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Ausgleichgetriebe als Lenkgetriebe für Gleiskettenfahrzeuge Wenn ein
Gleiskettenfahrzeug eine Kurve befährt, so sind stets zwei Bedingungen. erfüllt.
r. Die kurvenäußere Gleiskette läuft schneller als die kurveninnere; es, muß also
die Drehzahl des äußeren Antriebsrades. höher sein als die des inneren. 2. Die auf
die Gleisketten übertragenen Antriebskräfte: sind bei der kurvenäußeren. Gleiskette
größer als be;ii der inneren. Die Differenz zwischen beiden Kräften muß genügen,,
um die Gleisketten quer zu ihrer Fahrtrichtung zu schwenken.
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Diese beiden Bedingungen sind also stets, erfüllt, unabhängig davon,
durch welche mechanischen Mittel die Kurvenfahrt erreicht wird. Grundsätzlich genügt
es dabei, durch die gewollte Erfüllung einer dieser Bedingungen auch die Erfüllung
der zweiten Bedingung auszulösen.
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Bei den üblichen Lenkgetrieben nach C 1 e t r a c wird dar Weg beschritten,
das Drehzahlverhältnis der beiden Gleiskettenantriebsräder gegeneinander festzulegen.,
wobei sich dann die Antriehskrüfte den Widerständen entsprechend verteilen. Bei
der Einfahrt in die Kurve sind aber die Drehzahlen beider Gle@isket.tenan.tritbsräder
einander gleich. Soll durch Beitätigen dein Lenkhebelsi ein, von r. abweichendes
Übersetzungsverhältnis zwischen beii, den Halbachsen, hergestellt werden, so wiird
dies durch entsprechenden Reibungsschluß in Kupplungen oder Bremsen erreicht, wodurch
eine allmähliiche Angleichung an die neuen. Drehzahlen
stattfindet:
Aus diesem Grunde sind alle Lenk= getriebe, die nach diesem System anbeten, mit
einer Bremsverlustleistung behaftet, deren Größe sich allerdings durch Wahl der--Übersetzung
zwischen: den beiden Halbachsen beeinflussen und durch Anwendung einer Mehrzahl
von Übersetzungen auch weitgehend verringern läßt.
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Wenn man erfindungsgemäß für die Auslösung der Kurvenfahrt den anderen
Weg geht, indem man ein bestimmtes Kraftverhälüniis für die Antribbe der beiden
Halbachsen festlegt, so, wird .sich auf Grund der als ausreichend vorausgesetzten
Überschußkraft des äußeren Antriebes der Kurvenlauf und damilt auch ein von i. abweichendes.
Drehzah.lverhältn;iis zwischen den beiden Halbachsen einstellen. Die Verlagerung
des Antriebskraftverhältnisses i : i bei Geradeausfahrt auf ein für die Kurvenfahrt
ausreichendes Kraftverhältnis. kann ohne Relativbewegung der arbeitenden Teile ledigNch
durch Wechseln der Hebelarrne erfolgen.
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Die Wirkungsweise wird am besten aus dem in der Zeichnung wiedergegebenen
Schema des neuen. Lenkgetriebes I klar. Das, Lenkgetriebie besteht: aus einem inneren
normalen. Stiiirnraddiferen@al, dem außen beiderseits gleiche Übersetzungen,- die
von der inneren abweichen, angefügt werden. Durch je zwei! Kupplungen auf jeder
Seite könnten die Halbachsen wechselweise mit dem inneren oder äußeren Differentialsonnenrad
gekuppelt werden. Für Geradea.usfahrt kann, man entweder beeide inneren oder beide
äußeren Kupplungen einrücken und hat damit, die Wirkung des> noirmalen D!ifferentiaJs.
