DE2226681A1

DE2226681A1 - Fahrzeug mit walzenförmigen, elastischen Rädern

Info

Publication number: DE2226681A1
Application number: DE19722226681
Authority: DE
Inventors: John Gillespie Houston Tex. Holland sen. (V.St.A.)
Original assignee: Rolligon Corp
Current assignee: Rolligon Corp
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1972-05-31
Publication date: 1972-12-14
Also published as: CA955533A; JPS545564B1; US3744585A; GB1323989A

Description

Patentanwälte Dipl,-ing. E Weickmann, 44,£Όόό I

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipe.-Chem. B. Huber

S MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 82Q

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

VKi .

<98 3921/22>

EOLLIGON CORPORATION
10635 Brighton
Stafford, Texas, V,St,A.

Fahrzeug mit walzenförmigen, elastischen Rädern

Es besteht die Nachfrage nach einem Lastfahrzeug zum Befördern von schweren Lasten in Gebieten außerhalb ausgebauter Straßen wie auf groben, unebenen oder felsigen Böden oder über weiches oder schwieriges Terrain wie Sand, Sümpfe, Schnee oder Schlamm oder auf Wasser, unter Verwendung eines axial verlängerten, walzenförmigen, mit einer elastischen Wandung versehenen, flüssigkeits- oder gasgefüllten Rades. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Rades dieser Art, das eine Schwerlastkapazität und/oder eine hohe Antriebs- oder Zugkapazität besitzt.

Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Fahrzeug mit einer Vielzahl von axial verlängerten, mit einer elastischen Wandung versehenen, mit dem Boden in Eingriff stehenden Rädern mit koaxialen Achsenmitteln,- die ein lasttragendes Gestell unterstützen, wobei der äußere Umfang

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des Rades mindestens eine glatte, sich rundherum erstreckende Oberfläche aufweist und wobei eine oder mehrere Stützrollen vorgesehen sind, die mit dem Gestell verbunden sind und mit dem glatten Teil des Rades in Eingriff gebracht werden können.

Im folgenden ist die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in.Fig. 2; Fig. 4 eine Endansicht einer anderen Ausführungsform

gemäß der vorliegenden Erfindung; -■._.■

Fig. 5 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung; _; ,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5 und

Fig. 7 eine vergrößerte Querschnitts-Teilansicht, die die , Konstruktion eines Rades gemäß der vorliegenden' :;: Erfindung darstellt.

In Bezugnahme auf die Zeichnungen, insbesondere auf Abbildung 1, bezeichnet die Bezugsziffer 10 allgemein ein Fahrzeug

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gemäß der vorliegenden Erfindung, das allgemein ein lasttragendes Gestell 12 zum Unterstützen jeglicher angemessener Last und eine Vielzahl von Kadern 16 umfaßt, wobei hier der Einfachheit halber nur vier gezeigt sind.

Die Räder 16 sind axial verlängerte,' mit elastischen Wandungen versehene, durch Flüssigkeit oder Gas gespannte Räder wie Luftsäcke, wie sie allgemein in dem US—Reissue-Patent Nr, 24.272 offenbart sind. Die Räder 16 besitzen passende koaxiale Achsenmittel 18 wie z.B. Achsen, die jeweils von den Enden der Räder 16 zur Verbindung mit dem Lastgestell 12 und Unterstützung des letzteren hervorragen. Antriebsmittel, das Differential 20 inbegriffen, sind mit den Achsen 13 zum axialen Antrieb der Räder 16 und somit des Fahrzeuges 10 verbunden. Die Antriebsmittel können selbstverständlich weggelassen werden, z.B. wenn das Fahrzeug 10 ein Anhänger ist.„Um genügend Zugantrieb und einen Eingriff der Räder"mit dem Boden zu schaffen, ist eine Vielzahl von Stollen 22 am äußeren Umfang der Räder 16 vorgesehen, die eine genügende Größe und genügende Abstände aufweisen, um eine gute Zugkraft zu ergeben, die von solchen Faktoren wie Last und den Verwendungsbedingungen bzw. dem Gelände abhängt. Die Achsbelastung, die von den Rädern 16 aufgenommen werden kann, ist jedoch begrenzt, da die Räder Vo die Tendenz haben, sich nach oben auszubauchen und in schädlichen Kontakt mit dem Lastgestell 12 zu'kommen. Deshalb sind eine oder mehrere obere Rollen 24 vorgesehen, die im folgenden auch z.T. als Stützrollen bezeichnet sind und die so mit dem Lastgestell 12 verbunden sind, daß sie in Eingriff mit den Rädern 16 kommen können und die je nach Wunsch als Überlast und/oder angetriebene Rollen dienen können, um die Lastkapazität und/oder die Antriebskapazität

