CH669156A5

CH669156A5 - Ground wheel movable in four directions without turning - consists of two semi-elliptical spoked sections each with four meridional rims spaced at equal polar angles

Info

Publication number: CH669156A5
Application number: CH352285A
Authority: CH
Inventors: Ernst Hosner
Original assignee: Ernst Hosner
Priority date: 1985-08-15
Filing date: 1985-08-15
Publication date: 1989-02-28

Abstract

The wheel is fabricated in two halves (2,2') of identical shape on a common axis (9) with a sideways drive unit. Both halves are driven synchronisouly in the same direction. Each half is assembled from the semi-elliptical sections (4) advantageously spaced at 45 deg. w.r.t. a polar axia. Four such wheels may be installed on a chassis with two on its longitudinal axis and two on a transverse axis bisecting it. Carrying axles in their neutral position are directed radially outwards and can be turned through 25 deg. to left or right by servo control. For rotation about its own axis all four wheels are synchronously driven in the same direction by their forwards/reverse drive units. The corresp. control of the hdyraulic oil is by electrovalves. USE/ADVANTAGE - Rescue vehicle, agricultural tractor or construction machine. Progress over inhospitable terrain without complex manoeuvring feasible with on-the-spot turning about proper axis.

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Geländerad gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to an off-road wheel according to the preamble of claim 1.

Die üblichen bekannten Geländeräder sind lediglich in der Lage, vor- oder rückwärts zu fahren, und müssen für extreme Richtungs änderungen komplizierte Wendemanöver ausführen, die gezwungenermassen auch vom gerade vorhandenen Platz abhängig sind. The usual known off-road wheels are only able to drive forwards or backwards and have to perform complicated turning maneuvers for extreme changes in direction, which are also necessarily dependent on the available space.

Es sind zwar bereits Räder bekannt, die vor- oder rückwärts fahren sowie links- oder rechtsseitwärts rollen können (beispielsweise US-Patent Nr. 3 789947 vom 5.2.1974), doch sind die am Radkranz als Felge dienenden Tonnenrollen konstruktionsbedingt im Durchmesser relativ klein zum Radaussendurchmesser. Sie können daher im unwegsamen Gelände, Sand oder Schnee schwer ihrer zugedachten Funktion gerecht werden. Zudem konzentriert sich der Raddruck auf die Unterlage ballenförmig auf eine kleine Fläche, was sich für die Rollen in seitlicher Richtung nach links oder rechts eher negativ auswirken dürfte. Vorsorglicherweise müsste auch eine steuerbare Sicherheitsarretierung eingebaut werden, um auf einer harten schiefen Unterlage nicht seitlich abzurollen.Andererseits müssten die Tonnenrollen aus dieser Sicherheitsarretierung wieder freigegeben werden, wenn ein Rollen in seitlicher Richtung nach links oder rechts erwünscht wird. Although there are already known wheels which can drive forwards or backwards and can roll to the left or to the right (for example US Pat. No. 3,798,947 dated February 5, 1974), the barrel rollers serving as rims on the wheel rim are relatively small in diameter due to their design Wheel outer diameter. They can therefore hardly fulfill their intended function in rough terrain, sand or snow. In addition, the wheel pressure on the base is concentrated in a bale on a small area, which should have a negative effect for the rollers in the left or right direction. As a precaution, a controllable safety lock would also have to be installed in order not to roll sideways on a hard inclined surface. On the other hand, the barrel rollers would have to be released again from this safety lock if a roll to the left or right was desired.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Geländerad so zu konstruieren und zu montieren, dass ein damit ausgerüstetes Fahrzeug, beispielsweise ein Rettungsfahrzeug, im unwegsamen Gelände ohne komplizierte platzabhängige Wendemanöver zu fahren imstande ist oder, wenn notwendig, eine Drehung an Ort um die eigene Achse ausführen kann. The object of the present invention is to design and assemble an off-road wheel in such a way that a vehicle equipped with it, for example an ambulance, is able to drive in rough terrain without complicated, space-dependent turning maneuvers or, if necessary, can turn around can execute its own axis.

Die Erfindung, mit der dies ermöglicht wird, ergibt sich aus den unabhängigen Patentansprüchen. Bevorzugte Durchführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben. The invention with which this is possible results from the independent patent claims. Preferred embodiments are given in the dependent claims.

