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Mechanisches Lenk -Wende -Getriebe für Gleiskettenfahrzeuge Die Erfindung
betrifft ein mechanisches Lenk-Wende-Getriebe für Gleiskettenfahrzeuge mit einer
Kupplungs-Brems-Lenk-Einrichtung und einem Ausgleichsgetriebe.
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Bei den bekannten mechanischen Lenk-Wende-Getrieben, die als Kupplungs-Brems-Lenk-Einrichtungen
ausgebildet sind, wird zum Kurvenfahren die der kurveninneren Gleiskette zugeordnete
Kupplung gelöst und die Bremse angezogen. Dadurch, daß die andere Gleiskette weiter
angetrieben wird, entsteht eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der gebremsten
und der angetriebenen Gleiskette, so daß das Fahrzeug nach der Seite der gebremsten
Gleiskette hin von der geraden Bahn abweicht. Werden die beiden Gleisketten gegenläufig
angetrieben, so wird das Fahrzeug im Stand gewendet.
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Bei diesen bekannten Lenk-Wende-Getrieben ergibt sich, daß nur verhältnismäßig
kleine Krümmungsradien durchfahren werden können, so daß ein Lenken nur bei kleinen
Geschwindigkeiten möglich ist, da bei größeren Geschwindigkeiten das Fahrzeug zum
Schleudern neigt. Dies wird dadurch hervorgerufen, daß bei der Momentandrehung des
Fahrzeuges um die kurveninnere Gleiskette als Momentandrehpol übergroße Momentanbeschleunigungen
auftreten.
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Es ist weiterhin auch bekannt, die Welle der Kupplungs-Brems-Lenk-Einrichtung
zu teilen und die Wellenteile durch eine ein- und ausschaltbare Kupplung zu verbinden.
Bei den bekannten Einrichtungen werden jedoch die beiden Teile der Welle von getrennten
Motoren angetrieben, deren Drehzahl veränderlich ist. Bei gleicher Drehzahl der
Motoren ist die Kupplung zwischen den beiden Wellenteilen eingerückt, so daß eine
Geradeausfahrt erzwungen wird. Zum Kurvenfahren wird die die Wellenteile verbindende
Kupplung gelöst, und die Motoren werden auf unterschiedliche Drehzahlen eingestellt.
Bei dieser Anordnung sind jedoch zwei selbständige Motoren erforderlich, zu deren
Einbau ein erheblicher Platzaufwand notwendig ist.
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Schließlich ist es auch bereits bekannt, die Kupplungs-Brems-Lenk-Einriehtung
mit einem Ausgleichsgetriebe zu verbinden. Bei dieser bekannten Anordnung können
jedoch die Halbwellen des Ausgleichsgetriebes nicht wahlweise mit gegenläufigen
Teilen des Antriebs verbunden werden. Es treten daher hohe Bremsverluste auf, so
daß besonders auf kurvenreichen Strecken die gesamte Anordnung einen schlechten
Wirkungsgrad aufweist.
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Der Erfindung, liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein mechanisches
Lenk-Wende-Getriebe der obengenannten Art zu schaffen, das nur einen geringen Platzbedarf
aufweist und möglichst verlustarm arbeitet.
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Die Erfindung ist demgemäß darin zu sehen, daß die beiden Halbwellen
und das Gehäuse des Ausgleichsgetriebes mit zwei gegenläufig angetriebenen Antriebsrädern
durch ein- und ausschaltbare Kupplungen verbunden sind und die Welle der Kupplungs-Brems-Lenk-Einrichtung
in an sich bekannter Weise geteilt ist, wobei die Teile in ebenfalls an sich bekannter
Weise durch eine ein- und ausschaltbare Kupplung miteinander verbunden sind.
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Eine weitere Lösung der oben gestellten Aufgabe ergibt sich dadurch,
daß die beiden Halbwellen und das Gehäuse des Ausgleichsgetriebes durch ein- und
ausschaltbare Kupplungen mit der Antriebswelle verbunden und mit je einer Bremse
ausgestattet sind.
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Bei diesen beiden Lösungen ergibt sich ein weiterer Vorteil dadurch,
daß die Steuerung der an sich bekannten hydraulisch oder pneumatisch betätigten
Kupplungen und Bremsen in an sich bekannter Weise nach einem vorgegebenen Steuerprogramm
geschaltet ist, das durch das Lenkrad betätigt wird.