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des Fahrzeuges 10 zu erhöhen. Damit die Stollen 22 nicht mit den Rollen 24 in Kontakt kommen, umfaßt die äußere Peripherie des Rades 16 einen oder mehrere rundherum glatte Teile 26, die ein Schutzpolster bzw. einen Schutzwulst, wie im folgenden eingehender beschrieben, umfassen können und die nach jeder der Rollen 24 ausgerichtet sind und eine Kontaktfläche bilden. Geeignete Bewegungsmittel,.die sich entweder vertikal oder horizontal bewegen, wie die sich horizontal bewegenden Zylinder- und Kolben— einrichtungen 32 sind vorgesehen, um die Rollen 24 in Kontakt und außer Kontakt mit den stollenfreien Teilen der Räder 16 zu bringen.

Es kann selbstverständlich eine beliebige Anzahl an Rollen 24 zum Eingriff mit jedem der stollenfreien glatten Teile 26 vorgesehen sein und lediglich zur Vereinfachung der Darstellung sind, wie am besten aus Fig. 1 zu sehen ist, zwei Rollen 24 zum Eingriff mit jedem der stollenfreien glatten Teile 26 gezeigt. Wie in Fig. 1 dargestellt, können die hydraulischen Kolben- und Zylindereinrichtungen 32 durch nicht gezeigte Steuereinrichtungen betätigt werden, um eine oder alle der Rollen 24 in Eingriff mit den Rädern 16 zu bewegen. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind zum Zwecke der Illustration bei dem ersten Rädersatz 16 alle Rollen 24 in Eingriff, jedoch ist bei dem zweiten Rädersatz 16 nur eine der Rollen in Eingriff. Selbstverständlich können alle Rollen 24 betätigt werden, um in vollständigen Eingriff mit den Rädern 16 zu kommen oder auch, je nach Wunsch, völlig außer Eingriff gebracht zu werden. Die Anzahl der Rollen 24, die in Eingriff mit den Rädern 16 gebracht werden, hängt von der Last ab, die· vom Fahrzeug befördert wird. Je größer die

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Last, desto mehr Rollen 24 würden in Kontakt gebracht werden, entweder zur Lastunterstützung und/oder zum Antrieb. Ist die Last ausreichend leicht, so werden selbstverständlich alle Rollen 24 aus dem Kontakt mit den Rädern 16 gebracht und die Last wird ausschließlich durch die Achsen 18 gestützt, da die Rollen 24 dann nicht benötigt werden und es wünschenswert ist, sie zurückzuziehen, um unnötige Reibung und Abnutzung zu vermeiden.

Zusätzlich verbinden Antriebsmittel eine Antriebsübertragung 30 mit jeder der Rollen 24, um die gegen die glatten Teile 26 anliegenden Rollen anzutreiben, um einen Antrieb allein durch die Rollen 24 zu bewirken, oder um einen zusätzlichen Antrieb für das Fahrzeug zu schaffen.

Es ist zu erwähnen, daß die stollenfreien Teile 26 und die Rollen 24 bei Verwendung eines mit Stollen 2ä versehenen Rades 16 eine kleine axiale Länge im Vergleich zu der axialen Länge der Räder 16 besitzen, so daß die Umfangsoberfläche des Rades 16, die mit Stollen 22 versehen ist, nicht nachteilig verkleinert wird, aber doch ein Aufbau geschaffen wird, der die lasttragende Kapazität und/oder die Antriebskapazität des axialen Antriebssystems der Räder 16 ergänzt.

Die Stollen 22 können jedoch bei einigen Verwendungszwecken völlig weggelassen werden, und die Teile 26 und Rollen 24 können von größeren axialen Ausmaßen sein. In Schnee, Schlamm, Matsch und Wasser zum Beispiel ist ein mit Stollen versehenes Rad günstiger, und die mit

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Stollen versehenen Teile sollten eine größere axiale Breite besitzen. Auf Sand, hartem Boden und Felsen jedoch ist ein Rad mit einer geringeren mit Stollen versehenen Oberfläche günstiger.

