DE957184C

DE957184C - Raupenfahrzeugantrieb

Info

Publication number: DE957184C
Application number: DEH13559A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Thoma
Original assignee: Hydromatic GmbH
Current assignee: Hydromatic GmbH
Priority date: 1952-08-22
Filing date: 1952-08-22
Publication date: 1957-01-31
Also published as: CH331729A; US2874591A; FR1113793A; GB762816A

Description

Die meisten Raupenfahrzeugantriebe verwenden außer einem mehrstufigen Schaltgetriebe, welches unmittelbar vom Schwungrad des Motors gegebenenfalls noch mit einer Reibungskupplung angetrieben wird, noch zwei Planetengetriebe, meist in der Form eines Innenzahnkranzgetriebes. Die beiden Innenzahnkränze werden zusammen von der Abgangswelle des Schaltgetriebes angetrieben, die Planetenradträger werden mit je einer Raupe,

ίο meist noch unter Zwischenschaltung eines Vorgeleges, verbunden, und die Sonnenräder werden für die Vorwärtsfahrt durch Bremsen festgehalten. Löst man eine solche Bremse, so wird die betreffende Raupe zunächst vom Antrieb losgekuppelt. Wenn man dann noch die losgekuppelte Raupe durch eine Lenkbremse abbremst, so wird die betreffende Raupe festgehalten und das Fahrzeug zur Kurvenfahrt gezwungen.

Bei der sogenannten Cletraklenkutig sind Planetengetriebe, die man auch als Überlagerungsgetriebe bezeichnet, ebenfalls in zwei Exemplaren üblich, jedoch mit dem Unterschied, daß nach dem Loskuppeln und Abbremsen einer Raupe diese nicht völlig zum Stillstand kommt, sondern mit verringerter Geschwindigkeit weiter angetrieben wird, wodurch der Anteil der bei der Lenkung vernichteten Energiemengen verringert wird, dafür aber das Fahrzeug nicht um eine Raupe als Mittelpunkt sich drehen kann, sondern nur einigermaßen weite Kurven zu fahren vermag.

Es sind ferner die sogenannten Überlagerungslenkungen mit nahezu verlustfreier Lenkung be-

kannt. Bei diesen werden zwei Überlagerungsgetriebe, meistens in Form von Innenzahnkranzgetrieben, welche genau wie bei der gewöhnlichen Bremslenkung in den Antrieb jeder Raupe eingeschaltet sind, durch eine Nullwelle so verbunden, daß bei Feststehen dieser Nullwelle auch die beiden Sonnenräder festgehalten werden und das Fahrzeug daher geradeaus vorwärts oder rückwärts fahren muß, wenn die entsprechenden Gangstufen

ίο im Hauptschaltgetriebe eingeschaltet werden. Ferner ist bei diesen Überlagerungslenkungen die Nullwelle so mit den Sonnenrädern verbunden, daß bei Drehung dieser Nullwelle in bestimmtem Drehsinn das eine Sonnenrad rechts, das andere links angetrieben wird, was durch Einschaltung eines Umkehrrades erzielt wird. Damit erreicht man, daß beim Drehen der Nullwelle eine Drehung des Fahrzeuges um eine Vertikalachse erzielt wird, und zwar dadurch, daß unabhängig von der Einstellung des Hauptschaltgetriebes den Raupen eine gewisse Geschwindigkeitsdifferenz, welche je nach ihrem Sinne Rechts- oder Links wen dung des Fahrzeugs bedingt, aufgezwungen wird. Diese Fahrzeuge können daher auch auf der Stelle drehen, indem die eine Raupe vor-, die andere rückwärts läuft.

Der Antrieb der Nullwelle geschieht durch ein regelbares Getriebe, sehr häufig ein hydrostatisches Regelgetriebe, welches imstande sein muß, die Nullwelle unter Last vor- oder rückwärts zu drehen oder auch unter Last festzuhalten. Der Antrieb des Primärteils dieses Getriebes hängt meistens am Fahrzeugmotor.

Diese bekannte Einrichtung der Überlagerungslenkung mit verlustfreiem Regelgetriebe gibt große Verbesserungen, ist jedoch sehr kompliziert, da außer dem Lenkgetriebe (hydrostatischem Regelgetriebe) und den beiden Überlagerungsgetrieben auch noch ein vielstufiges Schaltgetriebe notwendig ist.

