DE2004002A1

DE2004002A1 - Treibrad eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE2004002A1
Application number: DE19702004002
Authority: DE
Inventors: Mackerle Dipl-Ing Julius
Original assignee: Ustav Pro Vyzkum Motorovych Vozidel
Current assignee: Ustav Pro Vyzkum Motorovych Vozidel
Priority date: 1969-02-06
Filing date: 1970-01-29
Publication date: 1970-09-03
Also published as: FR2030340A1; NL7001470A; US3642082A; GB1273503A; JPS4925694B1

Description

233-15.3*9Ρ(15.35OH) 29.1.1970

Ustav pro vyzkum motorovych vozidel* PRAG (Tschechoslowakei)

Treibrad eines Fahrzeuges

Die Erfindung betrifft das Treibrad eines Fahrzeuges , das am Umfang mit mindestens einer Reihe von räumlich miteinander nicht kommunizierenden Gaskammern mit elastischen Wänden versehen ist, von denen jede besonders durch einen Verbindungskanal für die wechselweise Zu- und Abfuhr von Druckgas mit einem Verteilermechanismus verbunden ist₉ welcher in der Mitte des Rades angeordnet und mit einem Verteilerring versehen ist, der an einem sich nicht drehenden Zapfen des Rades mit Hohlräumen für die Zu—und Abfuhr des Druckgases zum Zwecke der zeitlichen Steuerung der Gaszufuhr derart drehbar angeordnet ist, daß die Resultierende der Drücke in der Berührungsfläche des Treibrades mit der Erde bei der Fahrt außerhalb einer senkrechten, durch die Achse des Treibrade β führenden Ebene liegt.

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Bisher bekannte Treibräder von Fahrzeugen dieser Art sind an ihren Achsen bzw. deren Endzapfen fliegend gelagert, so daß die Achsen und Zapfen ungünstig belastet werden und deshalb stärker dimensioniert werden müssen« Außerdem müssen in diese nicht durchgehenden Zapfen ein Loch für die Zufuhr von Druckgas und gleichlaufend mit diesem auch ein weiteres Loch für die Rückführung des Gases zur Quelle und außerdem noch ein weiteres, drittes, gleichlaufendes Loch für den Mechanismus zur Drehung des Verteilerringes gebohrt werden. All dies schwächt aber den Durchmesser eines solchen Zapfens wesentlich ab und muß durch eine weitere Vergrößerung des Durchmessers des Radzapfens kompensiert werden» Der resultierende, sehr starke Radzapfen hat dann große Durchmesser der Wälzlager, des Verteilermechanismus und des ganzen mittleren Teils des Rades zur Folge₉ so daß dann die ganze Konstruktion des Rades größer, schwerer und teurer ausfällt. Die Verkleinerung des Durchmessers des nicht durchgehenden Zapfens durch Bohrung kleinerer Löcher für die Zu- und Abfuhr von Druckgas hat einen größeren Durchflußwiderstand zur Folge und verursacht dadurch auch Verluste des Betriebsdruckes und der Leistung. Die erwähnten Konstruktionsschwierigkeiten werden noch vergrößert, falls das Treibrad gleichzeitig auch als ein die Fahrtrichtung des Fahrzeuges steuerndes Rad dienen soll, das mit dem notwendigen Gelenk für die Ausschwenkung des Rades versehen ist.

Zweck der Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile eines Treibrades der eingangs genannten Art zu verringern oder gänzlich zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

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daß der Hohizapfen des Rades als durchgehender Träger mit zwei Stützen ausgebildet ist, wobei an ihm drehbar ein Verteilermechanismus mit einer in radialer Richtung in einen Verbindungskanal des Rades mündenden Öffnung angeordnet ist und an einem Ende des durchgehenden Hohlzapfens ein abstützender, seitlicher, hohler Zuführungsarm und' am anderen Ende dieses Hohlzapfens ein abstützender, seitlicher, hohler Abfuhrarm derart befestigt sind, daß in den freien Enden der beiden Arme die Endzapfen eines hohlen Quergliedes einer Gehängegäbel drehbar gelagert sind, und wobei dieses Querglied durch eine Zwischenwand in einen hohlen, fest mit einem hohlen Zufuhrarm verbundenen Zufuhrteil und in einen hohlen, fest mit einem hohlen Abfuhrarm der Gehängegäbel verbundenen Abfuhrteil aufgeteilt ist.

