-
Antriebsvorrichtung fÜr Motorfahrzeuge mit hin und her beweglichen
Schreitbeinen. Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Motorfahrzeuge
mit hin und her beweglichen Beinen, die ein auf verschiedene Übersetzungsverhältnisse
allmählich einstellbares Getriebe enthält.
-
Das Neue besteht im wesentlichen darin, daß der verstellbare Teil
jedes Getriebes mit dem betreffenden Bein derart verbunden ist, daß die Einstellung
des Getriebes zwecks Änderung der Geschwindigkeit des Beines während verschiedener
Teile seiner Bewegungsbahn durch das Bein selbst bewirkt wird.
-
Auf den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt,
und es zeigen Abb. i ein Bein mit Antriebsvorrichtung in Seitenansicht, Abb. 2 einen
senkrechten Schnitt durch zwei zusammenwirkende Beine, Abb. 3 und 4 eine
Seitenansicht bzw. einen Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform der Verstellungsvorrichtung,
Abb. 5 bis 8 eine abgeänderte Ausführungsform der ganzen Antriebsvorrichtung,
Abb. 9 einen Zugwagen mit zwei vorderen Lenkrädern und zwei als Antriebsvorrichtung
dienenden Beinen in Seitenansicht, Abb. io bis 14 verschiedene Stellungen zweier
zusammenwirkender Beine mit Bezug aufeinander während eines halben Kreislaufes.
-
Bei der in Abb. i und 2 dargestellten Ausführungsform bezeichnet i
zwei Beine, die an ihren oberen Enden durch Lenker 2 senkrecht geführt werden. Etwa
an der Mitte jedes Beines sitzt fest eine verzahnte Kurvenbahn 3, die aus
vier Kreisbogen gebildet ist, wobei der obere Teil der Bahn 3 aus einem abwärts
gekrümmten Kreisbogen besteht. Ein auf dem Rahmen 5o des Zugwagens gelagertes Treibrad
4 steht dauernd mit der Kurvenbahn in Eingriff. Die Kurvenbahn 3 und das
Treibrad 4 sind seitlich der Zähne mit den Teilkreisen entsprechenden glatten Rollaufbahnen
5 bzw. 6 versehen. Hierdurch wird ein kräftiges Anpressen des Treibrades
gegen die verzahnte Kurvenbahn ermöglicht, ohne daß die Zähne mit dem Boden der
Zahnlücken in Eingriff kommen. An einem höher gelegenen Punkte des Beines sitzt
fest eine Rolle 7, die im Innern einer fest mit dem Fahrzeugrahmen 5o verbundenen,
glatten Bahn 8
läuft.
-
Das Treibrad 4 wird nicht unmittelbar von dem Motor aus getrieben,
sondern erhält seinen Antrieb in folgender Weise: Eine rohrförmige Welle
9 (Abb. 2) wird von dem Motor aus mit gleichförmiger Geschwindigkeit getrieben.