Will man hierbei! den Kurs blockieren, so können alle vier Kupplungen gleichzeilüig
eingeschaltet werden, wodurch de inneren Sonnenräder gegen die äußeren verblockt
werden, so da.ß sich der gesamte Antrieb, als ein Ganzes dreht. Soll aus diesem
Zustand heraus eine Kurve gefahren werden, so. witrd z. B.. auf der kurveninneren
Seite das, !innere Sonnenrad bi und auf der kurvenäußeren Seite das äußere Sonnenrad
b2 ausgekuppelt. Es bleiben damit lediglich noch folgende Teeile des Antriebs in
Funktion: Auf der kurveninneren, z. B.. auf der lihken Seite i.se das äußere 'Sonnenrad
b. mit dem Baken Kettenantri.ebsrad gekuppelt. Über das linke äußere Planetenrad
a2 und das !innere Planebenradpaar a1 ist die Verbindung zum rechten inneren. Sonnenrad
hergestellte, das mit, dem rechten Kettenantriebsrad gekuppelt ist. Das. Fahrzeug
wird also jetzt durch ein .sogenann:tes. allgemeines Dirfferential, das lest ein
in den Planetenrädern übersetztes Differential, angetrieben. Dadurch wird bei vorerst
noch bestehender Drehzahlgleichheit beider Kettenantriebsräder infolge der Planetenradübersetzung
auf das rechte innere Sonnenrad und damit auf das rechte Kettenrad ein: größeres.
Drehmoment ausgeübt als auf das, linke Kettenrad. Zufolge dieser größeren auf die
rechte Gleiskette wirkenden Antriebskraft wird diese sich vor die linke vorzuschieben,
suchen, und damit das Fahrzeug nach links herum schwenken. Während der Schwenkung
wird sich dann auch beim äußeren Kettenrad eine größere Drehzahl einshellen als
beim inneren. Da herbie!i also die ungleiche Verteilung der Antriebskräfte durch
dass Einkuppeln der entsprechenden. Übersetzungen ohne jedes Schleifen ein. den
Kupplungen geschieht, da sowohl alle vier Sonnenräder als auch die beiden Kettenantriebsräder
dieselbe Drehzahl haben, so@ kann durch das. Einkuppeln auch kein Lei:situn.gsverlusti
eintreten. Der Drehzahlunterschied zwischen beeiden Halbachsen stellt sich erst
später unter der Wirkung der ungleichen Kräfte ein, was von dem allgemeinen Ditfferentiial
ohne weiteres, und ohne besondere Verluste zugelassen wird.
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Beim Übergang von der Kurvenfahrt in die Gerade werden entweder beide
inneren oder beide äußeren Kupplungen eingerückt. Hierdurch wird das allgemeine
aber in, eiirr normales zurückverwandelt. Beide Differentiale gestatten aber ohne
weite-reis einen Drehzahlunterschied zwischen beiden Halbachsen, so daß beim Zurückkuppeln
auf die Geradeausfahrt auch keine Verlustleiistung entstehen kann. Lediglich die
Sonnenräder bis zu ihren Kupplungen müssten. auf die der neuen Schaltung entsprechende
Drehzahl gebracht werden. Infolge der geringen Masse der Sonnenräder isst die dabei
auftretende Verlustleiistung verschwindend gering und kann vernachlässigt werden.
Ist dann auf das normale Differential zurückgeschaltet, so wird unter der Wirkung
der auf beiden Seiten nunmehr gleichen Antriebskräfte und der äußeren Widerstände
gegen eine Schwenkung auch die Kurvenbewegung aufhören, d. h. e s werden sich auch
wider gleiche Ailrtriebsgeschwiu.digkeiten auf beiden Seilten einstellen Danach
ist! es dann wieder möglich, durch Einschalten aller vifer Kupplungen den geraden.
Kurs zu blockieren, und zwar auch wieder ohne Brems- oder Kupplungsverlustle:istung.
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In Abb. i und Z sind die Antriebsdrehmomente beim normalen und allgemeinen
Differential gegenübergestellt. Abb. i stellt. diie Drehmomente- des normalen Differentials
dar, die auf beiden Seiten: einander gleich siind. Für Geradeausfahrt wird auf jeder
Seite dass; Drehmoment Mf gebraucht, so däß mit dem AntriebsmomenüMt= 2 - Mf im
Zustand i gefahren wiird. Wird dann für eine Rechtskurve auf der linken Antrieibssefe
zusätzlich das Drehmoment M", benötigt, so, muß gleichzeitig da Drehmoment des.
Motors vom Zustand i auf den Zustand 2 in Abb. i gesteigert werden, wobei auf dein
rechten Antriebsseite das über das normale Antriebsdrehmoment Mf überschießende
Stück abgebremst- werden muß. Hierbei ist also Mt,, = Mb,-Anders, liegen
die Verhältnissee beim Lenkgetriebe I (Atbb. 2), das, zunächst, bei Geradeausfahrt
im Zustand i auf beiden Antriebsseiten auch wieder das gleiche Moment Mf überträgt.