Diese Konstruktion ist mit dem Vorteil verbunden, daß der durchgehende Hohlzapfen des Treibrades günstiger belastet wird und deshalb schwächer dimensioniert werden kann, wobei auch die Wälzlager, der Verteilermechanismus und der ganze mittlere Teil des Rades mit kleineren Dimensioneι, einem kleinerem Gewicht und dadurch auch mit niedrigeren Betriebskosten ausgeführt werden können.

Eine weitere Verkleinerung des Durchmessers des Zapfens, der Wälzlager, des Verteilermechanismus und der Radmitte wird durch die Anwendung eines durchgehenden Hohlzapfens mit zwei Stützen erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß der Zapfen als ein an beiden Enden abgeschlossenes Rohr ausgeführt werden kann, das in der Mitte durch eine Zwischenwand in je einen hohlen Zufuhr- und Abfuhrteil aufgeteilt ist, so daß der Querschnitt des

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durchgehenden Hohlzapfens höchstens durch eine Öffnung und nicht durch zwei oder drei gleichlaufende öffnungen für die Zu- und Abfuhr von Druckgas und für den Mechanismus zum Drehen des Verteilerringes abgeschwächt wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß hier die besondere Öffnung zum Drehen des Verteilermechanismug entfallen kann, welche die Festigkeit des Radzapfens abschwächt, da es hier möglich ist, erfindungsgemäß zum Drehen des Verteilerringes in der Achse des durchgehenden Hohlzapfens des Rades eine Betätigungsstange anzuordnen, die durch den Hohlraum des Zu- oder Abfuhrteils dieses durchgehenden HohlZapfens des Rades führt und am inneren Ende mit einem diametral befestigten Mitnehmerstift versehen ist, dessen Enden durch längliche Öffnungen in der ¥and des durchgehenden hohlen Radzapfens führen und in den Verteilerring hineinreichen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin» daß dieses Treibrad auf einfache Weise derart angeordnet werden kann, daß es gleichzeitig auch als Rad zur Steuerung der Fahrtrichtung des Fahrzeuges verwendet werden kann» Es genügt, erfindungsgemäß die freien Enden der. Gehängegabel am hohlen Kopf eines hohlen Steuerzapfens zu befestigen, der drehbar in einem unbeweglichen Steuerlager angeordnet ist, wobei der zusammenhängende Hohlraum des Kopfes und des Zapfens durch eine gemeinsame Zwischenwand in einen Zufuhrraum, der mit dem Hohlraum des Zufuhrarmes der Gehängegabel, und in einen Abfuhrraum, der mit dem Hohlraum des Abfuhrarmes der Gehängegabel verbunden ist, aufgeteilt wird. Außerdem ist dieses System deshalb vorteilhaft, weil es eine unbegrenzte Schwenkung des Rades und dadurch

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einen minimalen Drehradius ermöglicht, was insbesondere bei großen und Gelände-Fahrzeugen wichtig ist.

Die Erfindung soll nun anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen: -.-■·.

Fig. 1 einen Horizontalqüerschnitt des Rades, des

Zapfens,-der Stützarme und des Gehänge-Quer-■giiedes ι und

Fig. 2 eine Seitenansicht der gesamten Anordnung

des Treibrädes mit dem Gehänge und dem Steuerzapfen mit dessen Lager im Teilschnitt.

