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Vorrichtung zur amphibischen Verwendung von serienmäigen Landfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es ermöglicht, serienmälSige tandfahrzeuge,
insbesondere Radfahrzeuge amphibisch zu verwenden.
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Zweck solcher Vorrichtungen ist es, normale Radfahrzeuge z.B. Personenwagen
auch über Strecken ohne befestigte Fahrbahn, sowie auf dem Wasser schwimmend betreiben
zu können, wobei Antrieb und Lenkung von den Antriebs- und lenkorganen des Landfahrzeugs
aus erfolgen.
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Bekannte Vorrichtungen auf diesem Gebiet, z.B.
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"Einrichtung zum Fortbewegen eines Kraftfahrzeugs auf dem Wasser mittels
Schwimmkörper" (Deutsche Patentschrift Nr. 834 204) oder "Durch Motorrad oder Motorroller
angetriebenes Boot" (Deutsche Patentschrift Nr. 860 153) beziehen sich lediglich
auf den Antrieb und die Lenkung auf dem Wasser.
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In anderen Fällen wird ein Spezial-Amphibienfahrzeug vorausgesetzt,
wenn auch Einfahrt in das Wasser bzw. Ausfahrt aus lem Wasser möglich sein soll,
z.B. "Beschaufelter Raupenantrieb für Wasser - Land fahrzeuge" (Deutsche Patentschrift
Nr. 647 798). Auch
die wahlweise Montagemöglichkeit von Raupenfahrwerken
an Fahrzeuge ist bekannt, z.B. "Raupenfahrwerk für Bahrzeuge, insbesondere zum Austausch
gegen die Fahrzeugräder" (Deutsche Patentschrift Nr. 1 045 250). Hierbei ist jedoch
weder die zusätzliche Montierbarkeit von Schwimmkörpern vorgesehen, noch könnte
ein Einfahren in das Wasser, bzw. Ausfahren aus dem Wasser vorteilhaft ausgeführt
werden, weil die Raupen nicht relativ zum Fahrzeug höhenverstellbar sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit typischen Landfahrzeugen
kombinierte Land - Wasserreisen unternehmen zu können, ohne hierbei auf Fährschiffe
und aufwendige ortsfeste Ein- und Ausschiffungsanlagen angewiesen zu sein. Hierzu
sollen die genannten typischen Landfahrzeuge mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die vom Landfahrzeug selbst mitgeführt werden kann, sowohl schwimmen können, als
auch die auf dem Weg von befestigten Fahrbahnen zum Wasser und vom Wasser zurück
zu befestigten Fahrbahnen liegenden Strecken, z.B. Sand- oder Sumpfgelände, befahren
können, wobei Antrieb und Lenkung durch die angetriebenen bzw. gelenkten Räder des
tandfahrzeugs erfolgen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Landfahrzeug
auf eine rahmenartige Aufnahme mit eigener Kraft aufgefahren und so festgemacht
werden kann, daß seine angetriebenen und seine gelenkten Räder in Eingriff sind
mit den Abnahmeeinrichtungen für Antrieb und Lenkung des amphibischen Fahrwerks.
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Mit der rahmenartigen Aufnahme für das Landfahrzeug sind Schwingen
verbunden, an deren Ende je eine Kurzraupe so gelagert ist, daß sie angetrieben
und im Sinne von Lenkvorgängen geschwenkt werden kann.
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Die Schwingen sind an der rahmenartigen Aufnahme so angeordnet, daß
sowohl eine gemeinsame Höhenverstellung aller Schwingen, als auch eine individuelle
Höhenverstellung jeder einzelnen Schwinge relativ zur rahmenartigen Aufnahme für
das Landfahrzeug möglich ist.
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Die Antriebsübertragung von einer angetriebenen Achse des Landfahrzeugs
erfolgt auf alle Kurzraupen, so daß ein Fahrwerk mit "Allradantrieb' entsteht.
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über die Antriebsübertragungseinrichtung wirkt gleichermaßen auch
die Bremsanlage der angetriebenen Räder des Landfahrzeugs auf sämtliche Kurzraupen.
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Die Auslegung der Lenkkinematik, wobei die Verlängerungen der Raupendrehachsen
sich jeweils auf der Winkelhalbierenden ihrer eigenen Winkel schneiden, ergibt gleiche
Umfangsgeschwindigkeiten der vorderen und hinteren Kurzraupe jeweils einer Seite
und erübrigt so ein Ausgiichsgetriebe zwischen den vorderen und hinteren Kurzraupen,
während die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz der beiden Seiten vom Differential
des Landfahrzeugs ausgeglichen wird.