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Die Einrichtung nach der Erfindung ist besonders bei großen Bahnkrümmungen
vorteilhaft, da hierbei nur geringfügige Winkelkorrekturen nötig sind, so daß die
Halbwellenbremskräfte im Ausgleichsgetriebe klein bleiben. Nach Durchfahren der
Bahnkurve fährt durch Sperren des Ausgleichsgetriebes das Fahrzeug bei gleicher
Geschwindigkeit beider Gleisketten wieder geradeaus. Auf diese Weise gelingt es,
gestuft in große und kleine Bahnkrümmungen, das, Fahrzeug bei großen Bahnkrümmungen
mit Hilfe des Differentials verlustarm und bei kleinen Bahnkrümmungen mit Hilfe
der Kupplungs-Brems-Einrichtung verlustlos ohne Schleudergefahr zu lenken. Mit Hilfe
der erfindungsgemäß gestalteten Einrichtung. ist auch, das Wenden im Stand möglich.
In
den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, Fig.3 das
Lenkrad, dessen Wellen mit Nocken für die Steuerung versehen ist, und Fig. 4 das
Steuerdiagramm für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
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Wie Fig.1 zeigt, treibt die Antriebswelle 1, die mit einem üblichen
Wendegetriebe und einem Umschaltgetriebe für Gelände- und Straßenfahrt verbunden
sein kann, das Kegelrad 4, mit dem die Kegelräder 5 und 6 im Eingriff stehen, die
hierdurch gegenläufig angetrieben werden. Diese gegenläufigen Kegelräder 5 und 6
,können mit Hilfe der Kupplungen 9 und 10 mit dem Gehäuse 3 des Ausgleichsgetriebes
2 wechselweise fest verbunden werden, so daß sich das Ausgleichsgetriebe als Ganzes
entweder mit dem Kegelrad 5 zusammen in der einen Richtung oder mit dem Kegelrad
6 zusammen in der entgegengesetzten Richtung dreht. Die Kupplungen 11 und
12 sind dann ausgerückt. Infolgedessen drehen sich die beiden Halbwellen 7 und 8
gemeinsam in der einen oder anderen Richtung. Die auf diesen Halbwellen 7 und 8
des Ausgleichsgetriebes fest angeordneten Stirnräder 13 bzw. 14 greifen in die Stirnräder
15 bzw. 16 ein, die fest mit den Wellenteilen 23 bzw. 24 der Kupplungs-Brems-Lenk-Einrichtung
verbunden sind. Die Wellenteile 23 und 24 drehen sich daher bei eingeschalteter
Kupplung 25 zwangläufig gleichsinnig und mit derselben Geschwindigkeit. Infolgedessen
werden die beiden Gleiskettenräder 21 und 22, deren Bremsen 19 und 20 gelöst und
deren Kupplungen 17 und 18 eingerückt sind, gleich angetrieben, und das Gleiskettenfahrzeug
fährt geradeaus vorwärts oder geradeaus rückwärts, je nachdem, ob die Kupplung 9
oder 10 eingerückt ist. An Stelle einer der Kupplungen 9 oder 10 kann zum Umkehren
der Fahrtrichtung hierbei auch das vorgeschaltete Wendegetriebe benutzt werden.
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Bei Geradeausfährt ist also notwendig, daß die Kupplungen 9 bzw. 10
sowie 17, 18 und 25 eingerückt, die Kupplungen 10 bzw. 9, 11 und 12 ausgerückt
und die Bremsen 19 und 20 gelöst sind.
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Will man eine Kurve nach vorwärts mit großem Krümmungsradius nach
links fahren, so wird hierzu die Kupplung 25 ausgerückt. Bremst man nunmehr mit
der Bremse 19 das linke Gleiskettenrad 21, so wird das Ausgleichsgetriebe 2 wirksam
und beschleunigt das rechte Gleiskettenrad 22 in demselben Maße, wie das Gleiskettenrad
21 verzögert wird. Die Bremsenergie ist hierbei sehr gering, so daß die Steuerung
verhältnismäßig verlustarm erfolgt. Auch sind die Drehmomente innerhalb des Getriebes
an allen einander entsprechenden Stellen gleich groß, wodurch ein Schleudern des
Fahrzeugs mit Sicherheit vermieden wird. Bedient man statt der Bremse 19 die Bremse
20, so macht das Fahrzeug eine entsprechende Wendung nach rechts.
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Bei einer Kurve nach vorwärts mit großem Krüm- i mungsradius nach
links bzw. rechts sind daher die Kupplungen 9, 17 und 18 eingerückt und die Kupplungen
10, 11, 12 und 25 ausgerückt, während eine der Bremsen 19 bzw. 20 angezogen ist.
Das ist ohne weiteres auch bei großen Geschwindigkeiten möglich, weil alle Beschleunigungen
klein sind.
