DE7612708U1 - Strassenfahrzeug mit schwimmantrieb - Google Patents

Description

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PATENTANWALT 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

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HFM Hohenloher Fahrzeuge- und Maschinenvertrieb GmbH, Postfach 20, 7183 Langenburg/Württ.

Straßenfahrzeug mit Schwiinmantrieb

Die Erfindung betrifft ein Straßenfahrzeug mit Schwimmantrieb, bestehend aus einem Fahrgestell mit einer abgedichteten Bodenwanne und mindestens einem, vorzugsweise angetriebenen, vorderen und einem rückwärtigen Paar von Bodenrädern, einem auf dem Fahrgestell angeordneten Fahrgast- und/oder Ladeaufbau und einer beim Schwimmbetrieb wirksamen Vortriebseinrichtung .

Bei bekannten Amphibienfahrzeugen dieser Art ist eine vom Motor bis zum Fahrzeugheck geführte, gegebenenfalls durch die bodenwanne abgedichtet hindurchgeführte Antriebswelle vorgesehen, auf der ein Propeller nach Art einer Schiffsschraube sitzt, der bei Wasserfahrt vom Motor aus angetrieben werden kann. Dieser Propellervortrieb ist

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allerdings nur im Wasser wirkungsvoll und wird schnell unbrauchbar, sobald er mit Schlingpflanzen, Schilf oder anderem Material in Berührung kommt, das sich um die Antriebswelle herumwickel+·. wobei solche Pflanzen häufig an Gewässerrändern wachsen und die Uferböschungen bei Geländefahrten grundsätzlich durchquert werden müssen. Als Vortrieb im Schlamm oder Morast sind solche Propeller vollständig ungeeignet.

Darüber hinaus ist bei bekannten Amphibienfahrzeugen die Geländegängigkeit im Bereich der Uferböschungen von Flüssen und Seen meistens nicht gewährleistet, weil das Fahrzeugheck noch schwimmt, wenn die Vorderräder schon mit dem Boden in Eingriff kommen. Bei stark nachgiebigem morastigem Boden ist ein Vorderradantrieb des Amphibienfahrzeuges nicht in der Lage, das Fahrzeug an das Ufer heranzubewegen, wenn einerseits wegen des Schwimmzustandes der rückwärtigen Fahrzeughälfte der notwendige Bodenauflagedruck an den Vorderrädern noch nicht gegeben ist und andererseits aus dem gleichen Grund die Vorderräder noch keinen Halt finden können bzw. den Böschungsboden wegmahlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Straßenfahrzeug mit Schwimmantrieb der eingangs angegebenen allgemeinen Bauart dahingehend zu verbessern, daß während des Schwimmbetriebes ein wirksamer Vortrieb zur Verfügung steht und stark abfallende oder unregelmäßige Uferböschungen ohne Schwierigkeiten überwunden werden können. Ferner sollen der Grenzbereich zwischen festem Grund und Wasser, nämlich Schlamm oder Morast, durchfahren werden können.

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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vortriebseinrichtung eine um eine waagerechte Achse drehbar angetriebene, Längsrippen tragende Schubwalze aufweist, die mit Hilfe von Schwenkarmen an der Fahrzeugrückseite zwischen einer unteren, gegen den Boden vorgespannten Stellung und einer oberen teilweise in das Wasser eintauchenden Stellung höhenverstellbar ist.

Eine mit Längsrippen profilierte Schubwalze arbeitet bei Wasserfahrten in hochgeschwenktem Zustand als Antrieb im Sinne eines Schaufelrades, wobei eine kraftvolle optimale Vortriebswirkung durch die einstellbare Eintauchtiefe gewährleistet ist, bei der nur der untere Teil der Schubwalze das Wasser wegdrückt, und zwar im wesentlichen über die gesamte Breite des Fahrzeuges, etwa in der Art eines Raddampfers mit Heckantrieb. Die Geländegängigkeit beim Durchqueren von Morast und/oder Uferböschungen wird mit dieser Konstruktion dadurch erreicht, daß die Schubwalze bei Annäherung an das Ufer mit Hilfe ihrer Schwenkarme nach unten gegen den Boden gedrückt wird, so daß je nach Größe des Böschungswinkels die Schubwalze gegebenenfalls zuerst oder auch gleichzeitig mit den Vorderrädern des Fahrzeuges mit dem Boden in Eingriff kommt und in jedem Fall eine günstige Abstützung und Verteilung des Bodenauflagedruckes des Fahrzeuges gewährleistet ist. Bei Fahrten im Schlamm ist die vorzugsweise über die Breite des Fahrzeugs wirksame Schubwalze gleichzeitig Abstütz- und Vortriebseinrichtung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die sich im wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckende Schubwalze längsgeteilt und jede Walzenhälfte bezüglich ihrer Drehzahl und Drehrichtung unabhängig

