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Die Erfindung betrifft ein amphibisches Fahrzeug mit einem wannenförmigen Aufbau, einer Antriebseinheit für die Räder bzw. einer beim Schwimm betrieb wirksamen Vortriebseinrichtung, das als Land-, Wasser- und/oder Schienenfahrzeug ausgebildet ist.
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Bei bekannten Amphibienfahrzeugen ist eine vom Motor bis zum Heck geführte durch die Bodenwanne abgedichtet hindurchgeführte Antriebswelle vorgesehen, auf der ein Propeller in Form einer Schiffsschraube sitzt, der bei Wasserfahrt vom Motor angetrieben werden kann und somit den Vortrieb realisiert. Bei Landfahrten wird die Antriebswelle abgeschaltet und der Vortrieb des Amphibienfahrzeugs erfolgt über die Räder. Da sich der Motor im Inneren des Fahrzeugs befindet, müssen die Antriebsachsen für die Räder auch gegenüber der Bodenwanne abgedichtet werden, was sich als sehr aufwendig erweist.
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Amphibienfahrzeuge werden z.B. als Fähren zur Überquerung von Gewässern oder als Tragkörper für Lasten verwendet. Vorteilhaft ist dabei, dass Amphibienfahrzeug ohne Zeitverlust und ohne besondere Transportmittel in Landfahrt zu den jeweiligen Einsatzorten gebracht werden können.
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Amphibienfahrzeuge müssen beim Schwimmbetrieb oft auch schwere Lasten tragen können. In den meisten Fällen genügen der vom eigentlichen Fahrzeug gebildete Tragkörper und der von diesem umschlossene Auftriebsraum nicht, um eine ausreichende Stabilität und die geforderte Tragfähigkeit zu erbringen.
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Zur Erhöhung der Tragfähigkeit und zur Stabilisierung der Schwimmlage bei Schwimmbetrieb diene seitlich des Fahrzeugs zusätzlich angeordnete Hilfsschwimmkörper. Diese Erhöhen das Auftriebsvolumen und damit die Belastbarkeit des Fahrzeugs. Die sehr sperrigen Hilfsschwimmkörper erschweren oft den Fahrbetrieb an Land. Man verwendet deshalb schwenkbar mit dem Fahrzeugkörper verbundene Schwimmkörper und klappt diese bei Schwimmbetrieb seitlich aus.
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Nachteilig ist hierbei, dass die Hilfsschwimmkörper durch ihre Baumaße und den dazugehörigen Anlenkmechanismus das Fahrzeugvolumen erheblich vergrößern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein amphibisches Fahrzeug zu schaffen, dass auf dem Land, zu Wasser und/oder auf Schienen benutzt werden kann, bei einem einfachen Aufbau ein erhöhtes Auftriebs- bzw. Tragverhalten aufweist und ohne abzudichtende Durchführungen für die Antriebsachsen durch den Fahrzeugkörper auskommt. Des Weiteren soll das amphibische Fahrzeug universell zum Personen und/oder Lastentransport einsetzbar sein.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein amphibisches Fahrzeug mit einem wannenförmigen Aufbau, einer Antriebseinheit für die Räder und eine beim Schwimmbetrieb wirksame Vortriebseinrichtung, das als Land-, Wasser- und/oder Schienenfahrzeug ausgebildet ist, wobei der wannenförmige Aufbau aus einzelnen allseitig geschlossenen hohlförmigen Profilen, die untereinander wasserdicht verbunden sind, besteht und auf der Unterseite (Bodenseite) Aufnahmen für die Radachsen zum Anbringen von Rädern angeordnet sind und jedem dieser Räder eine Antriebseinheit zugeordnet ist. Die Antriebseinheit für jedes Rad ist als Hydraulikmotor ausgebildet, wobei dieser innerhalb der Radnabe angeordnet ist. Die oberen hohlförmigen Profile der Längsseiten des wannenförmigen Aufbaus können als Kraftstoff- und/oder Hydrauliköltank ausgebildet sein.