Der Körper 1 des Rades ist an seinem Umfang in bekannter Weise mit zwei Reihen räumlich miteinander nicht kommunizierenderj durch Schrauben 3 befestigter Gaskammern 2 versehen, wobei die einzelnen Reihen gegeneinander um die Hälfte des Abstandes verschoben sind, so daß sich der Kontakt der Gaskammern 2 der einen und der zweiten Reihe mit der Erde abwechselt, bzw. phasenmäßig einschiebt. Mittels zweier Seitendeckel h und zweier Wälzlager 5 ist der Körper 1 des Rades drehbar an einem durchgehenden Hohl zapfen 6 des Rades befestigt, der als Träger mit zwei Stützen ausgebildet und in·der Form eines durchlaufenden Rohres ausgeführt ist, das an beiden Enden abgeschlossen und in der Mitte durch ein einfaches, schräges Zwischenglied 7 in einen hohlen Zufuhrteil, vgl. Fig. 1, rechts und in einen hohlen Äb^uhrteil, vgl. Fig. 1, links, aufgeteilt ist« Im Raum zwischen den beiden Seiten-

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deckein 4 ist am durchgehenden Hohlzapfen 6 des Rades drehbar ein Verteilerring 8 mit einem Behälter 9 gelagert, in dem der Verteilerschieber 10 axial gleitend gelagert ist. Dieser Schieber 10 wird durch die Druckfeder 11 gegen die Verteilerhülse 12 gedrückt, die fest in der Nabe des Radkörpers 1 derart eingesetzt ist, daß dessen Umfangsöffnungen, ebenso wie die Öffnung des Verteilerschiebers 10 in radialer Richtung gegen die Verbindungskanäle 13 gerichtet sind, durch welche das Druckgas wechselweise je nach der Drehlage des Rades in die Gaskammern 2 eingeführt und aus ihnen abgeführt wird. P Zwecks Steuerdrehung des Verteilerringes 8 ist hier in der Achse des durchgehenden Hohlzapfens 6 des Rades eine Betätigungsstange 14 angeordnet, die durch den Abfuhrteil des durchgehenden Hohlzapfens 6 des Rades führt und am inneren Ende mit einem diametral befestigten Mitnehmerstift 15 versehen ist, dessen Enden durch längliche Öffnungen in der Wand des durchgehenden Hohlzapfens 6 des Rades führen und sich in den Verteilerring 8 erstrekken. Die Betätigungsstange 14 geht in der Außenrichtung durch eine Öffnung am Ende des durchgehenden Hohlzapfens 6 des Rades und ist außen mit einem Steuerhebel 16 oder einem anderen geeigneten Betätigungselement versehene

Am Ende des Zufuhrteils des durchgehenden Hohlzapfens 6 des Rades ist ein abstützender, seitlicher, hohler Zufuhrarm 17 und am Ende des Abfuhrteils des durchgehenden Hohlzapfens 6 des Rades ist ein abstützender, seitlicher, hohler Abfuhrarm 18 derart befestigt, daß in den freien Enden dieser beiden Arme 17, 18 die Endzapfen des hohlen Quergliedes 19 der Gehängegabel drehbar befestigt sind. Dieses Querglied 19 wird durch die Zwischenwans 20

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in einen hohlen, mit dem hohlen Zufuhrarm 21 der Gehängegabel fest verbundenen Zufuhrteil und in einen hohlen _s mit dem hohlen Abfuhrarm 22 der Gehängegabel fest verbundenen Abfuhrteil aufgeteilt. Falls es sich um ein gewöhnliches Treibrad handelt, sind die Arme 21, 22 am Fahrzeugrahmen befestigt und deren Hohlräume an eine nicht dargestellte Drückluftquelle am Fahrzeug angeschlossen, wodurch der Umlaufkreis des Gases abgeschlossen ist₀ Falls es sich um ein/Treibrad handelt, das gleichzeitig als Schwenkrad auch die Fahrtrichtung des Fahrzeuges steuert, sind die freien Enden der Arme 21 , 22 der Gehängegabel am hohlen Kopf 23 des hohlen Steuerzapfens 2k befestig-t, der drehbar im Steuerlager 25 angeordnet ist. Das Steuerlager 25 i«t am Fahrζeugrahmen befestigt» Der zusammenhängende Hohlraum des Kopfes 23 und des Steuerzapfens Zh ist durch die gemeinsame Zwischenwand 26 in einen Zufuhrraum 27, der mit dem Hohlraum des Zufuhrarmes 21 der Gehängegabel, und in einen Abfuhrraum 28, der mit dem Hohlraum des Abfuhrarms 22 der Gehängegabel verbunden ist, aufgeteilt. Die Säume 27, 28 sind gleichzeitig an die nicht dargestellte Druckgasquelle am Fahrzeug angeschlossen, wodurch der Umlaufkreis des Gases wieder abgeschlossen ist. Die untere und die obere Kammer des Steuerlagers 25 sind durch eine Zwischenwand mit einer Dichtung 29 gasdicht abgeschlossen. Die Abfederung des gewöhnlichen und des Steuer-Treibrades besorgt mindestens eine schraubenförmige, metallische, pneumatische oder hydro pneumatische Feder, die mit einem entsprechenden Schwingungsdämpfer 30 koißbrinier-t ist. Dieser Schwingungsdämpfer 3Qß ist zwischen den abstützenden, seitlichen Höhlärmen 17, 18 und den 'HoIiIarmen 21, 22 der Gehängegatjel angeordnet.