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Will man eine Kurve nach vorwärts mit kleinem Krümmungsradius nach
links fahren, so werden die Kupplungen 9 und 25 eingerückt und die Kupplungen 10,
11 und 12 ausgerückt. Rückt man nun die Kupplung 17 aus und zieht die Bremse 19
an, so kommt das linke Gleiskettenrad 21 zum Stillstand, während das rechte Gleiskettenrad
22 weiterhin angetrieben wird, so daß sich das Fahrzeug um die linke Gleiskette
dreht. Dieses scharfe Drehen ist nur bei kleineren Geschwindigkeiten zulässig. Da
die Bremse 1.9 beim Stillstand der linken Gleiskette keine Arbeit verzehrt, erfolgt
dieses Drehen verlustfrei. Löst man statt der Kupplung 17 die Kupplung 18 und bremst
man statt mit der Bremse 19 mit der Bremse 20, so erfolgt unter sonst gleichen Bedingungen
ein scharfes Drehen des Fahrzeugs nach rechts.
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Bei einer Kurve nach vorwärts mit kleinem Krürnmungsradius nach links
bzw. rechts sind somit die Kupplungen 9, 25 und 18 bzw. 17 eingerückt und die Kupplungen
10, 11, 12 und 17 bzw. 18 ausgerückt, während eine der Bremsen 19 bzw. 20 angezogen
ist.
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Für ein Wenden des Fahrzeugs am Ort um seine Hochachse wird in folgender
Weise verfahren: Die Kupplungen 11 und 12 sowie 17 und 18 werden eingerückt, die
Kupplungen 9, 10 und 25 ausgerückt und die Bremsen 19 und 20 gelöst. Durch die Kupplungen
11 und 12 werden die Stirnräder 13 und 14 durch die gegenläufigen Kegelräder 5 und
6 in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben und übertragen die gegenläufige
Bewegung über die Stirnräder 15 und 16 auf die Gleiskettenräder 21 und 22. 3e nach
der Drehrichtung der Antriebswelle 1, die durch das Wendegetriebe bestimmt wird,
läuft dann die linke Gleiskette rückwärts und die rechte vorwärts bzw. umgekehrt,
wodurch das Wenden des Fahrzeugs am Ort um seine Hochachse links- oder rechtsherum
erfolgt. Die gegenläufigen Drehbewegungen der beiden Stirnräder 13 und 14, die fest
auf den Halbwellen 7 und 8 des Ausgleichsgetriebes 2 sitzen, werden durch das Ausgleichsgetriebe
2 ausgeglichen.
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Das Wenden am Ort erfolgt also, wenn die Kupplungen 11 und 12 sowie
17 und 18 eingerückt, die Kupplungen 9 und 10 sowie 25 ausgerückt und die Bremsen
19 und 20 gelöst sind, Die Richtung wird durch die Schaltstellung des Wendegetriebes
bestimmt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die linke Halbwelle 7' des
Ausgleichsgetriebes 2' über das Stirnräderpaar 26,13' und die Kupplung 27 mit der
Antriebswelle 1' verbindbar. Die Halbwelle 8' ist in gleicher Weise über das Stirnräderpaar
30, 14' und die Kupplung 31 mit der Antriebswelle 1' verbindbar. Mittels einer weiteren
Kupplung 29 kann über das Stirnrad 28 das Gehäuse 3' des Ausgleichsgetriebes 2'
mit der Antriebswelle 1' verbunden werden. Die Halbwelle 7' ist mittels der Bremse
32 und die Halbwelle 8' mittels der Bremse 33 bremsbar. Das Gehäuse 3' des Ausgleichsgetriebes
2' kann mit Hilfe der Bremse 34 festgestellt werden. Die freien Enden der Halbwellen
7' bzw. 8' sind in gleicher Weise mit einer Kupplungs-Brems-Lenk-Einrichtung verbunden
wie die Halbwellen 7 und 8 der Anordnung nach Fig. 1.
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Für die Geradeausfahrt wird die Kupplung 27 eingerückt, und die Kupplungen
29 und 31 werden ausgerückt. Die Kupplungen 17, 18 und 25 der Kupplungs-Brems-Lenk-Einrichtung
sind eingerückt, die Bremsen 19 und 20 gelöst. Die Bremsen 32, 33
und
34 sind ebenfalls gelöst. Das Stirnräderpaar 26, 13' treibt die Halbwelle 7' und
über das Ausgleichsgetriebe 2' auch die Halbwelle 8' in gleicher Richtung mit gleicher
Geschwindigkeit an. Die Kupplung 25 macht das Ausgleichsgetriebe 2' unwirksam. Beide
Gleiskettenräder 21 und 22 drehen sich mit derselben Geschwindigkeit in der gleichen
Richtung. Dieselbe Wirkung wird erzielt, wenn die Kupplung 31 an Stelle der Kupplung
27 eingerückt wird oder wenn beide Kupplungen gleichzeitig eingerückt sind. Im letzteren
Fall ist die Kupplung 25 entbehrlich.