Wird dann fier Kurvenfahrt das allgemeine Diifferenüial eingeschaltet, so, isit
nicht mehr die i : i-Linie unter 45° die Zustandslinie, sondern z. B. die stark
ausgezogene y@-Limile, die das Antriebsmoment Mt, dem Planebenradübersetz,ungsverhältnis
entsprechend, auf die beiden Triebachsen verteiilt Dabei behält aber die 45°,-Linie
als Mt Achse ihre Gültigkeit, da
sie unabhängig von der Lage
des Zustandspunktes über die 45°-Parallelen dass. Antriebsmoment angibt. Das. dabei
im Zustand 2 links über 311 hinaus vorhandene Drehmoment 1i1" steht dann für das
Wenden zur Verfügung.
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Reicht dieses Wendemoment im Zustand 2 nicht aus, so muß das, Motosrdrehmoment
weiter gessteigert werden., bils der D,rehmomentenüberschuß der linken Seite: gegenüber
der rechten die genügende Größe 3h"' im Zustand 3 erreicht hat (Absb@. 3). Dabei
stehen dann auf beeiden Seiten die Drehmomente 131n zur Beschleunigung in Fahrtrichtung
noch zusätzlich zur Verfügung. Mit, geringerer Gess-amtleistung läßt s,i ich die
Kurvenfahrt in dem Zustand 4. erreichen (Abb..f), wobei das Drehmoment auf der linken
Antriebsseite gerade: = Al,' -i- ,Il f ist. Das auf der rechten Seite dabei
übeir liIf hinaus verfügbare Moment -Alb, inuß dann abgebremst werden. Es
ergibt sieh daraus, daß die Kurven bei dem neuen Lenkgetriebe zwar ganz ohne Bremsen
gefahren werden können., daß man aber für die Sonderfälle:, in denen die gesamte
1lotorleisroung für e!ine entsprechend beschleunigte Kurvenfahrt im verlustlosen
Zustand 3 nicht mehr ausreicht, im Zustand: d. mit geringerer Mostorlseiistung die
Kurvenfahrt doch noch erzwingen kann, wobei gegenüber dem normalen Differential
in Abb @. z das Bremsmoment! 31b, hier wesentlich geringer ausfällt.
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Durch die Überseitvung des allgemeinen. Differentials. wird das Kraftverhältnis.
zwischen der äußeren und, der inneren Gleiskettenantrdcbsseite festgelegt. Dass
dabei; für die Kurvenfahrt. zum Wenden verfügbare Drehmoment wächst also mit der
Motorbelastung. Reicht diese- Anpassungsfähigkei:t nicht aus, so, kann, wie oben
beischrieben, durch kleine Biremsmomen.te an der kurvesninneren Antriehsseite das
verfügbare Wendemoment noch weiter gesteigert werden. Das i erforderliche Wendemoment
ist, in hohem Maße von, der Beschaffenheit der Fahrbahn abhängig.
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Will man sich ohne Verlustleiistung den Bodenbes,chaffenheiten weiter
anpassen können, so läßt sich des, durch Verändern, des Momenstesnübersetzungsverhältn!isises
im allgemeinen Differential erreichen. Wenn z. B. gemäß ,,bb. 5 im Lenkgetriebe
drei, verschiiedene Momentenübersetzungsverhältn:iss e zur Verfügung stehen, so
kann, man sich den praktischen Erfordernissen weitgehend und verlustlos anpassen
und hat darüber hinaus in den Sonderfällen, wo zussützliches@ Bremssenn. trotzdem
noch erforderlich werden, sollte, die, Bremsverluste gegenüber dem mit nur einer
Übersetzung ausgerüsteten: allgemeinen Differential von Abb. 4. noch weiterhin wesentlich
herabgedrückt.