Während bei der Ausführung gemäß den Fig. 1—3 eine Mehrzahl von Schutzpolstern vorgesehen ist und es für eine maximale Last- und Antriebskapazität wünschenswert ist mehrere Rollen 24 in Kontakt mit jedem Schutzpolster zu haben, kann die Ausführung der Abbildung 4, die lediglich einen glatten Teil 26 für jedes Rad 16 besitzt, dem jeweils eine Rolle 24 zugeordnet ist, für Fahrzeuge 10 mit leichterer Kapazität verwendet werden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführung ähnelt denen der Fig. 1-4 mit der Ausnahme, daß die Rollen 24 vertikal in Kontakt mit den Rädern 16 und aus diesem Kontakt bewegt werden können, z.B. durch hydraulische Zylinder- und Kolbeneinrichtungen 40, die die Rollen 24 und deren Antriebsdifferential 42 heben und senken. Diese Ausführungsform, bei der die Rollen 24 vertikal bewegt werden können, hat den Vorteil, daß die von den Rollen zu tragende Last leicht durch den Abstand, um welchen die^Rollen 24 auf das Rad 16 zu und gegen das Rad bewegt werden, eingestellt werden kann.

Vorzugsweise sind die glatten Teile 26 der Räder 16" auf der Oberfläche der Räder 16 aufgebaut, bzw. stehen von dieser vor, um Schutzpolster zu bilden, die je nach Bedarf periodisch erneuert werden können. In Fig. η ist in einer ausschnittsweisen Darstellung im Schnitt ein Beispiel eines

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Polsters des glatten Teiles 26 des Rades 16 gezeigt. Im allgemeinen verursacht die Rolle 24 übermäßige Abnutzung an den Kontaktkanten sowohl an der Rolle als auch am Rad 16, und die Oberflächen der Rolle 24 und des Rades 16 können schnell bis zur ünbenutzbarkeit abgenutzt werden« Der Gebrauch eines Polsters in dem glatten Teil 26 schafft eine Verschleißoberfläche, eine Antriebsoberfläche und eine lasttragende Oberfläche und vermeidet die Abnutzung des üblichen glatten Reifens in einer kurzen Benutzungszeit. Das Polster 26, das mit der Karkasse bzw. dem Unterbau 44 des Rades 16 verbunden ist, kann z.B. eine erste Schicht 46 von etwa 2 mm (0,08 Zoll) an Futterwerk— stoff, drei Schichten 48 von etwa 1,1 mm (0_r044 Zoll) Kunstseidenschnurwerkstoff, der rundherum gewickelt wird, und fünf Schichten 50 von etwa 3,2 mm (0,125 Zoll) Laufflächenwerkst'off, der fortlaufend und rundherum gewickelt wird, umfassen, um eine Höhe von etwa 25,4 mm (1 Zoll) zu erreichen, und nach außen um etwa die gleiche Höhe vorstehen wie die Stollen 22. Sowohl das Polster 26 als auch die Stollen 22 können durch -neu Belegen der Karkasse 44 ^er-* setzt werden, wenn sie abgenutzt sind« Der genaue Aufbau, die Größe und der Typ des Polsters wurde natürlich durch den Verwendungszweck, die Last und die Umweltbedingungen bzw. das Gelände, in welchen das Fahrzeug verwendet wird, bestimmt, ■

Die beschriebene Konstruktion des Polsters 26 begrenzt in vorteilhafter Weise das Kräuseln bzw. Falten und Lösen des Polsters 26 von der Karkasse 44 des Rades 16 während der Verwendung. Die fortlaufende, rundherum vorgenommene Umwicklung mit den mehrfachen Lagen 48 und 50, mit der

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richtigen Spannung, hält nämlich das Polster 26 in Position und an der Karkasse 44 des Rades 16 und verhindert, daß das Gummi in der Karkasse sich durch die von den Rollen 24 ausgeübten Kräfte streckt und das Polster von der Karkasse reißt. Das Polster 26 besitzt vorzugsweise einen übergangsteil 52 von sich vermindernder Dicke an jedem äußeren Ende, um sowohl eine größere Verbindungsfläche als auch eine größere Flexibilität der äußeren Kanten der Polster 26 im Verhältnis zur Karkasse 44 zu schaffen und um die Breite der Oberfläche des Polsters 26 größer als die Breite der berührenden Rollen 24 zu machen. Solch ein übergangsteil kann eine beliebige geeignete Querschnittsform haben und z.B. viertelrund, abgeschrägt, S-förmig oder, wie gezeigt, konisch sein. Die Polster 26 und Stollen 22 sind wirksamer, wenn sie einen zu der äußeren Peripherie des Rades hin abnehmenden Querschnitt aufweisen.