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Bei einer Kurve nach vorwärts mit großem Krümmungsradius nach links
oder rechts werden die Kupplungen 29, 17 und 18 eingerückt und die Kupplungen 27,
31 sowie 25 ausgerückt. Wird nun die Bremse 32 oder 19 angezogen, so wendet sich
das Fahrzeug nach links, zieht man die Bremse 33 oder 20 an, so wendet es sich nach
rechts. In beiden Fällen wird das Ausgleichsgetriebe 2' wirksam, indem es die Geschwindigkeitsunterschiede
der beiden Gleiskettenräder ausgleicht.
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Bei Kurven mit kleinem Krümmungsradius verfährt man sinngemäß wie
bei der Anordnung nach Fig. 1. Der Antrieb erfolgt über die Kupplungen 27 oder 31
oder über beide Kupplungen 27 und 31 gemeinsam. Die Bremsen 32, 33 und 34 sind gelöst,
die Kupplungen 17, 18 und 25 eingerückt. Löst man nun die Kupplung 17 und zieht
die Bremse 19 an, so dreht sich das Fahrzeug um die linke Gleiskette als Momentanzentrum
nach links. Löst man dagegen die Kupplung 18 und zieht die Bremse 20 an, so dreht
sich das Fahrzeug um die rechte Gleiskette als Momentanzentrum nach rechts. Dasselbe
erreicht man, wenn man eine der Bremsen 32 oder 33 fest anzieht, ohne eine der Kupplungen
17 oder 18 auszudrücken.
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Das Wenden am Ort nach links erfolgt mit Hilfe des Ausgleichsgetriebes
2' in folgender Weise. Die Kupplungen 17, 18 und 27 sind eingerückt, die Kupplungen
31, 29 und 25 ausgerückt. Die Bremse 34 sperrt das Gehäuse des Ausgleichsgetriebes
2', so daß es sich nicht mitdrehen kann. Infolgedessen treibt die Halbwelle 7' des
Ausgleichsgetriebes 2' die Halbwelle 8' in entgegengesetzter Richtung an, und die
Gleiskettenräder 21 und 22 drehen sich gleich schnell, aber in entgegengesetzter
Richtung. Schaltet man statt der Kupplung 27 die Kupplung 31 ein, so treibt die
Halbwelle 8' des Ausgleichsgetriebes 2' die Halbwelle 7' in entgegengesetzter Richtung
an, so daß ein Wenden des Fahrzeugs am Ort um seine Hochachse rechtsherum erzielt
wird.
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Die Ausführungsform nach Fig. 2 kann auch ohne die Kupplungs-Brems-Lenk-Einrichtung
verwendet werden. Hierzu werden bei Geradeausfahrt die beiden Kupplungen 27 und
31 eingeschaltet. Dadurch wird das Ausgleichsgetriebe 2' unwirksam. Bei großen Krümmungen
schaltet man die Kupplungen 27 und 31 aus und die Kupplung 29 ein, so daß man mit
Hilfe der Bremse 32 eine Kurve mit großem Krümmungsradius nach links steuern kann
und mit Hilfe der Bremse 33 eine Kurve mit großem Krümmungsradius nach rechts. Auch
das Drehen um eine der Gleisketten als Momentanzentrum ist ohne die Kupplungs-Brems-Lenk-Einrichtung
möglich, indem beim Drehen nach links die Bremse 32 und nach rechts die Bremse 33
angezogen wird. Gemäß Fig. 3 sind zum Steuern der Anordnung nach Fig. 1 auf der
Achse 36 eines Lenkrades 35 so viele Nocken angeordnet, wie Kupplungen und Bremsen
betätigt werden müssen. Die für die Steuerkanäle verwendeten Bezugszeichen stimmen
mit den für die Kupplungen und Bremsen gewählten überein, so daß ersichtlich ist,
zu welchen Kupplungen und Bremsen die Steuerkanäle gehören.
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Aus dem in Fig.4 dargestellten Steuerdiagramm ist klar ersichtlich,
welche Kupplungen und Bremsen bei den einzelnen Fahrmanövern ein- bzw. ausgeschaltet
sein müssen. Die ausgezogenen Linien geben die Einschaltstellung, die strichpunktierten
Linien die Ausschaltstellung an.
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Während die Kupplungen jeweils voll ein- oder ausgerückt sind, kann
man den Steuerweg für die Bremsen dazu benutzen, den Grad des Bremsens zu beeinflussen,
so daß besonders auf dem Abschnitt »große Kurven links« bzw. »große Kurven rechts«
durch den Grad des Bremsens der Krümmungsradius der Kurve bestimmt wird. Auf den
Abschnitten »kleine Kurven rechts« bzw. »kleine Kurven links« müssen die Bremsen
19 bzw. 20 fest blockiert sein.