Das ohne zu wenden in vier Richtungen bewegbare Geländerad (Fig. 1) besteht aus zwei Teilen, die, mit der Verbindungsachse (9) zusammengebaut, einen Radkörper (1) bilden. Die beiden Radkörperhälften (2, 2') sind bezüglich Form und Konstruktion identisch und sind mit ihren in dieser Ausführungsform halbkugelförmigen Naben (5) je am links- und rechtsherausragenden Wellenende der Seitwärts-Antriebseinheit (10), die als Verbindungsachse und Antriebsachse wirkt, verdrehungssicher und spiegelbildlich montiert. The handwheel (Fig. 1), which can be moved in four directions without turning, consists of two parts, which, assembled with the connecting axis (9), form a wheel body (1). The two wheel body halves (2, 2 ') are identical in terms of shape and construction and are, in this embodiment, hemispherical hubs (5) each on the left and right protruding shaft end of the sideways drive unit (10), which acts as a connecting axis and drive axis and mounted in mirror image.

Dadurch werden beide Radkörperhälften (2,2') gleichzeitig und gleichsinnig angetrieben, festgehalten oder zum Freilauf ausgeschaltet. As a result, both wheel body halves (2, 2 ') are driven simultaneously, in the same direction, held or switched off for free-wheeling.

Je eine Radkörperhälfte (2) besteht ihrerseits aus vier meridianartig ineinandergebauten Ovalradhälften (4), die vorteilhaft in einem Winkel (a) von 45 zueinander stehen und, bezogen auf die Bohrung der Nabe (5) sowie auf die Radkörper-Polachse (22), symmetrisch nach links und rechts verteilt sind (Fig. 4). Each wheel body half (2) in turn consists of four meridian oval wheel halves (4), which are advantageously at an angle (a) of 45 to each other and, based on the bore of the hub (5) and on the wheel body pole axis (22), are symmetrically distributed to the left and right (Fig. 4).

Da beide Radkörperhälften (2,2') identisch konstruiert sind, treffen alle acht theoretischen Zentren der Ovalradhälften (4) im Radkörperzentrum (21) mit dem Mittelpunkt der Seitwärts-An triebseinheit (10) zusammen. Demzufolge ergeben sich aus jeweils zwei sich gegenüberstehenden Ovalradhälften (4, 4') theoretisch ein komplettes Ovalrad (3), folglich pro Radkörper (1) deren vier, meridianartig in einem Winkel (a) von 45 ineinandergebaut, jedoch zweimal im Bereich der beiden Pole (23, 23') durch den Felgenunterbruch (8) wiederum geteilt. Besonders diese Konstruktion mit dem zweimaligen Felgenunterbruch (8) bewirkt die Möglichkeit, dass der Radkörper (1) sich in seitlicher Richtung nach links oder rechts bewegen lässt und, als Folgerung, ohne zu wenden in vier Richtungen bewegbar ist. Since both wheel body halves (2,2 ') are constructed identically, all eight theoretical centers of the oval wheel halves (4) meet in the wheel body center (21) with the center of the side drive unit (10). Accordingly, each of two opposing oval wheel halves (4, 4 ') theoretically results in a complete oval wheel (3), consequently four per wheel body (1), one inside the other at an angle (a) of 45, but twice in the area of the two poles (23, 23 ') again divided by the rim break (8). This construction with the double rim break (8) in particular enables the wheel body (1) to be moved laterally to the left or right and, as a consequence, can be moved in four directions without turning.

Die Ovalform der Ovalräder (3) ergibt sich aus der in einem Winkel (a) von + 22,5 schrägen Projektion des Radkörper-Aussendurchmessers (Durchmesser a) in beiden Bewegungsachsen X und Y (Fig. 4). The oval shape of the oval wheels (3) results from the oblique projection of the outer diameter of the wheel body (diameter a) in both movement axes X and Y at an angle (a) of + 22.5 (FIG. 4).

Durch diese Konstruktion von Radkörperhälften (2) sowie durch den Zusammenbau zum kompletten Radkörper (1) wird eine gute innere Stabilität erreicht, da sich die Ovalradhälften (4) gegenseitig durch ihre Schrägstellung im Winkel (a) von 45 abstützen. This construction of the wheel body halves (2) and the assembly to form the complete wheel body (1) achieve good internal stability, since the oval wheel halves (4) are mutually supported by their inclined position at an angle (a) of 45.

Weiter kommen immer gleichzeitig zwei Ovalradhälften (4) zum Tragen, was eine gute Auflagedruckverteilung auf die Unterlage zur Folge hat (Fig. 4). Furthermore, two oval wheel halves (4) always come into play at the same time, which results in a good contact pressure distribution on the base (FIG. 4).