Im Gebrauch kann das Fahrzeug 1C über das Differential 20 angetrieben werden, um einen Achsantrieb zu schaffen, wodurch die Stollen 22 eine Zugkraft bei verschiedenen Arten von Bodenbeschaffenheit geben. Sollte jedoch eine erhöhte Lastkapazität oder Antriebsleistung gewünscht werden, so können eine oder mehrere Rollen 24 in Eingriff mit dem oberen Teil des Rades 16 auf den Polstern 26 gebracht werden. Die Rollen 24 können entweder als Überlastungsrollen für die Unterstützung eines Teiles des lasttragenden Gestells 12 von den Rädern 16 aus dienen, oder können zusätzlich durch Antriebsmittel 34 oder 42 angetrieben werden, um den Antrieb allein durch die Rollen 24 zu bewirken oder können als zusätzliche Antriebskraft für das Fahrzeug dienen. Sollten die Rollen 24 nicht gebraucht werden, so

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werden sie selbstverständlich von den Rädern zurückgezogen, um unnötige Abnutzung zu verhindern. Insbesondere die"sich vertikal bewegenden Rollen gemäß den Fig. 5 und 6 können variabel eingestellt werden, so daß die von den Rollen 24 getragene Last leicht eingestellt werden kann. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung auch bei An-. hängerfahrzeugen angewendet werden, wobei man die Antriebst mittel wegläßt.

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Claims

P at ent ansprüche

ί 1,\ Fahrzeug mit mehreren walzenförmigen, flüssigkeits-

J oder gasgefüllten mit koaxialen Achsenmitteln versehenen, in Eingriff mit dem Boden stehenden Rädern und einem mit den Achsmitteln verbundenen lastunterstützenden Gestell, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Rad (16) mindestens einen sich um seinen Umfang herum erstreckenden glatten Teil (26) umfaßt, dem jeweils mindestens eine mit dem lastunterstützenden Gestell (12) verbundene Stützrolle (24) zugeordnet ist.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bewegungsmittel (32; 40), um die jeweils mindestens eine Stützrolle (24) relativ zu dem Rad (16) zu bewegen und in und außer Eingriff mit dem glatten Teil (26) des letzteren zu bringen.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem glatten Teil (26) des Rades (16) mehrere Stützrollen (24) zugeordnet sind und mittels der Bewegungsmittel (32; 40) eine beliebige Anzahl derselben in Eingriff mit dem glatten Teil (26) bringbar ist.
4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsmittel (32) für die mindestens eine Stützrolle (24) letztere horizontal in eine einstellbare Position relativ zum Rad (16) verschieben.

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5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsmittel (40) für die mindestens eine Stützrolle (24) letztere vertikal in eine einstellbare Position relativ zum Had (16) verschieben. . .
6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Achse (18) des Rades (16) Antriebsmittel (20) verbunden sind, um das Rad (16) anzutreiben.
7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stützrolle (24) mit Antriebsmitteln (30, 42) verbunden ist, die einen zusätzlichen Antrieb bilden, wenn die Stützrolle (24) in Eingriff mit dem Rad (16) ist.
8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine glatte Teil (26) des äußeren Unifanges des Rades (16) jeweils eine Vielzahl von fortlaufend rundherum gewickelten Materiallagen (46 - 50) umfaßt, die ein Polster für den Eingriff der mindestens einen Stützrolle bilden.
9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (16) jeweils eine Vielzahl von seinem äußeren Umfang radial nach außen vorstehender Stollen (22) aufweist, um einen Eingriff mit dem Boden herzustellen.

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10, Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,' daß der mindestens eine glatte Teil (26) des Rades (16) sich ebensoweit radial nach außen erstreckt wie die Stollen (22).
11. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine glatte Teil (26) des Rades (16) einen Übergangsteil (52) mit an den
Außenkanten auf das Rad (16) zu abnehmender Dicke aufweist.

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