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Diese Fahrw ise nach Abb,. 5 wird durch das Lenkgetriebe I" ermöglicht,
dessen Schema. dar- ' gestellt ist. Die! angegebenen Übersetzungsverhältnisse in
Verbindung mit dem dort dargestellten Schaltschema, ermöglichen nach beiden Seiten.
eine Steigerung des Drehmomentenüb:ersetzungsverhältnieses in drei geometrischen
Stufen. Durch Hinzufügen nur eines weiteren. Planetenradpaaresss lassen s ,sich
in einem Getriebe Ib diie beIderseits zur Verfügung stehenden übersetz.ungsverhältniisse
sogar auf sechs steigern. Da in, den Kupplungen keine Reibungsarbeit, zu leisten
isst, können diesle konstruktiv entsprechend einfach ausgebildet werden., z. B.
als Klauenkupplungen in ähnlichen. Formen, wie sie in. Au-tomobfgetrieben üblich
sind. Man hat es also durch das neue System in der Hand, sich dem Idealfall durch
einfache: Mittel weitgehend verlustlos. anzupassen.
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Darüber hinaus, lassen. sich. noch einige konstruktive Vereinfachungen.
an: diesem neuen, Lenkgetr!i!ebe vornehmen, allerdings. auf Kosten. des, oben beschriebenen
Idealzustandes. So, werden, bei dem Lenkgetriebe 1I nur zwei: Kupplungen verwendet,
unter Verzicht: auf die Antriebsmöglichkeit a,lssi normales Differen:tiial. Für
Geradeausfahrt müssen also hier beide Kupplungen eilngekuppelt sein, d. h. dass
Differe,nt,i.al i!st dabei gesperrt. Für Kurvenfahrt wird einseitig die entsprechende
Kupplung gelöst, was auch verlustlos geschieh.u Nur beii dem Übergang von der Kurve
in dies Gerade, der durch WLedereinkuppeln der gelösten Kupplung erzielt wird, tr-iitt
hierbei eine gewisse Verlustleistung auf, die sich durch die Angleichung der in,
der Kurve verschiedenen Drehzahlen der, beiden Halbachsen ergibt.
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Eine weitere. Kupplung läßt sich .sparen, wenn man z. B. beine Lenkge:triieibe
III die Kupplungen des Getriiebs-css I durch Freiläufe ersetzte. Hierdurch würde:
sich eine labile Kurshaltung ergeben, wenn man eichst für Geradeausfahr t beide
Halbachsen durch die in der Mittel gelegene Kupplung K zusammenkuppelt. Für die
Kurvenfahrt muß diese Blockierkupplung gelöst und dann. durch ledi'chtes kurzzeitiges
Anbremsen der kurveninneren Bremstrommel die für diese Kurveurnchtung erforderliche
Wirkung der Freiläufe ausgelöst werden. Da man hierbei sowieso auf den. An:tr,i@e!b@
durch ein normales Dilfferential für Geradeaussifahrt verzichtet, so kann man: zweckmäßiger
den Ersatz der Kupplungen durch Fre:isläufe anstatt bei dem Lenkgetriebe I bei II
vornehmen und. erhält damit das Getiriebe IV. Auch hier muß für Geradeaus.fahrt
die mittlere Kupplung h eingekuppelt! werden., und für die Kurvenfahrt bedarf es
außer dem Lössen. der Kupplung K auch eines leichten kurzzeitigen Anb remsens der
kurveninsne.ren Bremsscheibe, um die richtige Freilaufwirkung auszulösen. Für, Rückwärtsfahrt
muß die, Freila.ufwirkung umgekehrt werden, wozu in. ihrer Wirkrichtung umschaltbare
Freiläufe verwendet werden. müßte:n. Hierdurch geht ein, Teil der konstruktiven.
Vereinfachung, die durch die Freiläufe erzielt werden könnte, -wieder verloren,
so daß für dile: praktische Anwendung die Lenkgetriebe I oder besser 1a zu empfehlen
sind.
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Die Betätigung der Kupplungen läßt sich von der Drehung eines, üblichen.
Steuerrades ableiite:n, an dem durch Rasten die einzelnen Kupplungsstellungen fühl;har
gemacht werden sollten. und der Einsatz der Lenkbremse durch zusätzlichen erhöhten
Drehwidierstand. bemerkbar wird, um so zu verhindern, daß der Fahrer in Gedankenlosigkeit
für
jede kleine Schwenkung das Steuer bis zur Bremsstufe herumdreht. Durch die zusätzlich-Kraftanstrengung
wird diese Lenkstellung dann auf einfachste Weise auf die wenigen Ausnahmefälle
beschränkt, in denen sie unvermeidlich ist.