Es sind schließlich auch rein hydraulische Antriebe mit zwei kompletten hydraulischen Getrieben bekannt. Bei diesen müssen die beiden hydraulischen Getriebe dauernd die volle Motorleistung übertragen. Die Schwierigkeiten, hydraulische Getriebe für die volle' Motorleistung in den engen Räumen solcher Fahrzeuge unterzubringen, sind sehr groß. Hinzu kommt die noch größere Schwierigkeit, die Verlustleistung bei vollständiger hydraulischer Energieumformung ohne schädliche Überhitzung aufzunehmen.

Erfindungsgemäß wird unter Wahrung der günstigen Fahreigenschaften dieser bekannten Überlagerungsregelantriebe eine wesentliche Vereinfachung und weitere Verbesserung dadurch erzielt, daß die Überlagerungsgetriebe in Verbindung mit einem bzw. zwei Regelgetrieben bekannter Art gleichzeitig zur Schaltung und Lenkung ausgenutzt werden. Unter Beibehaltung der Überlagerungsgetriebe wird die Nullwelle beseitigt, und statt dessen werden die Sonnenräder oder allgemein die entsprechenden Wellenstümpfe der beiden Überlagerungsgetriebe mit je einem hydraulischen Regelgetriebe angetrieben, deren Primärteil am Fahrzeugmotor liegt. Das Hauptschaltgetriebe kann dann wegfallen, oder es kann auf eine geringe Zahl von Stufen beschränkt werden, weil man bei dieser Ausführung mit den beiden Regelgetrieben den beiden Raupen nicht nur eine bestimmte Differenz ihrer Laufgeschwindigkeit aufzwingen kann, sondern sie auch dazu veranlassen kann, ganz nach Bedarf zusätzlich vor- und rückwärts zu laufen, womit das Schaltgetriebe gänzlich oder doch zum größten Teil entbehrlich gemacht wird.

Bei der Erfindung wird bei mittleren Schaltzuständen keine Motorleistung, bei den Höchstfahrgeschwindigkeiten höchstens die halbe Motorleistung umgeformt. Damit verbunden ist eine wesentliche Verringerung der Verluste, da — zumal in den mittleren Fahrzuständen — die hydraulischen Verluste ganz gering -werden und der Wirkungsgrad dieser in der Praxis die größte Wichtigkeit besitzenden Fahrzustände so hoch wird wie bei einem einfachen Zahnradvorgelege, d. h., es können leicht 95 ^fl/o erreicht werden.

In der Zeichnung sind in den Abb. 1 bis 3 drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 werden vom Motor 1 mit dem Schwungrad 2 zunächst über die Zahnräder 3, 4 und 5 die Primärteile 6 und 7 zweier hydraulischer Regelgetriebe bekannter Art angetrieben. Die Sekundär teile 8 und 9 treiben einen Wellenstumpf der beiden Überlagerungsgetriebe 10 und 11 an, welche hier beispielsweise in Form der bekannten Kegelraddifferentiale ausgeführt sind. Die Abtriebswellen 12 und 13, welche in bekannter Weise die Raupen 14 und 15 über die Kegelräder 16, 17 und die Vorgelege 18, 19 antreiben, die in Abb. 1 beispielsweise zweistufig dargestellt sind, hängen an den Umlauf rädern der Überlagerungsgetriebe 10 und 11. Der dritte Wellenstumpf kann über die Zahnräder 20, 21 und 22 mit der Klauenkupplung 23 wahlweise mit von der Motorwelle angetrieben werden, oder es ist auch möglich, diesen durch den Sperrzahn 24 festzuhalten.

Die Wirkungsweise dieses Getriebes ist folgende: Bei eingeschalteter Klauenkupplung 23 und Mittellage der Primärteile 6 und 7 werden die Sekundärteile 8 und 9 hydraulisch festgebremst, so daß in diesem Zustand der Motor 1 mit den Überlagerungsgetrieben als Vorgelege, und zwar beispielsweise in Abb, 1 mit dem Übersetzungsverhältnis ι : 2, die beiden Abtriebswellen 12 und 13 antreibt. Sofern dann auch noch die Vorgelege 18 und 19 mit einer bestimmten Stufe, zweckmäßig beide mit derselben Stufe, eingeschaltet sind, wird das Raupenfahrzeug mit bestimmter, entsprechend dem Vorgelegeverhältnis der Triebe 10 und 11 mit geringer Geschwindigkeit vorwärts getrieben. Schwenkt man sodann die Primärteile 6 und 7 gleichsinnig etwa mit dem Getriebehebel 25 aus, so wird diese Vorwärtsgeschwindigkeit je nach dem Sinne dieser Ausschwenkung vergrößert oder verkleinert, womit die Wirkungsweise des sonst üblichen Hauptschaltgetriebes erreicht wird. Das Fahrzeug läuft dann mit entsprechend verringerter