Folglich werden ebenfalls gute Eigenschaften in bezug auf Rollwiderstand, Antrieb oder Bremsen erreicht, da in beiden Bewegungsrichtungen der gleiche Aussendurchmesser des Radkörpers besteht, was besonders im Einsatz durch unwegsames Gelände, Sand oder Schnee von Bedeutung ist. Die Lagerung eines kompletten Radkörpers (1) erfolgt durch die um drei Achsen, X, Y, Z, dreh- bzw. As a result, good properties with respect to rolling resistance, drive or braking are also achieved, since the same outer diameter of the wheel body exists in both directions of movement, which is particularly important in use due to rough terrain, sand or snow. A complete wheel body (1) is supported by rotating or rotating around three axes, X, Y, Z

schwenkbare Radkörper-Führungseinheit (Fig. 2). Primär ist der zweiteilige Radkörper (1) in der Seitwärts-Antriebseinheit (10) gelagert und wird durch die Verbindungsachse (9) in Y-Richtung nach links oder rechts seitwärts (S) angetrieben oder dreht in derselben Richtung im Freilauf. pivotable wheel body guide unit (Fig. 2). The two-part wheel body (1) is primarily mounted in the sideways drive unit (10) and is driven to the left or right sideways (S) in the Y direction by the connecting axis (9) or rotates in the same direction in freewheel mode.

Die Seitwärts-Antriebseinheit (10) ihrerseits ist mit der Zentralachse (11) in (zwei) hohlen Tragachsen (14) gelagert und dreht mit dem zusammenmontierten Radkörper (1) in X-Richtung vor- oder rückwärts (VR). Diese Drehbewegung wird durch die am Innenarm des Tragbügels (15) seitwärts angebaute Vor/Rückwärts-Antriebseinheit (12) ausgeführt. The side drive unit (10) in turn is mounted with the central axis (11) in (two) hollow support axes (14) and rotates with the assembled wheel body (1) forwards or backwards (VR) in the X direction. This rotary movement is carried out by the forward / backward drive unit (12) mounted sideways on the inner arm of the carrying bracket (15).

Die zwei hohlen Tragachsen (14) sind mit dem Tragbügel (15) fest verbunden und dienen der Lagerung für die Zentralachse (11) sowie als lastübertragende Elemente zwischen Radkörper (1) und Tragbügel (15). The two hollow support axles (14) are firmly connected to the support bracket (15) and are used for mounting the central axle (11) and as load-transmitting elements between the wheel body (1) and the support bracket (15).

Der Tragbügel (15) ist im Tragbügel-Lagerkopf (16)vertikal gelagert und kann mittels Servolenkung horizontal in einem Bereich von bis zu 25 in Z-Drehrichtung nach links oder rechts aus der neutralen Ausgangsposition bewegt werden (Fig. 5). Der Tragbügel Lagerkopf (16) ist am Fahrzeugchassis mit drei als Parallelogramm arbeitenden Tragarmen (24) angebaut (Fig. 3), die im Zusammenspiel mit zwei Stossdämpfern (27), die ebenfalls parallel angeordnet sind, die Abfederung bewerkstelligen (Fig. 3). The mounting bracket (15) is mounted vertically in the mounting bracket bearing head (16) and can be moved horizontally by means of power steering in a range of up to 25 in the Z direction of rotation to the left or right from the neutral starting position (Fig. 5). The support bracket bearing head (16) is attached to the vehicle chassis with three support arms (24) working as a parallelogram (Fig. 3), which, in conjunction with two shock absorbers (27), which are also arranged in parallel, effect the suspension (Fig. 3).

Vier Radkörper-Führungseinheiten (Fig. 2) mit zusammengebauten Radkörpern (1) sind am runden, sechs- oder achteckigen Fahrzeugchassis (17, 18, 19) angebaut und sind vom Fahrzeugzentrum (20) radial auswärts gerichtet, und ihre Verbindungslinien stehen in der Neutralposition rechtwinklig zueinander (Fig. 6). Four wheel body guide units (Fig. 2) with assembled wheel bodies (1) are attached to the round, hexagonal or octagonal vehicle chassis (17, 18, 19) and are directed radially outward from the vehicle center (20) and their connecting lines are in the neutral position perpendicular to each other (Fig. 6).