Die Funktion der beschriebenen Ali Ordnung1stfolgende ί

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Das Druckgas wird von der Quelle unmittelbar oder über einen Steuerzapfen 2k in einen hohlen Zufuhrarm 21 der Gehängegabel und weiter in den hohlen Zufuhrteil des Quergliedes 19 der Gehängegabel geführt« Von dort wird das Druckgas durch den abstützenden, seitlichen, hohlen Zufuhrarm 17 in den Zufuhrteil des durchgehenden hohlen Zapfens 6 des Rades und weiter durch die radial angeordnete Öffnung des Verteilerschiebers 10 und durch den Verbindungskanal 13 in jede Gaskammer 2 geleitet, die sich eben untenan Boden in der entsprechenden Drehlage hinter der senkrechten, durch die Achse des Treibrades m führenden Ebene befindet. Diese Gaskammer 2 wird durch

das herbeigeführte Druckgas aufgeblasen, erhebt sich und drückt das Treibrad vorwärts. Sobald sich jedoch dabei das Treibrad dreht, beginnt sich die nächstfolgende Gaskammer 2 zu füllen, und der ganze Vorgang wiederholt sich. Das Druckgas in jeder der aufeinanderfolgenden Gaskammern 2 expandiert zum Teil und verläßt nach der auf diese Weise ausgeführten Arbeit und Erreichung einer gewissen Drehlage dann fortschreitend diese Gaskammern 2 durch den Verbindungskanal 13 und den Verteilerschieber 10 in den Raum ringsum den Verteilerring 8 und von dort in den Abfuhrteil des durchgehenden Hohlzapfens 6 des Rades. Durch L den angeschlossenen abstützenden, seitliche, hohlen Ab-™ fuhrarm 18 kehrt dann dieses auf einen niedrigeren Druck expandierte Gas über den hohlen Teil des Quergliedes 19 und den Abfuhrarm 22 der Gehängegabel unmittelbar oder über den Steuerzapfen 2k zur Druckgasquelle zurück.

Durch den Steuermechanisimis 14, 15 und 16 kann der Verteilerring 8 mit seinem Verteilerschieber 10 sun durchgehenden Hohlzapfen 6 des Rades entweder in die mittlere Lage, in der das Fahrzeug weder nach vorne nooh nach hinten

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gedrückt wird, oder in die Lage hinter der senkrechten, durch die Achse des Treibrades führenden Ebene, in der das Fahrzeug nach vorne gedruckt wird, oder in die Lage vor der erwähnt en Ebene gedreht werden, in der das Fahrzeug nach hinten gedrückt wird.