oder vergrößerter Geschwindigkeit vorwärts, auch Stillstand ist möglich, wenn die Sekundarterle mit entsprechender Geschwindigkeit rückwärts laufen und sogar auch eine gewisse Rückwärtsgeschwindigkeit, wenn man diese entsprechend schnell rückwärts laufen läßt. Schwenkt man dagegen die Primärteile 6 und 7 nicht gleichsinnig, sondern gegeneinander oder auseinander, etwa durch Drehen des Steuerrades 26, so laufen die Abtriebswellen 12 und 13 mit verschieden großer Geschwindigkeit bei eingeschalteter Klaue 23 im allgemeinen vorwärts. Hiermit ist erfindungsgemäß dieselbe Getriebeeinriohtung, welche das Schaltgetriebe ersetzt, gleichzeitig für die Lenkung verwendbar, was eine große Vereinfachung bedingt. Um zu große Ausschwenkungen besonders bei den Primärteilen zu verhindern, kann man Anschläge 27 in Verbindung mit den bekannten, zweckmäßigerweise doppelt wirkenden Federkraftsohlüssen 28 anwenden.

Schaltet man die Klaue 23 aus, so ist eine Art Leerlaufzustand des -Fahrzeugs erreicht, allerdings in der Weise, daß ohne entsprechende Bewegungen der Sekundärteile 8 und 9 nur gerader Vor- oder Rückwärtslauf möglieh ist, solange man die Zahnräder 20, 21 und 22 im Eingriff läßt. Hält man diese ferner nach Lösung der Klaue 23 durch einen Sperrzahn 24 oder eine verwandte Einrichtung fest, so wirken die Überlagerungsgetriebe nur wie ein gewöhnliches Vorgelege mit dem Übersetzungsverhältnis ι : 2, und dann kann man jede Raupe nach Belieben durch Ausschwenken * der Primärteile 6 und 7 vor- und rückwärts laufen lassen, wobei übrigens genau wie auch im Überlagerungsbetrieb ein Zurückschwenken der Sekundärteile 8 und 9 auf natürlich nicht zu kleine Hubgrößen noch weitere Drehzahlbeschleunigungen gestattet. Dieser letztgenannte Schaltzustand gestattet bequemes Vor- und Rückwärtsfähren sowie jede Lenkung, nach Bedarf auch auf der Stelle oder kombiniert mit langsamer Vor- oder Rückwärtsfährt. Der Betrieb des Fahrzeugs erfolgt dann gewissermaßen rein hydraulisch, wie dies auch sonst bekannt ist. Die erfindungsgemäß vorgesehene Hinzufügung des Überiagerungsantriebes zum rein hydraulischen Raupenantieb erweitert bei zweckentsprechender Wahl der Übersetzungsverhältnisse die Leistungsfähigkeit des hydraulischen Antriebes auf das Dreifache oder, wenn man die Klauen- und Sperrzahnumschaltung 23 und 24 wegläßt und sich mit einem langsamen Rückwärtsgang begnügt, auf fast das Zweifache.

Ein gegebenenfalls zweistufiges Vorgelege 18, 19 zwischen den Abtriebswellen 12, 13 und den Raupenantrieben in Abb. 1, also ein Gelände- und ein Straßengang, gegebenenfalls auch drei solche Gänge, sind dabei verhältnismäßig wenig störend, da ihre Umschaltung in der Fahrt nur selten vorkommt, wenn man die hydraulischen Antriebe reichlich groß wählt. Letzteres ist ohnedies nötig, weil bei raschem Drehen die hydraulischen Getriebe beinahe die volle Motorleistung übertragen müssen.

Die konstruktiven Einzelheiten der in Abb. 1 dargestellten Getriebeanordnung sind für die Erfindung unwesentlich, beispielsweise können auch andere Getriebeanoirdhungen, auch elektrische oder mechanische Regelgetriebe Anwendung finden, weil sie in Zusammenhang mit den Eigenschaften der Überlagerungsgetriebe besonders in der Sperrzahn- und Klauenumschaltung, wie sie in Abb. 1 dargestellt ist, im Dauerbetrieb nur einer Teilbeanspruchung unterworfen werden und meist der größte Teil der Motorleistung rein mechanisch über wenige Zähnräder übertragen wird.

