Überlagerungsgetriebe die Rotoren 26 und 27 der hydrodynamischen Bremsen 28 und 29 an. Die Hohlräder der Planetengetriebe 24 und -to 25 sind fest mit der Nullwelle 14 verbunden.

Die Planetenträger werden angetrieben, und der Abtrieb zu den Bremsrotoren erfolgt von den Sonnenrädern aus, die in einander entgegengesetzter Richtung umlaufen (Pfeilrichtungen 26' bzw. 27'). Bei Geradeausfahrt, d. h. bei stillstehender Nullwelle rotieren die Bremsrotoren mit gleicher Drehzahl proportional zur Motordrehzahl; d. h. auch in niederen Gängen bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten haben die Bremsen ein hohes Bremsvermögen.

Wird eine der Bremsen 28, 29 angezogen, so wird das zugehörige Sonnenrad verzögert. Proportional zu dessen Drehzahlabnahme wird gemäß der inneren Übersetzung des Planetengetriebes 24 die Nullwelle 14 aus dem Stillstand beschleunigt, und zwar in der Drehrichtung des Rotors der angezogenen Bremse (Pfeilrichtung 26' oder 27'). Diese Drehgeschwindigkeit wird der der Treibräder 8 und 9 überlagert, derart, daß sie beim einen addiert und beim anderen subtrahiert wird. Das Fahrzeug fährt eine Kurve. t>o

Das Füllen der Bremse 27 bzw. 29 und damit die Kurvenfahrt wird gesteuert durch den Lenkknüppel 30. Über Seilzüge 32 bzw. 33 wird ein Füllungs- und/ oder Druckregelgerät 34 bzw. 35 betätigt, je nach der Richtung (links oder rechts) des Steuerknüppelaus-Schlages (—α oder + α). Die Regelgeräte 34 und 35 stellen den Füllungsgrad und/oder den Druck in der zugeordneten Bremse 28 bzw. 29 so ein, daß proportional zum Ausschlag α des Lenkknüppels 30 bzw. des Hebels 36 bzw. 37 die Drehzahl der Nullwelle zeitlich konstant ist. Über einen Kegelzahnradantrieb erhalten die Regelgeräte ihre Regelgröße, die NuIlwellendrehzahl. Eine andere Möglichkeit, diese Drehzahl in einer analogen Größe den Regelgeräten zuzuführen, wäre die, den Förderstrom einer von der Nullwelle angetriebenen, volumetrischen Pumpe, die im Druckstutzen einen gedrosselten by-pass hat, auf eine Kolbenfläche wirken zu lassen. Die Kolbenkraft steht dann in einem festen Verhältnis zur Nullwellendrehzahl. Die Regelgeräte 34 und 35 werden durch die von der Lenkwelle 20 aus angetriebene Füllpumpe 31 mit Arbeitsflüssigkeit für die hydrodynamischen Bremsen 28 und 29 versorgt und sind mit je einer Füll- und einer Rücklaufleitung mit den Bremsen verbunden.

Dank der Regelcharakteristik der Regelgeräte 34 und 35 auf zeitlich konstante Drehzahl der Nullwelle 14 ist trotz schwankender Fahrwiderstände an den Gleisketten deren Differenzgeschwindigkeit und damit der Kurvenradius des Fahrzeuges konstant. Diese Charakteristik ist aber erst oberhalb eir.er bestimmten Drehzahl der Bremsrotoren erreichbar, da die notwendigen Füllungsänderungen unterhalb einer bestimmten Drehzahl bei schwankendem Moment zu groß wären, um eine konstante Drehzahl aufrechtzuerhalten. Das heißt trotz der Drehzahlreglupg wird die jeweils eingeschaltete Bremse unterhalb einer Mindestdrehzahl »weich«. Zu diesem Zweck ist dem die hydrodynamischen Bremsen aufweisenden Nullwellenantrieb ein verstellbares hydrostatisches Getriebe 55/56 im Kraftfluß parallel geschaltet. Das hydrostatische Getriebe besteht aus einer in der Liefermenge von Null ab regelbaren und in der Förderrichtung umkehrbaren, um den Zapfen 57 mit seinem Kolbenteil nach rechts oder links je nach Lenkknüppelausschlag schwenkbaren Axialkolbenpumpe 55 und einem zwar in der Schluck- und Abtriebsdrehrichtung umkehrbaren, jedoch selbst nicht regelbaren Axialkolbenmotor 56. Die Arbeitsmedienanschlüsse der Pumpe bzw. des Motors sind wechselseitig miteinander verbunden. Da die Förder- bzw. Abtriebsdrehrichtung des hydrostatischen Getriebes umkehrbar ist, läßt sich den Verbindungsleitungen 58 und 59 keine Fließrichtung und nicht Hoch- oder Niederdruck zuordnen.