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Die Hydraulikmotoren sind mittels Vor- und Rücklaufleitungen mit einer im Inneren des wannenförmigen Aufbaus angeordneten Ölpumpe, die von einem Motor antreibbar ist, verbunden. Dabei werden die Leitungen nicht durch den wannenförmigen Aufbau geführt, sondern über den oberen Rand des wannenförmigen Aufbaus, vorzugsweise über den oberen der Heckseite des Fahrzeugs.
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Der die Ölpumpe antreibende Motor kann als Verbrennungsmotor oder als Elektromotor ausgebildet sein.
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Von der Ölpumpe ausgehend ist je eine Vor- und Rücklaufleitung zu den innerhalb der linken und rechten Rädern angeordneten Hydraulikmotoren angeordnet, wobei in jeder der Vorlaufleitungen ein den Öldurchfluß steuerndes Ventil vorgesehen ist. Mit Hilfe dieser Ventile kann das Fahrzeug gelenkt werden, indem jeweils auf einer Seite der Öldurchfluss zu den Hydraulikmotoren reduziert bzw. unterbrochen wird. Dadurch, dass die Räder der anderen Seite stärker angetrieben werden, erfolgt die Richtungsänderung des Fahrzeugs.
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In jedem der zu den Hydraulikmotoren führenden Leitungsabzweigen ist je ein den Öldurchfluss steuerndes Ventil vorgesehen. Mit Hilfe dieser Ventile kann die Drehzahl jedes einzelnen Rades unabhängig voneinander gesteuert werden. Dies kann von Bedeutung sein, wenn beispielsweise einzelne Räder nicht den notwendigen Grip haben und durchdrehen. Durch Reduzierung des Öldurchflusses für dieses bzw. diese Räder wird die Drehzahl begrenzt. Zur entsprechenden Schaltung der Ventile ist eine Steuereinheit vorgesehen, die die einzelnen Ventile in Abhängigkeit von den mittels Sensoren an den einzelnen Rädern aufgenommenen Parametern steuert.
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Für den Schwimmbetrieb ist von der Ölpumpe ausgehend eine weitere Leitung angeordnet, die mit zwei im Heckbereich des Fahrzeugs angeordneten Hydraulikmotoren verbunden sind, wobei in den abzweigenden Leitungen den Öldurchfluss steuernde Ventile angeordnet sind. Die im Heckbereich angeordneten Hydraulikmotoren können mit je einem Propeller in Form einer Schiffsschraube oder einer Strahlturbine verbunden sind. Beim Schwimmbetrieb werden jeweils die Vorlaufleitungen zu den linken und rechten Rädern mittels der Ventile geschlossen bzw. der Durchfluss verringert, so dass sich die Räder nicht mehr oder langsamer drehen. Durch Öffnen der Ventile zu den beispielsweise den Propeller antreibenden Hydraulikmotoren werden diese nunmehr angetrieben, wodurch der Vortrieb des Fahrzeugs im Wasser erfolgt. Die Lenkung des Fahrzeugs im Wasser erfolgt durch Reduzierung der Propellerdrehzahl bzw. durch Abschaltung eines der beiden Hydraulikmotoren mittels der den Öldurchfluss steuernden Ventile.
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Alternativ dazu kann auch die Lenkung des amphibischen Fahrzeugs durch Umsteuerung (Änderung der Drehrichtung) der Hydraulikmotoren auf der einen Fahrzeugseite oder eines der für den Vortrieb auf dem Wasser verwendeten Hydraulikmotoren erfolgen.
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Zur Erhöhung der Tragkraft oder der Stabilisierung des Fahrzeugs beim Schwimmbetrieb können seitlich an den oberen Längs- und/oder Querseiten des wannenförmigen Aufbaus kastenförmige Anbauten zur Aufnahme von Aufblaskörpern aus einem elastischen Material angeordnet werden. Die Aufblaskörper sind mit einer Vorrichtung zum schnelle Aufpumpen oder Entleeren verbunden. Die Vorrichtung besteht vorzugsweise aus einem Kompressor, der mit dem Motor koppelbar und zwischen Blas- und Saugbetrieb umschaltbar ist. Alternativ dazu kann auch eine Druckluftflasche für das Aufblasen benutzt werden.