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steuerbar sein. Die geteilte Anordnung der Schubwalze vereinfacht Montage und Wartung und unterstützt das Wenden und Kurvenfahren im Wasser. Ansonsten kann durch Lenken der Vorderräder das Wenden im Wasser erzielt werden.

Wenn die Walzenhälften an voneinander unabhängigen Schwenkarmen gelagert sind bzw. wenn je zwei Teilwalzen auf einer gemeinsamen Querachse gelagert sind, die jeweils an einem Schwenkarm befestigt sind, läßt sich mit dem Fahrzeug leicht eine Anpassung an Bodenunebenheiten erreichen, z.B. bei Schrägfahrten entxang der Uferböschung, so daß das Fahrzeug in jedem Augenblick durch unabhängig voneinander gegen den Boden vorgespannte Schwenkarme mit den Teilwalzen abgestützt ist. Die voneinander unabhängigen Radarme und Schubwalzenhälften gewährleisten außerdem eine größere Manövrierfähigkeit im Schwimmbetrieb.

Außer dem Einsatzzweck für die Abstützung eines Fahrzeuges beim Befahren von Uferböschungen bzw. beim Schräglagenausgleich bietet sich die vorbeschriebene Bauweise auch grundsätzlich für Kraftwagen an, die anstelle eines Kettenoder Raupenantriebs mit Hilfe der Schubwalzenanordnung geländegängig im Gebirge bei Schnee und Eis eingesetzt werden oder bei Morastboden während eines schwimmähnliohen Zustandes einen Vortrieb erzielen, wobei der Umfang des Einsatzes der gegebenenfalls geteilten Schubwalze nach Wunsch und nr.ch Erfordernis geregelt werden kann.

Zweckmäßigerweise sind die Schwenkarme im rückwärtigen Bereich des Fahrgestells mit am Fahrgestell abgestützten Hydrozylindern bezüglich ihrer Höhenlage einstellbar. Der Anpreßdruck der Schubwalze gegen den Boden kann mit Hilfe

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von auf die Schwenkarme wirkenden mechanischen oder pneumatischen Federeinrichtungen einstellbar sein. In diesem Sinne kann beim Geländebetrieb des Fahrzeuges im Fall eines Durchrutschens oder Durchdrehens der Vorderräder der Schubwalzenantrieb mit eingeschaltet werden, so daß dann ein besonderer Allradantrieb zur Verfügung steht.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die Schubwalze oder Schubwalzenhälften wie auch das oder die treibende(n) Radpaar(e) am Fahrgestell jeweils mit hydrostatischen Antrieben ausgestattet sein. Auf diese Weise entfallen mit Verschleiß behaftete abgedichtete Durchführungen für drehende Bauteile durch den als Schwimmwanne ausgebildeten Fahrzeugkörper. Ferner kann bei Verwendung von hydrostatischen Antrieben der Motor an der für den Fahr- und Schwimmbetrieb günstigsten Stelle angebracht werden, z.B. als Frontmotor, Mittelmotor oder Heckmotor, je nachdem, welche Aufbauten und welche Einsatzzwecke für das Fahrzeug überwiegend infrage kommen.

In spezieller Ausgestaltung der Erfindung können auf der Schubwalze oder auf den Schubwalzenhälften zusätzlich zu den Längsrippen quergerichtete Umfangsrippen angeordnet sein, die wenigstens im Schwimmbetrieb die Vortriebe-Wirkung der Längsrippen wesentlich erhöhen. Dabei besteht der Walzenkörper vorzugsweise als Hohlkörper aus Stahl oder Kunststoff.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist die Schubwalze in mehrere einzeln lösbar montierte Teilwalzen aufgegliedert, die vorzugsweise als Gummi- oder Plastikreifen