Die verstellbare Axialkolbenpumpe 55 ist derart mit dem Lenkknüppel 30 verbunden, daß je nach Grad der Richtung seines Ausschlages α an der Pumpe 55 eine dementsprechende Förderrichtung und Menge eingestellt wird. Diese Verbindung kommt durch den an den Seilzug 33 angeschlossenen Seilzug 43 zustande. Dank der Rückholfeder 60 folgt der schwenkbare Kolbenteil der Pumpe 55 jeder Bewegung des Seilzuges 43 bzw. des Lenkknüppels 30.

Bei Mittelstellung des Lenkknüppels 30 befindet sich auch der schwenkbare Kolbenteil der Pumpe 55, die sogenannte Birne, in der Mittelstellung, in der die Pumpe keine Förderung hat; in dieser Stellung steht der Abtrieb des hydrostatischen Getriebes, d. h. das Abtriebsritzel 61 des Motors 56 und damit die Nullwelle 14 still; die Treibräder 8 und 9 drehen gleich schnell. Bei Ausschlag des Lenkknüppels 30 um einen kleinen Winkel wird außer den Hebeln 37 und 36 auch die Birne der Pumpe 55 um einen kleinen Betrag aus der Mittelstellung herausgeschwenkt und damit eine

kleine Fördermenge an der Pumpe eingestellt, die der Motor 56 zu verarbeiten hat; dieser läßt das Ritzel 61 und damit die Nullwelle 14 langsam rotieren. Dank der starren Abhängigkeit der Abtriebsdrehzahl des Motors 56 vom Schwenkwinkel der Pumpe 55 bzw. vom Schwenkwinkel α des Lenkknüppels 30 auf Grund der volumetrischen Wirkungsweise des Getriebes 55/56 ist die eingestellte Drehzahl des Ritzels 61 auch bei stark schwankenden Drehmomenten an den einzelnen Treibrädern 8 bzw. 9 zeitlich konstant. Da weitgeschwungene Kurven bzw. Geraden im allgemeinen mit größerer Geschwindigkeit, d. h. mit größerer Motordrehzahl durchfahren werden, ist die Eingangswelle des hydrostatischen Getriebes 55/56 bei Bedarf mit hoher Drehzahl angetrieben, so daß es im Drehzahlbereich guter volumetrischer Wirkungsgrade arbeiten kann. Zudem ist gerade bei kleinen Fördermengen der Pumpe 55 des Getriebes dessen Drehmomentenwandlung besonders hoch und eine etwaige Befürchtung, daß das Getriebe auf Grund geringer Leckagen im Motor 56 »weich« werden könne, unbegründet.

Erfindungsgemäß ist somit in dem dargestellten Lenkgetriebe ein hydrodynamischer, durch Drehzahlregelung in der Charakteristik einem hydrostatischen Getriebe angeglichener Nullwellenantrieb und ein rein hydrostatischer Antrieb parallel geschaltet Diese beiden parallelliegenden Antriebe laufen be der Lenkung des Gleiskettenfahrzeuges, d. h. bein Antrieb der Nullwelle gleichzeitig mit, sind aber ir j verschiedenen Drehzahlbereichen wirksam. Im unte ren Drehzahlbereich der Nullwelle kommt nur das hy drostatische Getriebe zum Tragen, und der hydrody namische Nullwellenantrieb läuft mehr oder wenigei leer mit um. Da die für die Lenkung von Gleisketten