Der Abstand (R) der Radkörperzentren (21) zum Fahrzeugzentrum (20) ist im Verhältnis von 2:1 zum Radkörper-Aussendurchmesser (Oa) gewählt, was dem Fahrzeug oder der Maschine besondere Bewegungsmöglichkeiten im Zusammenspiel mit dem Erfindungsgegenstand verleiht. Die Herstellung der Radkörper (1), der Tragbügel (15) sowie der Anbauteile, Tragarme (24) und Stossdämpfer (27) ist beim heutigen Stand der Technik ohne Probleme machbar. The distance (R) of the wheel center (21) to the vehicle center (20) is selected in a ratio of 2: 1 to the outer wheel body diameter (Oa), which gives the vehicle or the machine special movement options in interaction with the subject of the invention. The production of the wheel body (1), the support bracket (15) and the add-on parts, support arms (24) and shock absorbers (27) is feasible without any problems in the current state of the art.

Ebenso sind die ganze Hydraulikanlage für die Tragbügel-Servolenkung und die Antriebseinheiten (10, 12) der Radkörper (1) sowie der Elektronik für die Steuerung in einschlägigen Spezialfirmen als handelsübliche Bauelemente erhältlich. Likewise, the entire hydraulic system for the bracket-type power steering and the drive units (10, 12) of the wheel body (1) and the electronics for the control are available from relevant specialist companies as commercially available components.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein komplettes Geländerad, das auf einem der beiden Pole steht und aus dieser Position in eine der vier möglichen Richtungen fahren kann, so z. B. vorwärts oder rückwärts bzw. links- oder rechtsseitwärts. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. Show it: Fig. 1 is a perspective view of a complete off-road wheel, which stands on one of the two poles and can drive from this position in one of the four possible directions, so z. B. forward or backward or left or right side.

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine komplette Radkörper Führungseinheit, welche vertikal um die Z-Achse drehbar gelagert ist und dem Geländerad gleichzeitig ermöglicht, sich alternativ in X Richtung oder Y-Richtung zu bewegen und es durch die entsprechende Antriebseinheit in Drehung zu versetzen. Fig. 2 is a perspective view of a complete wheel body guide unit which is rotatably mounted vertically about the Z axis and at the same time enables the handwheel to alternatively move in the X direction or Y direction and to set it in rotation by the corresponding drive unit.

Fig. 3 schematisch den Anbau einer Radkörper-Führungseinheit an ein Fahrzeugchassis mit den als Parallelogramm arbeitenden Tragarmen, und zwei parallel angeordnete Stossdämpfer. Fig. 3 shows schematically the attachment of a wheel body guide unit to a vehicle chassis with the support arms working as a parallelogram, and two shock absorbers arranged in parallel.

Fig. 4 schematisch die Lagerung des Radkörpers in X- und Y Richtung, durch die Verbindungsachse und die Zentralachse in den Tragachsen gelagert, sowie der meridianartige Ineinanderbau von theoretisch vier Ovalrädern im Winkel (a) von 45 zueinander mit den Felgenunterbrüchen bei den beiden Polen. Fig. 4 schematically shows the bearing of the wheel body in the X and Y direction, supported by the connecting axis and the central axis in the supporting axes, as well as the meridian-like assembly of theoretically four oval wheels at an angle (a) of 45 to each other with the rim breaks at the two poles.

Fig. 5 die schematische Darstellung der horizontalen Schwenkbarkeit eines Tragbügels mit dem in X- und Y-Richtung gelagerten Radkörper, der bis zu 25 aus der Neutralposition nach links oder rechts erfolgen kann, und synchronisiert, dem Einsatz entsprechend, auf alle vier Tragbügel von der Servolenkung, die den Steuerausschlägen des Lenkrades entspricht. Fig. 5 is a schematic representation of the horizontal pivotability of a support bracket with the mounted in the X and Y directions Wheel center, which can be moved up to 25 from the neutral position to the left or right, and synchronizes, depending on the application, to all four brackets from the power steering, which corresponds to the steering wheel deflections.

Fig. 6 die schematische Anordnung von vier Radkörper Führungseinheiten mit den Radkörpern an einem runden, sechsoder achteckigen Fahrzeugchassis in der Neutralposition stehend, alle Radkörper auf einem der beiden Pole stehend, radial auswärts gerichteten Tragachsen, die untereinander in einem rechten Winkel stehen, sowie gleichem Abstand zwischen Fahrzeugzentrum und Radkörperzentrum. Diese Anordnung der Radkörper unterscheidet sich wesentlich von der herkömmlichen Anordnung der Räder an einem Fahrzeug, bietet aber besondere Bewegungseigenschaften im Zusammenspiel mit dem Erfindungsgegenstand. Fig. 6 shows the schematic arrangement of four wheel body guide units with the wheel bodies on a round, hexagonal or octagonal vehicle chassis standing in the neutral position, all wheel bodies standing on one of the two poles, radially outward supporting axes, which are at right angles to one another, and the same distance between vehicle center and wheel center. This arrangement of the wheel bodies differs significantly from the conventional arrangement of the wheels on a vehicle, but offers special movement properties in interaction with the subject of the invention.