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mit einem stark ausgeprägten Rippenprofil, insbesonder Pfeilrippenprofil ausgebildet sind. In der hochgeschwenkten Ruhestellung können diese Teilwalzen über das rückwärtige Fahrzeugende vorstehen, wodurch sie als Auffahrdämpfer wirken.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Fahrzeuges nach der Erfindung

im Zustand der Straßenfahrt,
Fig. 2 das Fahrzeug im Schwimmbetrieb, Fig. 3 das Fahrzeug beim Hochfahren auf eine Uferböschung, Fig. 4 das Fahrzeug im Geländebetrieb-Fig. 5 eine Rückansicht des Fahrzeuges aus Fig. 1 und Fig. 6 eine vergrößerte schematische Darstellung der

an der Fahrzeugrückseite angelenkten Schwenkarme

mit leilschubwalzen.

Entsprechend den Zeichnungen umfaßt ein für schnelle Straßenfahrt ausgelegtes geländegängiges und schwimmfähiges Kraftfahrzeug nach der Erfindung ein Fahrgestell bzw. Fahrrahmen mit Bodenrädern an einer abgedichteten Bodenwanne. An der Bodenwanne 10 sind über eine nicht gezeigte Federung, beispielsweise mit Hilfe von Lenkern 11 (Fig. 6) an beiden Seiten jeweils vordere Bodenräder 12 und rückwärtige Bodenräder 13 angebracht, wobei vorzugsweise das vordere Radpaar 12 angetrieben ist. Der an beliebiger Stelle inerhalb des abgedichteten Fahrzeugrahmens 10 angeordnete Antriebsmotor wirkt auf die Vorderräder zweckmäßig über nicht gezeigte hydrostatische Antriebe, so daß keine beweglichen Durchführungen, sondern nur Durchführungen für Hydraulikleitungen vorgesehen zu werden brauchen.

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Am Heck des Fahrzeuges ist eine sich beispielsweise über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckende Schubwalze 15 angeordnet, die beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 in vier Teilwalzen 16 aufgegliedert ist, wobei die Teilwalzen z.B. aus aufblasbaren Gummireifen bestehen, die ein stark ausgeprägtes Rippenprofil 17, vorzugsweise im Pfeilrippenmuster aufweisen. Die Profilhöhe der Rippen 17 ist entspreche! i Fig. 6 bewußt groß gehalten, damit die Schubwalzen im Schwimmbetrieb oder im Schnee oder Morast einen wirksamen Vortrieb erzeugen können. Weiterhin können gemäß einer Seitenansicht der Schubwalze gemäß Fig. 6 die Längsrippen leicht nach vorn geneigt sein, oder die Vorderseite der Rippen verläuft im wesentlichen in Radialrichtung oder in einer dazu parallelen Ebene.

Anstelle der einzelnen aufblasbaren Reifen aus Kautschuk oder Weichplastik kann die Erfindung auch mit anderen Arten von Schubwalzen realisiert werden, z.B. mit Hilfe von Hohlzylindern aus Stahl oder Kunststoff und darauf befestigten Rippen, die im Schwimmbetrieb wie auch bei Geländefahrt vergleichbar gute Ergebnisse liefern. Der Vortrieb bei Wasserfahrt wird verbessert, wenn die Wirkung der in Längsrichtung verlaufenden Rippen in bestimmte Längsabschnitte unterteilt ist, und wenn zu diesem Zweck auf einer durchgehenden Schubwalze oder auf Schubwalzenabschnitten Umfangsrippen oder sogenannte Radialkämme vorgesehen sind.

Die Schubwalze 15 ist vorzugsweise zwischen ihren Enden irit Hilfe von Schwenkarmen 18 gelagert, die am Fahrgestell mittels Querzapfen 19 gelenkig jehaltert sind. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind gemäß Fig. 5 und 6 zwei Schwenkarme 18 voneinander unabhängig am Fahrzeugrahmen 10 angelenkt, wobei jeder Schwenkarm eine Querachse 20 trägt, auf der jeweils zwei Teilschubwalzen 16 drehbar gelagert sind.

