DE3323023C2

DE3323023C2 -

Info

Publication number: DE3323023C2
Application number: DE3323023A
Authority: DE
Inventors: Hideaki Heki; Junzo Yokohama Kanagawa Jp Taguchi; Katsumi Kawasaki Kanagawa Jp Kubo
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-06-26
Filing date: 1983-06-25
Publication date: 1988-02-04
Also published as: JPS633794B2; FR2529157A1; JPS592974A; US4596298A; DE3323023A1; FR2529157B1; CA1197889A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleiskettenfahrzeug gemäß dem Ober begriff des Patentanspruches 1.

Ein solches Gleiskettenfahr zeug mit zwei Gleiskettenanordnungen ist aus dem DE-GM 66 08 052 bereits bekannt. Bei diesem Gleiskettenfahrzeug beschreibt die Gleiskette jeder Gleiskettenanordnung von der Seite her ge sehen eine Trapezbahn, wobei die den Untergrund berührende Lauffläche der Gleiskette die kurze Seite des Trapezes darstellt. Diese den Untergrund berührende Lauffläche der Gleiskette ist jedoch eben und weist keine Wölbung auf, ferner waren aus der US-PS 43 86 809 und der Literaturstelle "Die Bautechnik", 1942, S. 236, bereits Gleiskettenfahrzeuge mit zwei Gleiskettenanordnungen bekannt, bei denen die Gleis kettenbahn - von der Seite her gesehen - elliptisch ist. Dabei ist jedoch bei diesen Fahrzeugen dafür Sorge getragen, daß sich die Gleiskette im Bereich der jeweiligen Bodenberührung federnd dem Untergrund anpaßt, die Berührungsfläche also eben wird; eine auch bei Bodenberührung bleibende Wölbung ist also nicht vorge sehen.

Gleiskettenfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 können dazu dienen, sich in einer gefährlichen Umgebung mittels Fernbedienung oder automatischer Steuerung zu bewegen, etwa zum Zweck der Inspektion und Wartung eines Kernkraftwerks.

Diese vier Gleiskettenanordnungen aufweisenden Fahrzeuge sind zwar bezüglich ihrer Wendigkeit dem nur zwei Gleiskettenanord nungen aufweisenden Fahrzeugen überlegen, jedoch hat sich in der Praxis gezeigt, daß sich bei ihnen der Schlupf der Gleis ketten, insbesondere wenn er aufgrund besonderer Bodenverält nisse auf den beiden Fahrzeugseiten unterschiedlich ist, beson ders nachteilig auf die Fahreigenschaften auswirkt, und daß darüber hinaus auch die Überwindung von Hindernissen, wie etwa Stufen, problematisch ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Gleiskettenfahrzeug mit vier Gleiskettenanordnungen der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß es auch bei zu unterschiedlichem Schlupf führenden Bodenverhältnissen leicht lenkbar ist und bezüglich der Überwindung von Hindernissen und der Bewältigung von Stufen und Schrägflächen verbesserte Eigenschaften besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Gleiskettenfahrzeug durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Gleisketten fahrzeugs mit vier Gleisketten nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Gleisketten fahrzeugs mit vier Gleisketten,

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, eine Kettenanordnung mit Antriebsmechanismus des Fahr zeugs von Fig. 2,

Fig. 4 eine Vorderansicht der Anordnung von Fig. 3,

Fig. 5a eine schematische Draufsicht der Lenkeinrichtung für die vorderen Kettenanordnungen des Fahrzeugs von Fig. 2,

Fig. 5b eine schematische Draufsicht auf die Antriebsein richtung des Fahrzeugs von Fig. 2,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der vorderen Kettenan ordnungen des Fahrzeugs von Fig. 2 beim Befahren einer Treppe,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform zur Anbringung von Kettenanordnungen,

Fig. 8a und 8b Ansichten zur Erläuterung des Befahrens von Stufen mit der Kettenanordnung von Fig. 7,