Die regelbaren Primärteile 6 und 7 können dabei, wie in Abb. 2 dargestellt, auch statt in Form von Getriebeeinheiten mit schwenkbaren Zylindern auch als feststehende Getriebeeinheiten mit außenliegender Kardanwelle ausgeführt werden. Beim Sekundärteil kann man das gleiche vorsehen, wenn man nicht wie meist auf eine Regelbarkeit derselben verzichten will.

Bringt man ferner auf der Sekundärwelle die Bremsscheiben 29 <und 30 an, so kann man im Gebiet starker Drehmomenitentwicklunig oder kleiner Fahrgeschwindigkeiten, wo selbst die Sekundärteile 8 und 9 in Abb. 1 rückwärts laufen, ihre Wirkung durch Abbremsung dieser Scheiben unterstützen. Auch kann man mit diesem Hilfsmittel weiterfahren, wenn einmal das Regelgetriebe zerstört sein sollte. Um dann lenken zu können, müßte man diese Bremsen lösen, wodurch Leerlauf einer Raupe erzielt wird, und die betreffende Abtriebswelle durch eine weitere Bremse 31 bzw. 32 ab- bremsen. Die Überlagerungsgetriebe 10 und 11 in Abb. ι lassen sich daher auch z. B. behelfsmäßig zur Einrichtung einer Bremslenkung oder eines Leerlauf zustandes ausnutzen.

Wesentlich ist die Ausnutzung der ohnedies in den Raupenantrieben üblichen Überlagerungsantriebe, welche kinematisch als DifFerentialgetriebe angesehen werden können, zur gleichzeitigen Lenkung und Regelung an Stelle des Schaltgetriebes bzw. des getrennten Lenkgetriebes. Ferner ist für die Erfindung in ihrer weiteren Ausgestaltung wesentlich die Möglichkeit der Ausnutzung des Überlagerungsgetriebes als Vorgelege zur Vor- und Rückwärtsfahrt mittels des Regelgetriebes.

In Abb. ι sind zwei völlig getrennte hydrostatische Getriebe angenommen; durch Hintereinanderschaltung der Sekundärteile läßt sich jedoch eine ähnliche Wirkung auch mit einem einzigen, meist regelbaren und für beide Sekundärtriebe gemeinsamen Primärtrieb erreichen (vgl. Abb. 3). Die Schaltung kann dann durch Verstellung des Primärteils mittels Getriebehebels 25, gegebenenfalls auch noch durch Teilhubeinstellung der Sekundärteile über die Hebel 33 und 34, erfolgen. Auch Rückwärtsfahrt bzw. Rücklauf der Sekundärteile ist durch Umschwenken des Primärteils nach der anderen Seite erzielbar, wobei beide Sekundärteile rückwärts laufen. Um jedoch die Sekundärteile gegeneinander laufen zu lassen, wie dies für die Lenkung erfoderlich ist, müßte man einen derselben durch seine Nullstellung nach der anderen

Seite umschwenken; damit hierbei in der Nähe kleiner Hubeinstellungen keine störenden Drehzahlerhöhungen odler Zerstörungen auftreten, ist es nötig, diesen mindestens in der Nähe seiner Mittellage kurzzuschließen, wozu der angehängte Schieber 35 oder 36 dient. In manchen Fällen sind auch solche vereinfachten Ausführungen eine brauchbare Verwirklichung des Erfindergedankens der gleichzeitigen Ausnutzung der üblichen Überlagerungsgetriebe für Schaltungen und Lenkungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Schalt- und Lenkgetriebe mit Überlagerungsgetriebe bzw. Differentialgetriebe in jedem Raupenantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß diese letzteren in Verbindung mit einem bzw. zwei Regelgetrieben bekannter Art gleichzeitig zur Schaltung und Lenkung ausgenutzt werden.
2. Schalt- und Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungsgetriebe vom mechanischen Motorantrieb mit einem ihrer Wellenstümpfe getrennt werden können und dieser festgestellt werden kann, womit die beiden Regelgetriebe den gleichartigen Vor- und Rückwärtsantrieb für jede Raupe einzeln einstellbar gestatten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 867 657;
schweizerische Patentschrift Nr. 256 308.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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