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An jedem Schwenkarm 18 greift mittels eines Gelenkzapfens 21 die Kolbenstange 22 eines Hydrozylinders 23 an, dessen Lagerauge über einen Schwenkzapfen 24 am Fahrgestell 10 schwenkbar befestigt ist. Fig. 6 zeigt, daß der Schwenkarm 18 mit der darauf gelagerten Schubwalze bei eingefahrene:)! Hydraulikzylinder 22, 23 in der oberen Endstellung steht, die auch der Ruhestellung nach Fig. 1 entspricht. Außerdem ist in Fig. 6 der zweite Schwenkarm 18 in einer unteren abgesenkten Stellung gezeigt, die mit ausgefahrenem Hydraulikzylinder 22, 23 erreicht wird und etwa dem Betriebszustand nach Fig. 3 entspricht.

Zweckmäßigerweise sind auf jeder Querachse 20 zwei Teilschabwalzen 16 gelagert, wobei das Walzenpaar 16a von dem Walzenpaar 16b (Fig. 5) über nicht gezeigte hydrostatische Antriebe unabhängig angetrieben wird, die bei der Geländefahrt entsprechend dem Zustand in Fig. 3 mit dem Vorderradantrieb unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Raddurchmesser synchron laufen.

Im Schwimmbetrieb gemäß Fig. 2 werden die Schwenkarme 18 in eine geeignete Stellung nach oben geschwenkt, in der ein optimaler Vortrieb entsteht. Die günstigste Stellung für den Vortrieb ergibt sich unter Berücksichtigung der Eintauchtiefe des Fahrzeuges und auch in Beachtung der Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit des mit dem Rippenprofil 17 versehenen Schubwalzenantriebes. Die maximal erreichbare obere Endstellung ist so bemessen, daß auch bei verhältnismäßig großer Eintauchtiefe des schwimmenden Fahrzeuges noch die Eintauchtiefe der Schubwalzen 16 individuell geregelt werden kann. Im Schwimmbetrieb erfolgt eine Unterstützung der Lenkung des Fahrzeuges durch unterschiedliche Eintauchtiefen der an den Radarmen 18a oder 18b gelagerten Schubwalzen 16a bzw. 16b und/oder durch unterschiedliche Drehzahl und/oder Drehrichtung.

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Mit dem Gegenstand dieser Erfindung wird somit ein zur Beförderung von Gegenständen (Lasten) oder Personen anwendbares Amphibienfahrzeug geschaffen, das sich nicht nur für schnelle Straßenfahrt und bestimmungsgemäß für den Schwimmbetrieb eignet, sondern mit Vorteil auch im Ubergangsbereich zwischen festen und flüssigem Untergrund wirkungsvoll eingesetzt werden kann, nämlich auf sumpfigen oder morastigen Böden oder bei Uferböschungen und dergleichen. Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Schubwalzenanordnung vorteilhafte zusätzliche Einsatzmöglichkeiten, z.B. für Spezialfahrzeuge in Eis oder Schnee und bei Hangfahrten aller Art.

Besonders kennzeichnend für den Schubwalzenantrieb ist die in vertikaler Richtung verschwenkbare angetriebene Walze mit einer stark ausgebildeten Verrippung. Die Schubwalze kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein, wobei die Walzen auf einer gerneinaamen Achse getrennt angetrieben

angetrieben und auch verschwenkt wird. Diö Walze oder das Walzenpaar kann mit Hilfe von mechanischen oder hydraulischen Einrichtungen gehoben und gesenkt werden. Dabei ist das Anheben des Fahrzeuges durch die Schubwalzenanordnung am Heck möglich. Andererseits kann die Schubwalze auch gefedert an den Untergrund so angepreßt werden, daß eine optimale Abstützung und ein wirkungsvoller Vortrieb gewährleistet ist.

Der Antrieb der Schubwalze(n) erfolgt mechanisch oder hydrostatisch in Verbindung und synchron mit dem Frontantrieb. Bei Schwimmfahrten kann der Antrieb der Schubwalzen von dem Frontantrieb unabhängig gemacht werden.

Im einzelnen dient während der Straßenfahrt die hochgeschwenkte Schubwalze aus Weichgummi oder Wichplastik in Form von Luft-

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reifen als Auffahrdämpfer. Bei der Straßenfahrt genügt der Antrieb der Vorderräder, gegebenenfalls in Form eines hydrostatischen Einzelradantriebes, um Durchbrüche durch den als Schwimmwanne ausgebildeten Fahrzeugkörper zu vermeiden.