Fig. 9 eine schematische Darstellung der Verbindung eines Differentialgetriebes mit dem Fahrzeugantrieb des Fahrzeugs von Fig. 2,

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Kettenanordnungen des Fahrzeugs von Fig. 2 mit in der Kettenanordnung untergebrachten Antrieb,

Fig. 11 einen Schnitt durch die Anordnung von Fig. 10,

Fig. 12a, 12b und 13 schematische Darstellungen weiterer Ausführungs formen des Gleiskettenfahrzeugs von Fig. 2, wobei an der Unterseite des Fahrzeugkörpers eine Ver schiebeeinrichtung vorgesehen ist,

Fig. 14 eine schematische Darstellung des Verschiebemechanis mus, wie er bis den Einrichtungen nach den Fig. 12a, 12b und 13 anwendbar ist, und

Fig. 15 und 16 schematische Darstellungen eines vergrößerten Stauraums für das Fahrzeug nach Fig. 2.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Gleiskettenfahrzeug üblicher Bauart, das aus einem Fahrzeugkörper A, auf dem Kontroll- und Inspektionseinrichtungen C angeordnet sind, und aus vier Kettenanordnungen B besteht, die drehbar an beiden Seiten des Fahrzeugkörpers A angeordnet sind. Weiterhin weist das Fahrzeug eine Antriebseinrichtung, eine Lenkeinrichtung und eine Kraftübertragungseinrichtung auf, wie sie bekannt und deshalb in Fig. 1 nicht dargestellt sind.

Bei dem Gleiskettenfahrzeug von Fig. 1 sind vier Kettenanord nungen B vorgesehen, um die Bewegungsfreiheit der entsprechenden Kettenanordnungen zu verbessern, und zwar im Vergleich mit Gleiskettenfahrzeugen, die nur zwei Kettenanordnungen besitzen, nämlich eine Kettenanordnung an jeder Seite. Weil jedoch dieses Gleiskettenfahrzeug mittels Geschwindigkeitsunterschiede der beidseitig angeordneten Kettenanordnungen B gelenkt wird, ergeben sich aufgrund der Bodenbeschaffenheit des Bodens, auf welchem sich das Fahrzeug bewegt, beträchtliche Unterschiede bezüglich des Gleitvermögens bzw. des Schlupfes.

Das Gleiskettenfahrzeug von Fig. 2 weist einen Fahr zeugkörper 1 auf, auf dem Lasten bzw. Einrichtungen befestigt sind; außerdem weist das Fahrzeug vier Kettenanordnungen 9 auf, welche Gleisketten 2, 3, 4 und 5 tragen, wobei sich auf jeder Seite des Fahrzeugkörpers 1 jeweils zwei solcher Anordnungen befinden. Die vorderen Kettenanordnungen 9, also die Frontket ten 2 und 4, sind über eine Lenkeinrichtung 6 mit Antriebs mechanismus und Kraftübertragungsmechanismus verbunden, wie sich später in Verbindung mit den Fig. 3-5 noch näher ergeben wird.