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Mit der rahmenartigen Aufnahme kann eine Schwimmvorrichtung verbunden
werden, die z.B. aus zwei Schwimmkörpern in starrer, oder zerlegbarer Pontonform
oder auch aus aufblasbaren Auftriebskörpern in an sich bekannter Bauart bestehen
kann und mittels entsprechender, ebenfalls zerlegbarer Trägerelemente an der rahmenartigen
Aufnahme für das Landfahrzeug fest montiert werden kann, so daß hierdurch z.B. eine
umlaufende, begehbare Plattform entsteht. Durch die Höhenverstellbarkeit der an
der rahmenartigen Aufnahme für das Landfahrzeug gelagerten Schwingen ist sowohl
das Einfahren in das Wasser bis zum Schwimmzustand des Gesamtfahrzeugs und das Ausfahren
aus dem Wasser möglich, als auch im Schwimmzustand das Anheben der Kurzraupen aus
dem Wasser bis zu einer Höhe, bei der nur noch die Raupenunterseite eintaucht, wodurch
bei entsprechender Profilierung des Raupenlaufbandes der Vor- bzw. Rücktrieb und
die Lenkung im Wasser erzeugt werden.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere
in der Möglichkeit der Fortbewegung auf Land verschiedener Oberflächenbeschaffenheit,
sowie auf Wasser mit einem serienmäßigen Landfahrzeug, wobei die erforderlichen
Vorrichtungen vom Landfahrzeug selbst (z.B. auf einem geeigneten Anhängefahrgestell,
welches auf der amphibischen Kombination verladen werden kann) mitgeführt werden
können.
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Es können also alle Mitreisenden gleichzeitig mit ihrem typischen
Landfahrzeug, unabhängig von Fährschiffrouten
und -Fahrplänen,
sowie unabhängig von besonderen Verlade einrichtungen, eine Wasserreise antreten
ohne an den Ausgangspunkt derselben zurückkehren zu müßen, um das dort abgestellte
Landfahrzeug wieder zu benützen bzw. das Landfahrzeug von einer Person - die also
von der Wasserreise ausgeschlossen ist - über Land an den Zielort der Wasserreise
überführen zu lassen.
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(Wie dies z.B. bei Benützung eines Bootes der Fall wäre, welches ebenfalls
in bekannter Weise von dem Landfahrzeug hätte mitgeführt werden können.) Die beschriebenen
Vorteile können von Bedeutung sein bei Urlaubsreisen, bei Expeditionen und auf dem
militärischen Sektor.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es stellen dar: Fig. 1 Die Seitenansicht
einer Ausführung.
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Fig. 2 Die Vorderansicht zu Fig. 1.
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Fig. 3 Die Draufsicht zu Big. 1.
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Fig. 4 Ein Schema der Kraftübertragung für Antrieb und Bremsung der
Kurzraupen bei hinterradangetriebenem Landfahrzeug.
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Fig. 5 Ein Schema der Kraftübertragung für Antrieb und Bremsung sowie
für die Lenkung der Kurzraupen bei vorderradangetriebenem Landfahrzeug.
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Fig. 6 Ein Schema der Abrollverhältnisse der Kurzraupen bei Geradeaus-
und Kurvenfahrt.
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Fig. 7 Eine schematische Darstellung des flbertragungsgestänges für
die Lenkung der Kurzraupen.
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Die rahmenartige Aufnahme für das Landfahrzeug besteht aus zwei kastenförmigen
Längsträgern 1 auf bzw. in welchen die Kraftabnahmeeinrichtung 2 sowie die Einrichtung
zur Abnahme der Lenkbewegung 3 (in ihrem Abstand einstellbar gemäl3 dem Radstand
des verwendeten Landfahrzeugs) montiert sind, sowie aus zwei Traversen 4 , deren
Länge so bestimmt ist, daß
die Räder des Landfahrzeugs mittig auf
den Kraftabnahmeeinrichtungen 2 und den Einrichtungen zur Abnahme der Lenkbewegung
3 zu stehen kommen.
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An den Außenseiten der Längsträger 1 sind Schwingen 5 um horizontale
Achsen 6 schwenkbar gelagert.
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Die Schwingen 5 bestehen je aus parallelgeführ ten Ober- und Unterteilen,
so daß die an den freien Enden der Schwingen angeordneten Kurzraupen 7 unabhängig
von der relativen Höhenstellung der Schwingen 5 zu den Längsträgern 1 mit ihren
Laufflächen parallel zu den Längsträgern 4 bleiben. (Positionen 7a und 7b) Die Verstellbarkeit
der Schwingen 5 zu den 1ängsträgern 1 kann in an sich bekannter Weise mechanisch,
hydraulisch, pneumatisch, oder kombiniert erreicht werden.
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Es kann ferner in an sich bekannter Weise der Verstelleinrichtung
eine Federeinrichtung überlagert sein, die ihrerseits durch Anwendung bekannter
Vorrichtungen gedämpft sein kann.
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Durch die Höhenverstellbarkeit der Kurzraupen 7 wird u.a. eine Einfahrt
in das Wasser mit Abstützung des Gesamtfahrzeugs auf dem Boden möglich, bis der
Schwimmzustand vollständig erreicht ist. (Position 7a) Dann können die Kurzraupen
7 so weit angehoben werden, daß lediglich ihre Unterseite in das
Wasser
eintaucht. (Position 7b) In dieser Stellung erfolgt der Vortrieb im Wasser im Sinne
von beschaufelten Rädern analog der mit dem Schaltgetriebe des Landfahrzeugs gewählten
Drehrichtung und übersetzungsabstufung.