Ein auf der Welle 9 befestigtes verzahntes Treibrad io greift in Treibräder
ii ein, und diese sind auf je einem der beiden Zapfen 14 gelagert, welche durch
das Joch i:z und die Welle 13 mit dem Treibrad 4 fest verbunden sind. Die Treibräder
ii arbeiten weiter mit der Innenverzahnung eines auf der Welle 13 drehbar gelagerten
Gehäuses 15 zusammen. Das Gehäuse 15 trägt einen äußeren Zahnkranz 16, mit
dem ein durch einen Winkelhebel 18 und einen Lenker ig mit dem Bein in Verbindung
stehender Zahnbogen 17 kämmt. Wenn das Gehäuse 15 still steht, wirkt die beschriebene
Übertragung wie ein gewöhnliches Planetengetriebe, wenn die Welle 9
dem Sinne
des Uhrzeigers entgegen gedreht wird (Abb. i), wobei das Treibrad 4 mit einer gewissen
Geschwindigkeit umläuft. Wenn das Gehäuse 15 gleichzeitig im Uhrzeigersinne gedreht
wird, bewegt sich das Treibrad 4 langsamer. Wird dagegen auch das Gehäuse 1,5 entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinne, d. h. in dem gleichen Sinne wie die Welle 9, gedreht,
so nimmt die Geschwindigkeit des Treibrades 4 zu. Durch eine hin und her gehende
Erehung des Gehäuses kann somit die Geschwindigkeit des Treibrades 4 vergrößert
oder verkleinert werden. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß, wenn die verzahnte
Kurvenbahn 3 angetrieben wird und durch die Rolle 7 und die Bahn
8
geführt, sich um das Treibrad 4 bewegt, der Schuh 171 des Beines
i die strichpunktierte Bahn 181 durchläuft, während das Bein gleichzeitig eine pendelnde
Bewegung ausführt. 'v# ährend der Berührung des Schuhes mit dem Boden wird das Bein
infolge Anliegens des Treibrades 4 gegen den oberen Teil der Kurvenbahn
3 durch einen Teil des Gewichtes des Fahrzeuges belastet. Das Anliegen wird
während der Pendelbewegung des Beines durch die abwärts gekrümmte Form des oberen
Teiles der verzahnten Kurvenbahn gewährleistet. Gemäß der Erfindung bewirkt das
Bein, d. h. der angetriebene Teil selbst, durch den Zahnbogen 17,
den
Winkelhebel iS und die Lenker ig die obengenannte Hin- und Herbewegung des Gehäuses
15. Das Getriebe treibt somit das Bein und letzteres periodisch das Getriebe. Der
Lenker ig ist stets auf Zug beansprucht. Während der Arbeitsperiode des Beines wird
ein Teil der Kraft durch den Lenker auf das Bein, dagegen beim Leerlauf die Kraft
durch das Bein auf das Getriebe
übertragen. In der Arbeitsperiode
bewegt sich der Schuh des Beines mit gleichförmiger Geschwindigkeit mit Bezug auf
das Fahrzeug in einer geraden Linie, und zwar um die in Abb. i mit a bezeichnete
Strecke. Hierdurch wird eine gleichförmige Geschwindigkeit und ein ruhiger Gang
des Fahrzeuges gesichert; ferner wirken die Schuhe einander in dem Augenblick nicht
entgegen, in welchem beide den Boden gleichzeitig berühren. Sobald der Schuh vom
Boden abgehoben wird, nimmt seine Geschwindigkeit zu und diese erreicht ihren Höchstwert
in der höchst * en Stellung des Schuhes. Dann nimmt die Geschwindigkeit,
während der Schuh sich wieder gegen den Boden senkt, ab. Die lebendige Kraft, die
dem Schuh beim Anheben mitgeteilt wird, wird beim Auftreffen auf den Boden zurückgewonnen.
Die Höchstgeschwindigkeit des Schuhes im Verhältnis zum Fahrzeug ist bei der dargestellten
Ausführungsform etwa achtmal so groß wie die Geschwindigkeit während'der Berührung
mit dem Boden. Die Stellung zweier Beine mit Bezug aufeinander während eines halben
Kreislaufes ist in Abb. io bis 14 veranschaulicht, in denen die beiden Beine mit
i a und i b bezeichnet sind.
-
Ein äußerst wichtiger Vorteil der Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung
ist darin zu ersehen, daß die Geschwindigkeit und das Zugvermögen des Zugwagens
durch einen einzigen Handgriff während des Betriebes geändert werden können, und
zwar unter Aufrechterhaltung gleichbleibender Umlaufszahl und gleichbleibender Leistung
des Motors. Die Schrittlänge kann z. B. dadurch verändert werden, daß der Lenker
ig mit Hilfe des in einer Führung laufenden Gleitstückes 2o verstellt wird. Durch
Verstellen des Gleitstückes 2o gegen den Drehpunkt des Winkelhebels 18 wird die
Schrittlänge verkürzt.