Die in Fig. 3 dargestellte Kettenanordnung 9 weist eine Kette 2 auf, die beispielsweise aus einer endlosen Gliederkette besteht, die über ein Kettenrad 7′ gespannt wird und mit einem Kettenan triebsrad 7, einem Mitlaufrad 8, einem gewölbten Kettensupport 10 (Fig. 6) und einer Gleisketten-Grundplatte 50 (Fig. 5A) in Verbindung steht. Die Kette ist so gespannt, daß eine gewölbte Fläche entsteht, die beim Antrieb der Kette den Boden berührt. Das Antriebsrad 7 steht mit einem Antriebsrad 30 über eine end lose Kette 31 in Verbindung, wobei das Antriebsrad 30 auf einer Kraftübertragungswelle 51 sitzt, welche die Gleitskettengrund platte 50 durchsetzt und in einen Getriebekasten 60 hineinragt, der an der Grundplatte 50 befestigt ist, und zwar mittels Lager 52 drehbar. Das Kettenrad 7′, das Mitlaufrad 8 und der Kettensupport 10 werden durch die Grundplatte 50 gehaltert. Auf der Welle 51 befindet sich innerhalb des Getriebekastens 60 ein Kegelrad 53, das in ein Kegelrad 56 greift, welches auf einer Kraftübertragungswelle 54 sitzt, die mittels Lager 55 a und 55 b im Getriebekasten 60 drehbar gehaltert ist. Die Welle 54 er streckt sich in Richtung nach oben durch die Bodenplatte 1 des Fahrzeugkörpers hindurch in einen Getriebekasten 61 hinein und ist im Getriebekasten 61 durch Lager 62 a und 62 b drehbar gelagert. Auf der Antriebswelle 54 sitzt ein Kegelrad 63, das in ein Kegelrad 64 greift, welches innerhalb des Getriebekastens 61 auf der Antriebswelle 65 sitzt. Die Antriebswelle 65 steht über eine Kupplung 67 mit einem Elektromotor 66 in Antriebs verbindung und wird durch ein Lager 68 drehbar im Getriebekasten 61 gehalten, der an der Bodenplatte 1 des Fahrzeugkörpers be festigt ist.

Bei dieser Konstruktion ergibt sich folgender Ablauf. Wenn der Elektromotor 66 umläuft, dann dreht sich die Antriebs welle 65 und aufgrund des Eingriffs der Kegelräder 63 und 64 auch die Welle 54. Die Antriebskraft wird von der Welle 54 durch den Eingriff der Kegelräder 53 und 56 auf die Welle 51 übertragen. Somit wird das Antriebsrad 30 der Gleiskettenanord nung 9 in Umdrehung gesetzt und das Kettenantriebsrad 7 wird dann durch die Kette 31 gedreht, so daß die vordere Gleiskette 2 umläuft. Die vordere Gleiskette 4 wird im wesentlichen auf dieselbe Weise in Umlauf versetzt.

In Fig. 5a ist eine Lenkeinrichtung zum Lenken der vorderen Gleisketten 2 und 4 des Gleiskettenfahrzeugs dargestellt. Diese Lenkeinrichtung weist eine Lenkwelle 70 auf, die be triebsmäßig mit einer nicht gezeichneten Antriebsquelle verbun den ist, etwa einem Elektromotor, und die erstreckt sich von der Fahrzeuggrundplatte 1 nach unten. Außerdem weist sie einen Lenkhebel 71, der an einem Ende betriebsmäßig mit der Lenkwelle 70 verbunden ist, und Kupplungsstäbe 72 auf, deren jeder an einem Ende mit der Gleisketten-Grundplatte 50 der Gleisketten anordnung und an seinem anderen Ende mit dem anderen Ende des Lenkhebels 71 verbunden ist. Die vorderen Gleiskettenanordnungen werden somit durch Handhabung der Lenkeinrichtung um die vor deren Antriebswellen 54 gedreht.

Fig. 5(b) zeigt einen Zustand der hinteren Gleiskettenanordnun gen, bei welchen die Getriebekästen 60 beider Gleiskettenanord nungen durch Platten 80 gehaltert sind. Die hinteren Gleisketten anordnungen 3 und 5 werden im wesentlichen auf die gleiche Weise angetrieben wie vorab bezüglich der vorderen Gleisketteanord nungen 2 und 4 erläutert worden ist. Die Gleiskettenanordnungen können auf einfache Weise gelenkt werden, weil jede Gleisketten anordnung eine gewölbte untere Oberfläche aufweist, so daß die Berührung mit dem Untergrund nur auf einer vergleichsweise kleinen Kontaktfläche erfolgt.