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Weiterhin besteht die Möglichkeit das Fahrzeug zum Betrieb des Fahrzeugs auf Schienen bzw. Gleiskörpern zu benutzen. Um ein sicheres Führen des Fahrzeug auf den Schienen bzw. Gleisen zu gewährleisten, können in den Laufflächen der Räder umlaufende Aussparungen, die einseitig oder mittig in der Lauffläche vorgesehen sind, angeordnet sein, zumindest die vorderen und die hinteren Räder mit einer Gleiskette aus einem flexiblen Material umgeben sind, wobei in der Lauffläche umlaufende Aussparungen angeordnet sind oder die einzelnen Räder sind als Zwillingsräder ausgebildet, wobei zwischen den Reifen eine im Durchmesser gegenüber dem Reifendurchmesser zurückgesetzte Lauffläche vorgesehen ist.
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Um eine Verwendung des amphibischen Fahrzeugs sowohl auf dem Land, dem Wasser als auch auf den Schienen zu ermöglichen, ist es notwendig, die Achsabmessungen dem Schienenabstand am jeweiligen Einsatzort anzupassen.
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Das erfindungsgemäße amphibische Fahrzeug kann sowohl zur Personen- als auch zur Lastenbeförderung verwendet werden.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 – Teilschnitt durch das erfindungsgemäße amphibische Fahrzeug
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2 – Perspektivische Darstellung des amphibischen Fahrzeugs
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3 – Seitenansicht
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4 – Draufsicht
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5 – Prinzipdarstellung des Antriebsstranges
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6 – Prinzipdarstellung des Antriebsstranges
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Die 1 zeigt einen Teilschnitt durch das erfindungsgemäße amphibische Fahrzeug. Diese besteht im Wesentlichen aus dem wannenförmigen Aufbau 1. Dieser wird durch Aneinanderreihung von hohlförmigen Profilen 2, die untereinander wasserdicht, beispielsweise durch Verschweißen, verbunden sind. An der Unterseite (Bodenseite) sind Aufnahmen 3 für die Radachsen, an denen die Hydraulikmotoren 4 zusammen mit den Rädern 5 angeordnet sind. An der oberen Reihe der hohlförmigen Profile 2 sind an den Längsseiten kastenförmige Anbauten 6, die jeweils einen oder mehrere Aufblaskörper 7 aus einem flexiblen elastischen Material aufnehmen. Diese sind mit einem nicht näher dargestellten Kompressor, der im Blas- und Saugbetrieb betreibbar ist, verbunden. Beim Schwimmbetrieb des Fahrzeugs werden diese aufgeblasen und dienen der Erhöhung der Tragfähigkeit bzw. der Stabilisierung des Fahrzeugs.
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Die 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen amphibischen Fahrzeugs. Diese ist beispielsweise als Pumpenfahrzeug für die Feuerwehr ausgebildet. Die Beschreibung erfolgt in Verbindung mit den 3 und 4. Sofern keine Hydranten zur Löschwasserentnahme vorhanden sind, muß oft auf Gewässer zurückgegriffen werden. Hier steht das Problem, das der zur Pumpe führende Schlauch oft in Ufernähe im Bodenschlamm zu liegen kommt. Das erfindungsgemäße amphibische Fahrzeug kann hier Abhilfe schaffen, indem das Fahrzeug in die Mitte bzw. in tiefere Stellen des Gewässers verfahren werden kann.
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Innerhalb des wannenförmigen Aufbaus ist im hinteren Teil die der Motor 10, der die Ölpumpe 9 antreibt, angeordnet. Die Ölpumpe 9 dient zum Antrieb der Hydraulikmotoren 4 in den Rädern 5 sowie zum Antrieb der mit den Hydraulikmotoren 4 verbundenen Propellern, die Form einer Schiffsschraube ausgebildet sind, für den Vortrieb des Fahrzeugs auf dem Wasser. Des Weiteren ist innerhalb des wannenförmigen Aufbaus 1 eine mit einem Dieselmotor 8 kombinierte Pumpe zur Wasserentnahme und Förderung zur Brandstelle vorgesehen. Zur Kraftstoff- und zur Hydraulikölbevorratung dient der seitlich angeordnete Dieseltank 12 und der Öltank 12.