-
Die Verstellungseinrichtung kann auch nach Abb. 3 und 4 ausgeführt
werden. Durch Verstellen des Querstückes 2o1, dessen Zapfen 2o2 die Drehzapfen für
die Lenker igl bilden, erfolgt die Änderung der Schrittlänge. Bei dieser Ausführungsform
geht, im Gegensatz zu der gemäß Abb. i, der Übergang des Schuhes sowohl in als auch
aus der gleichförmigen Geschwindigkeit stets auf den gleichen Punkten der Bahn 181
vor sich.
-
Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 bis 8
ist die Wirkungsweise
im wesentlichen die gleiche wie bei der gemäß Abb. i und 2. Irgend eine Einrichtung
zur Einstellung der Schrittlänge ist jedoch nicht vorhanden. Diese Bauart eignet
sich besser als die vorher beschriebene zur praktischen Ausführung. Wie aus Abb.
5 ersichtlich ist, befindet sich das Planetengetriebe mit dem dem Treibrad
4 in Abb. i und 2 entspr'echenden Treibrad zi vor dem Bein. Dieses erleichtert sehr
den Einbau der Getriebe. Die mit dem Treibrad 21 in Eingriff stehende verzahnte
Kurvenbahn 22 ist durch einen Hebel:23 mit dem Bein 24 verbunden. Der Arm 23 steht
L ferner durch einen anderen Arm 25 und eine im Rahmengestell gelagerte Welle
26 mit dem Zahnbogen 27 in Verbindung. Das Gehäuse 29 erhält durch
den in seine äußere Verzahnung 28
eingreifenden Zahnbogen 2-7 die bereits
beschriebene Hin- und Herdrehung. ras Treibrad 21 und die Kurvenbahn 22 sind, wie
oben angegeben, seitlich der Zähne mit Rollbahnen versehen. Der Eingriff zwischen
der verzahnten Kurvenbahn 22 und, dem Treibrad 21 wird durch die Rolle
30 und die Bahn 31 aufrechterhalten. Die durch diese Bauart dem Bein mitgeteilte
Bewegung stimmt mit -der bereits beschriebenen im wesentlichen überein. Die Bahn
32, die der Schuh 33 des Beines 24 im Verhältnis zum Fahrzeug beschreibt,
weicht je-
doch von der in Abb. i und io bis 14 dargestellten etwas ab. Der
Schuh bewegt sich jedoch während des Teiles al der Arbeitsperiode der Bahn 39, auch
hier geradlinig und mit gleichförmiger Geschwindigkeit im Verhältnis zum Fahrzeug.
-
Die Kraftübertragung vom Motor auf die Beine erfolgt ruhig und sicher
ohne Stöße und unzulässige Reibungen, z. B. durch Kette und Kettenräder nebst Zahnrädern
(Abb. i und 2) oder nur durch Zahnräder (Abb. 5 und 7). Die Zähne
kommen niemals außer Eingriff, und das Ganze kann nicht aus dem Takt oder in Unordnung
kommen. Der Hub des Schuhes beträgt bei den dargestellten Ausführungsformen etwa
300 mm, so daß der Zugwagen über Hindernisse solcher Höhe und Tiefe ohne
weiteres sich bewegen kann. Um einen sanften Aufschlag des Schuhes auch auf hartem
Boden zu erzielen, kann der Schuh im Innern eine Feder tragen oder außen mit einem
Gummipolster versehen werden, Wie in Abb. 5 dargestellt ist, kann der Schuh
33 eine solche Gestalt erhalten, daß er beim Auftreffen auf den Boden sowie
beim Abheben vom Boden um einen Zapfen 34 schwingt. Zwecks Begrenzung dieser Bewegung
sind Anschläge 35 und 36 vorgesehen. Zweckmäßig wird an dem Schuh
eine Feder vorgesehen, die ihn während der Bewegung in der Luft in der in Abb.
5 dargestellten Lage im Verhältnis zum Bein hält.
-
Die bei den Radpflügen erforderliche große Herabminderung der Geschwindigkeit
zwischen dem Motor und den Treibrädern ist beim Er-
findungsgegenstand nicht
erforderlich. Die Welle 9 (91) kann nämlich zweckmäßig eine Geschwindigkeit
von etwa 6oo Umdrehungen in der Minute haben.