Fig. 6 zeigt den Fall, daß das Gleiskettenfahrzeug mit Gleis kettenanordnung 9 gemäß den Fig. 3-5 die Stufen D erklimmt. Es ist offensichtlich, daß das Gleiskettenfahrzeug, also die Gleiskettenanordnung 4 in Fig. 6, die Stufen D dann erklimmen kann, wenn der Radius R der Gleiskettenanordnung 9 größer ist als die Höhe H einer Stufe der Treppe D. Die Gleiskettenanordnung 9 ist so ausgebildet, daß sie eine gewölbte untere Oberfläche aufweist. Daher ist es möglich, die Höhe um den Betrag (h) zu vermindern, und zwar im Vergleich mit einem üblichen Fahrzeug, so daß der Mittelpunkt der Schwerkraft des Gleiskettenfahrzeugs sich an einer vergleichs weise tiefen Stelle nahe dem Mittelbereich der Fahrzeuggrund platte befindet, womit die Stabilität wesentlich verbessert wird.

Fig. 7 zeigt den Fall, daß die Gleiskettenanordnungen 9 schräg am Fahrzeugkörper 1 angebracht sind, und zwar schräg bezüglich der Vorwärtsrichtungen, wobei die Grundplatte 50 von Fig. 4 mit dem Getriebekasten 60 unter einer Winkelanstellung verbunden ist. Ist beispielsweise gemäß Fig. 8a das Fahrzeug mit gewölb ten Gleiskettenanordnungen 9 mit Radius R′ versehen und er klimmt das Fahrzeug die Stufe D einer Höhe H (R′ < H), dann kann das Fahrzeug ein Stufe einer Höhe H + H′ dann erklettern, wenn die in Fig. 8a gezeigte Gleiskettenanordnung 9 um einen Winkel R in Vorwärtsrichtung angestellt ist, und zwar bezüg lich der horizontalen Oberfläche des Untergrunds, wie dies in Fig. 8b dargestellt ist, wobei die Höhe H′ gleich ist R′ sin R.

Fig. 9 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform, wobei die vorderen Gleiskettenanordnungen 2 und 4 und die hinteren Gleiskettenanordnungen 3 und 5 über Differential getriebe 11 bzw. 13 angetrieben werden. Genauer gesagt, die vorderen Gleiskettenanordnungen 2 und 4 werden über die Kraft übertragungswelle 15 von der Antriebskraft einer Antriebswelle 12 angetrieben, wobei die innere Gleiskettenanordnung 4 aufgrund der Differentialräder 11 über eine Übertragungswelle 17 b mit vergleichsweise geringer Geschwindigkeit umläuft, wäh rend die äußere Gleiskettenanordnung vergleichsweise schnell angetrieben wird, und zwar über eine Übertragungswelle 17 a durch die Differentialräder 13. Bei den hinteren Gleiskettenanordnungen 3 und 5 wird die innere Gleiskettenanordnung 5 mit vergleichs weise geringer Geschwindigkeit, die äußere Gleiskettenanordnung 3 mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit angetrieben, und zwar im wesentlichen auf dieselbe Weise, wie die vordere Gleis kettenanordnungen, also von einer Antriebswelle 14, einer Kraftübertragungswelle 16, Differentialrädern 13 und Übertra gungswellen 18 b und 18 a. Die Gleiskettenanordnungen auf der einen Seite und auf der anderen Seite werden also mit unter schiedlichen Geschwindigkeiten in Umdrehung versetzt, womit die Lenkbarkeit und das Fahren um Ecken weiter verbessert wer den.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Gleiskettenanordnungen 2, 3, 4 und 5 unabhängig voneinander angetrieben werden, und zwar durch entsprechende, mit den Gleiskettenanordnungen 9 verbundene Antriebselemente. Beispielsweise sind bei der Gleiskettenanordnung 4 Drehwellen 22 und 25 horizontal durch Lager 21 und 24 im oberen Bereich der Grundplatte 29 der Anordnung 9 gelagert. An den Drehwellen 22 und 25 sind ein Antriebsrad 7 und ein Stützrad 8 befestigt. Ein Elektromotor 26 ist an der Grundplatte 29 befestigt und seine Antriebskraft wird über ein Reduktionsgetriebe 27 auf eine Kraftübertragungswelle 23 übertragen, an welcher eine Gewindehülse 28 befestigt ist, die mit einem Gewinderad 20 zu sammenwirkt, das an der Drehwelle 22 befestigt ist, wodurch das Antriebsrad 7 durch den Elektromotor 26 antreibbar ist.