ίο fahrzeugen nötige Lenkleistung zwar mit zunehmen der Kurvenkrümmung mehr und mehr zunimmt, je doch bei Fahrt durch weitgeschwungene Kurver relativ klein ist, muß das hydrostatische Getriebe unc die zugehörigen Zahnradübersetzungen nur auf einer

ι, kleinen Leistungsbetrag ausgelegt werden, höchsten: etwa 5-10% der Lenkleistung für das Wenden de: Gleiskettenfahrzeuges auf der Stelle. Bei zunehmen der Kurvenkrümmung oder bei zunehmender Null wellendrehzahl kommt mehr und mehr der hydrody namische Nullwellenantrieb zum Tragen, und da: hydrostatische Getriebe wird mehr und mehr entla stet, bis es schließlich fast nur noch leer mit dem hy drodynamischen Antrieb mit umläuft. Es findet eir selbsttätiger Belastungswechsel beim Durchfahrer des Drehzahlspektrums der Nullwelle von dem einer Kraftweg auf den anderen statt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Gleiskettenfahrzeug mit

a) einem Antrieb der beiden Gleisketten von einem Verteilgetriebe aus über je ein Überlagerungsgetriebe, deren freie Getriebeglieder sich über eine durchgehende oder über eine durch ein Umkehrgetriebe unterbrochene sogenannte Nullwelle gegeneinander abstützen, die bei Geradeausfahrt stillsteht, und die durch Umlauf in der einen Richtung die eine Kette beschleunigt und die andere verzögert, und umgekehrt, und

b) mit einem vom Verteilgetriebe ausgehenden Lenkantrieb, durch den über je ein weiteres Überlagerungsgetriebe der Rotorteil von zwei Bremsen angetrieben wird, wobei die beiden freien Getriebeglieder der beiden letztgenannten Überlagerungsgetriebe mit der Nullwelle verbunden sind und die Ankoppelung von Antrieb, Bremsrotor und Nullwelle mit den Hauptgetriebegliedern dieser Überlagerungsgetriebe jeweils so gewählt ist, daß durch Anziehen der einen Bremse die Nullwelle in der einen und durch Anziehen der anderen Bremse die Nullwelle in der anderen Richtung in Umlauf gesetzt wird, wobei

c) die beiden Bremsen jeweils als drehzahlregelbare hydrodynamische Bremsen ausgebildet sind und jeder Bremse ein Regelgerät zugeordnet ist, welches durch Verstellen des Füllungsgrades und/oder des Druckes im Arbeitsraum der Bremse die Drehzahl der Nullwelle auf einen konstanten, vom Ausschlag eines Lenkknüppels abhängigen Wert regelt, nach Zusatzpatent 1655637, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausschlag (α) des Lenkknüppels (30) außer der Steuerung des Füllungsgrades der hydrodynamischen Bremsen (28 und 29) zusätzlich noch ein an sich bekanntes hydrostatisches, verstellbares und reversierbares Getriebe (55/56) gesteuert wird, das leistungsmäßig höchstens auf den Lenkungs-Kraftbedarf bei sehr großen Radien (Nullwellendrehzahlen ü bis η U/min) ausgelegt und zwischen der Lenkwelle (20) und der Nullwelle (14 bzw. 14a/14ft) vorgesehen ist, und daß Mittel (30/43 und Verstellbarkeit der Pumpe 55) vorgesehen sind, die wenigstens bei Nullwellendrehzahlen unterhalb η U/min zusätzlich zu dem die hydrodynamischen Bremsen aufweisenden Nullwellenantrieb das hydrostatische Getriebe in den Kraftfluß einschalten, derart, daß gemäß dem Lenkknüppelausschlag die Abtriebsdrehzahl des hydrostatischen Getriebes auf den gemäß dem gewünschten Kurvenradius entsprechenden Wert eingestellt ist.