Bei Fahrten im Gelände wird der Schubwalzenantrieb in Verbindung mit dem Frontantrieb nach Art eines Allradantriebes benutzt, was insbesondere beim Hochfahren an Uferböschungen und sumpfigen Hängen infrage kommt. Die Schubwalzenanordnung wird mittels Hydraulikzylinder gegen den Boden gedruckt, über eine mechanische oder pneumatische Feder wird der Anpreßdruck reguliert und werden Bodenunebenheiten aufgefangen. Zum Vorschub im Wasser wird die Schubwalzenanordnung wie bei der Straßenfahrt in ihre höchste Stellung geschwenkt und mit einer höheren Drehzahl angetrieben, wobei die Verrippung den Vortrieb nach dem Prinzip eines Schaufelrades bewirkt. Bei Verwendung eines hydrostatischen Antriebes für die Vorderräder und die Schubwalzenanordnung kann der Antriebsmotor an der für den Fahr- und Schwimmbetrieb günstigsten Stelle angebracht werden und somit als Front- oder Mittel- oder Heckmotor ausgebildet sein. Die Erfindung ist nicht auf die gezeichneten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

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Claims (15)

DlPL.-ING, VV'LFRID ;R.A!=CK PATENTANWALT 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003 HFM Hohenloher Fahrzeuge- und Masch.inenv.er.trieb. .GmbH, iang.enb.urg - Sch 532ä - A η s. p. r. ü c.

1. Straßenfahrzeug mit Schwimmantrieb, bestehend aus einem Fahrgestell mit einer abgedichteten Bodenwanne und mindestens einem, vorzugsweise angetriebenen, vorderen und einem rückwärtigen Paar von Bodenrädern, einem auf dem Fahrgestell angeordneten Fahrgast- und/oder Ladeaufbau und einer beim Schwimmbetrieb wirksamen VortriexDseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebseinrichtung eine um eine waagerechte Achse drehbar angetriebene Längsrippen (17) tragende Schubwalze (15) aufweist, die mit Hilfe von Schwenkarmen (18) an der Fahrzeugrückseite zwischen einer unteren gegen den Boden vorgespannten Stellung und einer oberen teilweise in das Wasser eintauchenden Stellung höheverstellbar ist.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich im wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckende Schubwalze längsgeteilt und jede Walzenhälfte (16a, 16b) bezüglich ihrer Drehzahl und Drehrichtung unabhängig steuerbar ist.

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3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenhälften an voneinander unabhängigen Schwenkarmen

(18) gelagert sind.

4. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenhälften jeweils aus mehreren Teilv.-ilzen bestehen.

5. Fahrzeug nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Teilwalzen auf einer gemeinsamen Querachse gelagert sind, die jeweils an einem Schwenkarm befestigt ist.

6. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarme durch am Fahrgestell angelenkte Hydrozylinder bezüglich ihrer Höhenlage einstellbar sind.

7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck der Schubwalze gegen den Boden mit Hilfe von auf die Schwenkarme v/irkenden mechanischen oder pneu- ■ matischen Federeinrichtungen einstellbar ist.

8. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Schubwalze oder Schubwalzenhälften mit dem angetriebenen Bodenradpaar synchronisiert und im Schwimmbetrieb vom Bodenradantrieb unabhängig steuerbar ist.

9. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubwalze oder Scnubwalzenhälften mit einem hydros' ι tischen Antrieb ausgestattet sind.

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10. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schubwalze oder Schubwalzenhälften zusätzlich zu den Längsrippen quergerichtete Umfangsrippen angeordnet sind.

11. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubwalze oder Schubwalzenhälften Hohlwalzen aus Stahl oder Kunststoff sind.

12. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilwalzen als Gummireifen mit einem stark ausgeprägten Rippenpro^il, vorzugsweise Pfeilrippenprofil ausgebildet sind.

13. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubwalze in der oberen Stellung der Schwenkarme ihre Ruhestellung hat.

14. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Weichplastik bestehenden oder als Luftreifen ausgebildete Schubwalzen in der hochgeschwenkten Ruhestellung über das rückwärtige Fahrzeugende vorstehen und als Auffahrdämpfer (Stoßstange) wirken.

15. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Radpaare hydrostatisch angetrieben sind und Anschlüsse aufweisen, die durch den als Schwimmwanne (10) ausgebildeten Fahrrahmen hindurchgeführt sind.

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