Bei dieser Ausführungsform können die Antriebsräder 7 unabhän gig von Motoren 26 angetrieben werden, womit es möglich ist, die Gleiskettenanordnungen 2, 3, 4 und 5 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten anzutreiben, ohne daß Differentialgetriebe erforderlich sind. Weil der Motor 26 an der Grundplatte 29 be festigt ist und auch der Kraftübertragungsmechanismus sich in der Gleiskettenanordnung 9 befindet, ist es darüber hinaus mög lich, den Fahrzeugkörper von Antriebsquellen wie etwa Motoren 26 und Kraftübertragungseinrichtungen zu befreien, was nicht nur eine kompakte Bauart der Antriebsmechanismen ermöglicht, sondern auch den Gewichtsausgleich des Fahrzeugkörpers ver bessert.

Üblicherweise sind auf der Bodenplatte 1 des Fahrzeugs Inspek tions- und Kontrolleinrichtungen oder andere Lasten 30 und 31 angebracht, wie dies in den Fig. 12a und 12b gezeigt ist. Dabei zeigen diese beiden Figuren eine Ausführungsform, bei welcher die Fahrzeug-Bodenplatte 1 zwei Abschnitte 1 a und 1 b aufweist, die teleskopartig miteinander in Gleitverbindung stehen. Gemäß dieser Ausführungsform sind die vorderen und hinteren Gleiskettenanordnungen am vorderen bzw. hinteren Grundplattenbereich 1 a bzw. 1 b befestigt. Bei der Darstellung von Fig. 12a ist der Abstand zwischen den vorderen und hinteren Gleiskettenanordnungen vermindert (Abstand l), während bei der Darstellung von Fig. 12b der Abstand vergrößert (Abstand l′) ist und zwar mittels der nachfolgend beschriebenen Verschiebe einrichtung 32.

Wenn sich das Gleiskettenfahrzeug auf einem flachen bzw. ebenen Untergrund bewegt, dann wird der Abstand zwischen den vorderen und hinteren Gleiskettenanordnungen verkürzt, wie dies in Fig. 12a gezeigt ist, so daß das Fahrzeug einen kleinen Wendekreis aufweist. Bewegt sich das Fahrzeug dagegen auf einer Schrägfläche oder erklettert es Treppen, dann wird der Abstand vergrößert, wie dies in Fig. 12b gezeigt ist, so daß das Fahr zeug sich trotzdem in stabiler Weise bewegen kann.

Fig. 13 zeigt ein weiteres Beispiel einer Fahrzeug-Grundplatte 1 mit Verschiebeeinrichtung. Die Platte 1 besteht aus drei Teilen 1 c, 1 d und 1 e, wobei die Teile 1 d und 1 e teleskopartig bezüglich des Mittelteils 1 c ausgebildet sind, und zwar mit Hilfe der Verschiebeeinrichtung 32. Die vorderen und hinteren Gleiskettenanordnungen sind an den Plattenteilen 1 d bzw. 1 e be festigt und die Entfernung l′′ zwischen den vorderen und hinteren Gleiskettenanordnungen kann je nach den Untergrundbe dingungen vergrößert bzw. verkleinert werden, ähnlich wie vorab beschrieben worden ist.