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In diesem Fall werden die Fahr- bzw. Lenkbewegungen vom Ufer aus über eine Fernsteuerung vorgenommen.
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Die 5 zeigt eine Prinzipdarstellung des Antriebsstranges für die Räder 5 während der Landfahrt. Der Antriebsstrang besteht aus dem Motor 10 mit der Ölpumpe 9. Von der Ölpumpe 9 ausgehend führen die Leitungen 15 zu den in den Radnaben der Räder 5 angeordneten Hydraulikmotoren 4. Jeder der Hydraulikmotoren 4 ist über eine abzweigende Leitung 16 mit der Leitung 15 verbunden. Dargestellt sind in der 5 der Übersichtlichkeit wegen nur die Vorlaufleitungen.
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Jeder der abzweigenden Leitung 16 ist ein Ventil 14 zugeordnet. Die Ventile 14 dienen der Begrenzung der Drehzahl der Räder 5 bis hin zur völligen Abschaltung, wenn diese keinen Grip mehr haben und durchdrehen, während die in den Leitungen 15 angeordneten Ventile 13 zur Durchflussregulierung bzw. zur Abschaltung einer der beiden oder beider Leitungen 15 dienen. Mittels der Ventile 13 wird die Lenkung des erfindungsgemäßen amphibischen Fahrzeugs realisiert. Diese erfolgt im Prinzip analog der Lenkung von Kettenfahrzeugen. Durch Drosseln oder Abschaltung eines der Ventile 13 in den Leitungen 15 wird der Öldurchfluss zu den Hydraulikmotoren 4 verringert bzw. unterbunden. Dadurch wird die Drehzahl der Räder 5 auf der jeweiligen Seite reduziert bzw. auf Null gesetzt. Da die Räder 5 auf der anderen Seite des Fahrzeugs weiterhin angetrieben werden, kann das Fahrzeug eine Kurvenfahrt vollziehen.
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Die 6 zeigt eine Prinzipdarstellung des Antriebsstranges für die Schwimmfahrt des erfindungsgemäßen amphibischen Fahrzeugs. Der Antriebsstrang besteht aus dem Motor 10 mit der Ölpumpe 9. Von der Ölpumpe 9 ausgehend führt die Leitung 17 zu den in den im Heckbereich angeordneten Hydraulikmotoren 4. Jeder der Hydraulikmotoren 4 ist über eine abzweigende Leitung 20 mit der Leitung 17 verbunden. Dargestellt sind in der 6 der Übersichtlichkeit wegen nur die Vorlaufleitungen.
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Jeder der abzweigenden Leitung 20 ist ein Ventil 18 zugeordnet. Die Ventile 18 dienen der Begrenzung der Drehzahl der an den Hydraulikmotoren angeordneten Propeller 19 bis hin zu deren völligen Abschaltung.
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Die Lenkung des amphibischen Fahrzeuges während der Schwimmfahrt durch Drosseln bzw. Abschalten eines der Hydraulikmotoren 4 mittels der in den Leitungen 20 angeordneten Ventile 18.
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Die erfindungsgemäßen amphibischen Fahrzeuge können sowohl für den Transport von Lasten als auch für den Personentransport auf dem Land, dem Wasser oder auf Schienen bzw. Gleisen benutzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- wannenförmiger Aufbau
- 2
- Hohlprofil
- 3
- Achsaufnahme
- 4
- Hydraulikmotor
- 5
- Rad
- 6
- Kastenförmiger Aufbau
- 7
- Aufblaskörper
- 8
- Dieselmotor
- 9
- Ölpumpe
- 10
- Motor
- 11
- Öltank
- 12
- Dieseltank
- 13
- Ventil
- 14
- Ventil
- 15
- Vorlaufleitung
- 16
- Vorlauleitung
- 17
- Vorlaufleitung
- 18
- Ventil
- 19
- Propeller
- 20
- Vorlaufleitung