Durch größere Verdrehung des Verteilerschiebers 10 aus der mittleren Lage wird das Druckgas in die Gaskammern später eingeführt, wenn deren Entfernung von der mittleren Lage bereits groß ist. Da nun hauptsächlich diese Kammern das Fahrzeug tragen, verursachen sie auch ein großes Antriebsmoraent. Durch Verringerung der Verdrehung des Verteilerschiebers 10 in Richtung zur mittleren Lage verringert sich auch das Antriebsmoment„ Die Größe des Antriebsmomentes kann auch durch den Unterschied zwischen dem Druck des zugeführten und des abgeführten Gases reguliert werden. Dieser Druckunterschied kann ebenfalls zur selbsttätigen Drehung des Verteilerschiebers verwendet werden. . . ■

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Claims

Patentansprüche

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1, Treibrad eines Fahrzeuges, das am Umfang mit mindestenseiner Reihe von räumlich miteinander nicht kommunizierenden Gaskammern mit elastischen Wänden versehen ist, von denen jede besonders durch einen Verbindungskanal für die wechselweise Zu- und Abfuhr von Druckgas mit einem Verteilermechanismus verbunden ist, welcher in der Mitte des Rades angeordnet und mit einem Verteilerring

k versehen ist, der an einem sich nicht drehenden Zapfen des Rades mit Hohlräumen für die Zu- und Abfuhr des Druckgases zum Zwecke der zeitlichen Steuerung der Gaszufuhr derart drehbar angeordnet ist, daß die Resultierende der Drücke in der Berührungsfläche des Treibrades mit der Erde bei der Fahrt außerhalb einer senkrechten, durch die Achse des Treibrades führenden Ebene liegt, dadurch gekennzeichnet , daß der Hohlzapfen (6) des Rades als durchgehender Träger mit zwei Stützen ausgebildet ist, wobei an ihm drehbar ein Verteilermechanismus (8, 9» 1Of 11) mit einer in radialer Richtung in einen Verbindungskanal (13) des Rades mündenden Öffnung angeordnet ist und an einem Ende des durchgehenden Hohl-

™ , zapfens (6) ein abstützender, seitlicher, hohler Zuführungsarm (17) und am anderen Ende dieses Hohlzapfens (6) ein abstützender, seitlicher, hohler Abfuhrarm (18) derart befestigt sind, daß in den freien Enden der beiden Arme (17> 18) die Endzapfen eines hohlen Quergliedes (19) einer Gehängegabel drehbar gelagert sind, und wobei dieses Querglied (19) durcheine Zwischenwand (20) in einen hohlen, fest mit einem hohlen Zufuhrarm (21) verbundenen Zufuhrteil und in einen hohlen, fest mit einem hohlen Abfuhrarm (22) der Gehängegabel verbundenen Abfuhrteil aufgeteilt ist.

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2. Treibrad nach. Anspruch, !,.'dadurch gekennzeichnet, daß der durchgehende Hohlzapfen (6) des Rades in der Form eines an beiden Enden abgeschlossenen Rohres ausgeführt ist, das in der Mitte durch eine Zwischenwand (7) in je einen hohlen Zu- und Abfuhrteil aufgeteilt ist.
3» Treibrad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehung des Verteilerringes (8) in der Achse des durchgehenden Hohlzapfens (6) des Rades eine Betatigungsstange (Ik) angeordnet ist, die durch den Hohlraum des Zu- bzw. Abfuhrteils dieses durchgehenden Hohlzapfens (6) des Rades führt und am inneren Ende mit einem diametral befestigten Mitnehmerstift (15) versehen ist, dessen Enden durch längliche Öffnungen in der Wand des durchgehenden Hohlzapfens (6) des Rades führen und sich in den Verteilerring {&) erstrecken.
4. Treibrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Hohlarme (21, 22) der Gehängegabel am hohlen Kopf (23) eines Steuer zapf ens (Zk) befestigt sind,, der drehbar in einem unbeweglichen Steuerlager (25) gelagert ist, wobei der zusammenhängende Hohlraum des Kopfes (23') und des Zapfens (24) durch eine gemeinsame Zw ischenwand (26) in einen Zufuhrraum (27), der mit dem Hohlraum des Zufuhrarmes (21) der Gehängegabel, und in einen Abfuhrraum (2S)₁, der mit dem Hohlraum des Abfuhrarms (22) der Gehängegabel verbunden ist, aufgeteilt ist, .

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