-
Die Anordnung der Beine kann verschiedenartig sein. Ein Paar von Beinen
kann beispielsweise auf jeder Seite des Fahrzeuges und ein Lenkrad 40 (Abb.
9) oder zwei derartige Räder Kannen am vorderen Ende des Fahrzcuges
vorgesehen
sein.- Die vier Beine tragen dann den größten Teil des Gewichtes des Fahrzeuges,
während die Lenkräder nur so viel Gewicht tragen, wie zur Erzielung einer guten
Lenkung unbedingt notwendig ist. Die Kraftübertragung zwischen dem Motor und den
beiden Paaren von Beinen kann zweckmäßig ein Ausgleichgetriebe enthalten. Das Fahrzeug
kann auch nur ein einziges Paar von Beinen aufweisen, in welchem Falle kein Ausgleichgetriebe
vorhanden ist. Auch können drei oder vier Paare von mit Bezug aufeinander beweglichen
Beinen zur Führung benutzt werden. In solchem Falle sind keine Lenkräder erforderlich.
Auch ist es möglich, mit Hilfe nur zweier Paare von Beinen ohne Lenkräder einen
Radpflug oder ein anderes Fahrzeug zu schleppen. Hierbei ist nur eine drehbare Verbindungsstange
zwischen den Beinpaaren und dem Fahrzeug nötig. Weitere Ab-
änderungen sind
möglich.
-
Die Bewegungsvorrichtung der Beine ist so eingerichtet, daß die Beine
sowohl vorwärts als auch rückwärts arbeiten können. Man erhält den Rückwärtsgang
des Fahrzeuges entweder durch Umsteuerung der Bewegungsrichtung des -Motors oder
durch Einschalten eines Zwischenrades in das Übertragungsgetriebe zwischen dem Motor
und den Beinen.
-
Bei der beschriebenen Ausiührungsform tragen die Beine beim Berühren
des Bodens das ganze Gewicht des Fahrzeuges oder den größten Teil dieses Gewichtes;
ferner können zwei zusammenwirkende Beine abwechselnd schnell und langsam im Verhältnis
zum Fahrzeug bewegt werden, wobei die langsame Bewegung während der Berührung mit
dem Boden und die schnelle Bewegung während des Leerlaufes erfolgt. Ferner ist der
Unterschied der Geschwindigkeiten während der beiden Perioden so groß gewählt, daß,
wie in Abb. io bis 14 dargestellt ist, stets eines der beiden Beine auf dem Boden
ruht, so daß hinsichtlich der Trag-e
und Fortbewegung zwei Beine einem Antriebsrad
entsprechen. Die Schrittlänge kann nach Abb. i bis 4 verändert werden, während der
Zugwagen seine volle Geschwindigkeit hat und in voller Arbeit ist, wodurch auch
die Fortbewegungsgeschwindigkeit und das Zugvermögen verändert wird.
-
An Stelle des Zahnbogens 17 kann eine Zahnstange benutzt werden. Die
verzahnte Kurvenbahn 3 kann mit Innenverzahnung anstatt mit Außenverzahnung
versehen werden, so daß eine Stützwelle quer durch die beiden Beine eines Paares
laufen kann. Die Übertragung der Bewegung kann auch in anderer Weise, als dargestellt,
erfolgen. Statt dem Zahnrad 4 (bzw. 21) verschiedene Geschwindigkeiten während der
beiden verschiedenen Arbeitsperioden zu geben, kann man auch zwei Zahnräder entweder
mit verschiedenem Durchmesser oder auch mit verschiedener Geschwindigkeit, und zwar
mit einer besonderen Geschwindigkeit für jede Periode, verwenden. Wenn der Eingriff
des einen Zahnrades aufhört, greift das andere Zahnrad ein. Durch Ketten oder Scheiben
mit unrunden Nuten kann auch das gleiche Ergebnis erzielt werden.