Obwohl die Verschiebeeinrichtung 32 an sich bekannt ist, soll ein Ausfühungsbeispiel in Anwendung auf das Gleiskettenfahr zeug (Fig. 12a) nachfolgend anhand von Fig. 14 erläutert werden.

Gemäß Fig. 14 ist der hintere Bodenplattenteil 1 b des Fahrzeugs mit einem Träger 37 versehen, an dem ein Elektromotor 34 ange bracht ist. Mit dem Motor 34 ist eine Schraubspindel 35 verbun den, die dessen Ausgangswelle darstellt. Die Schraubspindel 35 greift in eine Schraubenmutter 36 ein, die an einem Tragkörper 38 sitzt, der am vorderen Bodenplattenteil 1 a angebracht ist, so daß der Abstand zwischen den vorderen und hinteren Gleis kettenanordnungen dadurch vergrößert bzw. verkleinert werden kann, daß der Motor 34 die Schraubspindel 35 gegen den Uhr zeigersinn oder im Uhrzeigersinn in Umdrehung versetzt. Wei terhin ist es möglich, insbesondere bei den Ausführungsformen nach den Fig. 10 und 11, einen Raum zur Auf nahme von Lasten oder Ausrüstungsgegenständen unter dem hinteren Fahrzeug-Bodenplattenteil 1 b vorzusehen, und zwar zwischen den hinteren Gleiskettenanordnungen 3 und 5, wie dies in den Fig. 15 und 16 dargestellt ist. Dabei ist ein Last-Aufnahmekasten 41 an der hinteren Grundplatte 1 b befestigt. An den Seiten des Kastens 41 sind die einen Enden von Stützkörpern 40 a und 40 b befestigt, die mit ihren anderen Enden an den Grundplatten der hinteren Gleiskettenanordnungen angebracht sind. Somit wird ein vergrößerter Stauraum für die Unterbringung von Lasten und Einrichtungen sichergestellt und zusätzlich wird der Mittel punkt der Schwerkraft des Fahrzeugs sehr niedrig gehalten, womit die Stabilität des Fahrzeugs während seines Betriebs verbessert wird.

Claims

1. Gleiskettenfahrzeug mit einem Fahrzeugkörper, mit zwei vorderen und zwei hinteren Gleiskettenanordnungen, die an beiden Seiten des Fahrzeugkörpers angeordnet sind, mit ei nem Antrieb zum Antreiben der Gleiskettenanordnungen, mit Übertragungselementen, die mit dem Antrieb verbunden sind und dessen Antriebskraft auf die Gleiskettenanordnungen über tragen, und mit einer mit den beiden vorderen Gleiskettenan ordnungen verbundenen Lenkeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gleisketteanordnungen (2, 3, 4, 5) ein Antriebsrad (30), das auf einer Drehwelle (51) der Übertragungselemente sitzt, ein Kettenantriebsrad (7), das mit dem Antriebsrad (30) der Drehwelle (51) verbunden ist, ein Nachlaufrad (8), das mit dem Kettenantriebsrad (7) umläuft, eine an ihrer Unterseite in der zur Fahrzeuglängsachse parallelen Vertikalebene kreis bogenförmig gewölbte Gleisketten-Stützplatte (10) und eine Gleisketten-Grundplatte (50) zur Lagerung des Kettenantriebs rades (7), des Nachlaufrades (8) und der Gleisketten-Stütz platte (50) aufweist, wobei die Gleiskette um das Kettenan triebsrad (7), das Nachlaufrad (8) und die Gleisketten-Stütz platte (10) derart herumläuft, daß die den Untergrund berührende Lauffläche der Gleiskette in der zur Fahrzeuglängsachse paral lelen Vertikalebene kreisbogenförmig gewölbt ist.

2. Gleiskettenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Gleiskettenanordnungen (2, 3, 4, 5) bezüglich der Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges unter einem vorgegebenen Nei gungswinkel gegen den Fahrzeugkörper (1) angestellt sind.