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Eine mögliche Ausführung der Antriebsübertragung zeigt Fig. 4. Dabei
stehen die getriebenen Räder des Landfahrzeugs 8 mit der Kraftabnahmeeinrichtung
2 in Reibschluß. Die Kraftabnahmeeinrichtung 2 kann in bekannter Weise aus Trommeln
bestehen.
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Zur Vergrößerung der Kontakt fläche kann über die Trommeln ein flexibles
Band mit geeigneter Oberfläche 2a gelegt sein, auf welchem das treibende Rad 8 steht.
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Die Anpresskraft der treibenden Räder 8 an die Kraftabnahmeeinrichtung
2 kann durch entsprechende Ausbildung der Befestigungsvorrichtung für das Landfahrzeug
auf der rahmenartigen Aufnahme einstellbar sein, um - unabhängig vom Beladungszustand
des Landfahrzeugs - optimalen Reibschluß zu erreichen.
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In der dargestellten Ausführung erfolgt in einem Zahnradvorgelege
9 eine Drehrichtungsumkehrung, kombiniert mit einer Drehzahluntersetzung. Die weitere
Kraftübertragung bis zu den Kurzraupen 7 erfolgt durch Kettentriebe, in deren Verlauf
eine weitere Drehzahluntersetzung bis zur gewünschten Endgröße erreicht wird.
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit sind z.B.
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Wellen mit Kegelradtrieben.
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Die Wellen 10 und 11 sind auf der vertikalen Verbindungslinie der
Achsen 6 für die Ober- und Unterteile der Schwingen 5 angeordnet, so daß bei Höhenverstellung
der Schwingen 5 kinematisch einwandfreie Verhältnisse innerhalb der Antriebsübertragung
bestehen. Die Wellengelenke 12 sind in an sich bekannter Weise in den Schwenkachsen
13 der Kurzraupen 7 zur Erzielung der tenkbewegungen angeordnet.
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Die Laufbänder der Kurzraupen 7 können aus an sich bekannten flexiblen
Material mit entsprechend ausgebildeter Oberfläche hergestellt sein.
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Fig. 4 stellt ein Landfahrzeug mit Hinterradantrieb und Vorderradlenkung
dar.
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Prinzipiell ist Jedoch die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenso mit
Landfahrzeugen verwendbar, bei welchen die gelenkten Räder 14 angetrieben sind.
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Ein Beispiel einer solchen Ausführung zeigt Fig.5.
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Hierbei ist die Kraftabnahmeeinrichtung 2 um eine vertikale Achse
15 schwenkbar, die im theoretischen Durchtrittspunkt der verlängerten Achsschenkelbolzenachse
durch die Fahrbahnebene angeordnet ist. (Also um den Betrag des Lenkrollhalbmessers
vom Reifeiiaufstandszentrum zur Fahrzeugmitte hin versetzt.)
In
der vertikalen Schwenkachse 15 ist das Wellengelenk 16 angeordnet, welches die Antriebsleistung
des Fahrzeugrades auf das stationär an den Längsträgern 1 der rahmenartigen Aufnahme
angeordnete, weitere tibertragungssystem für das Kurzraupenfahrwerk überträgt.
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Ein Schema der ubertragung der Lenkbewegung von den gelenkten Rädern
14 des Landfahrzeugs zu den Eurzraupen 7 zeigt Fig. 7. Die Wellen 17 und 18 sind
in der vertikalen Flucht der Achsen 6 und der Wellen 10 und 11 angeordnet, so daß
bei Geradeausfahrt einwandfreie und bei Kurvenfahrt annehmbare kinematische Verhältnisse
innerhalb der übertragung der Lenkbewegung bestehen.
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Fig. 6 zeigt die Abrollverhältnisse der Kurzraupen 7 bei Geradeaus-
und Kurvenfahrt.
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Es ist ersichtlich, daß bei Kurvenfahrt jeweils die vordere und hintere
Kurzraupe 7 einer Seite auf demselben Kreis abrollen und daher gleiche Umfangsgeschwindigkeit
haben.
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Im dargestellten Fall des Linkseinschlags entstehen die Rollkreise
19 mit Radius 20 und 21 mit Radius 22.
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Es ist also eine starre Kraftübertragung ohne Ausgleichsgetriebe
zwischen den vorderen und hinteren Kurzraupen 7 möglich. Der Ausgleich zwischen
den verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten der kurveninneren
zur
kurvenäußeren Seite wird durch das Differential des Landfahrzeugs besorgt.
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Dem beschriebenen Aufnahme- Antriebs- und Lenksystem kann eine Auftriebseinrichtung
angebaut werden, welche die Gesamtkombination schwimmfähig macht.
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Im Wesentlichen besteht eine solche Auftriebsvorrichtung aus Schwimmkörpern
23, die auf den Seiten angeordnet und durch brückenartige Verbindungsstücke 24 vor
und hinter dem Landfahrzeug verbunden sein können.
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Diese Auftriebseinrichtung kann zerlegbar und mittels an sich bekannter
Schnellverschlüße montierbar sein.
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Für den Betrieb wird die Auftriebseinrichtung starr mit der rahmenartigen
Aufnahme für das Landfahrzeug verbunden.