Fig. 7 die schematische Darstellung des differentialgesteuerten Fahrbetriebes für Strassenfahrt, mit den beiden, vorn und hinten gegensinnig lenkbaren Tragbügeln, die Radkörper auf Freilauf geschaltet, sowie den beiden, seitlich angeordneten, in Neutralposition blockierten Tragbügeln, deren Radkörper mit differenzierter Drehzahl, dem unterschiedlichen Bogenmass entsprechend, angetrieben werden. Fig. 7 is a schematic representation of the differential-controlled driving mode for road travel, with the two brackets, which can be steered in opposite directions at the front and rear, the wheel bodies are switched to freewheeling, and the two laterally arranged brackets, which are blocked in neutral position, the wheel bodies of which with differentiated speed, the different radians accordingly, are driven.

Fig. 8 die schematische Darstellung des synchronisierten Allradantriebes für Geländefahrt, alle vier Tragbügel mit ihren Radkörpern führen synchron die gleichen Schwenkbewegungen aus, die auch bis zu 25 nach links oder rechts sein können. Die Radkörper drehen ebenfalls synchron und gleichsinnig, dadurch führt das Fahrzeug bei Neutralposition der Tragbügel eine Schiebefahrt nach links oder rechts, dem Ausschlag des Lenkrades entsprechend, aus. Fig. 8 shows the schematic representation of the synchronized all-wheel drive for off-road driving, all four support brackets with their wheel bodies perform the same pivoting movements synchronously, which can also be up to 25 to the left or right. The wheel bodies also turn synchronously and in the same direction, which means that when the carrying handle is in neutral position, the vehicle moves to the left or right, depending on the deflection of the steering wheel.

Die Lenkung und Drehzahlsteuerung einer Radkörper Führungseinheit (Fig. 2), mit dem Radkörper (1) zusammengebaut, stellvertretend für alle vier, wird durch eine zentrale Fahrzeugsteuerung (25), welche im Fahrzeugzentrum (20) angeordnet ist, gewährleistet. The steering and speed control of a wheel body guide unit (FIG. 2), assembled with the wheel body (1), representing all four, is ensured by a central vehicle control (25), which is arranged in the vehicle center (20).

Diese zentrale Fahrzeugsteuerung (25) wird vom Fahrer direkt bedient oder vorprogrammiert, der durch Betätigung des Lenkrades, von Hebeln und Pedalen die Lenk- und Steuerimpulse erzeugt. This central vehicle control (25) is operated or preprogrammed directly by the driver, who generates the steering and control impulses by actuating the steering wheel, levers and pedals.

Die Impulse für die Lenkung werden direkt zur Servolenkung übermittelt, verarbeitet und durch die Tragbügel (15) ausgeführt. The steering impulses are transmitted directly to the power steering, processed and carried out by the support bracket (15).

Den erforderlichen Öldruck für die Servolenkung wird vom Hydraulikdruckaggregat (13) erzeugt, wovon eines pro Radkörper-Führungseinheit (Fig. 2) zur Verfügung steht. Die Steuerimpulse für den Radkörperantrieb werden zuerst in die autonome Radkörpersteuerung (26), das ist die Antriebssteuerung jedes einzelnen Radkörpers, übermittelt: sie befindet sich oberhalb des Hydraulikdruckaggregats (13). In dieser autonomen Radkörpersteuerung (26) befinden sich die Elektrosteuerventile für die Drehzahlregelung und die Drehrichtung, die alternativ den Einsatzbedingungen entsprechend gesteuert werden. Der erforderliche Öldruck und die Ölmenge werden ebenfalls, parallel zum Öldruck für die Servolenkung, durch das Hydraulikdruckaggregat (13) erzeugt. The required oil pressure for the power steering is generated by the hydraulic pressure unit (13), one of which is available per wheel body guide unit (FIG. 2). The control impulses for the wheel body drive are first transmitted to the autonomous wheel body control (26), which is the drive control of each individual wheel body: it is located above the hydraulic pressure unit (13). The electronic control valves for the speed control and the direction of rotation are located in this autonomous wheel body control (26), which are alternatively controlled according to the operating conditions. The required oil pressure and the oil quantity are also generated by the hydraulic pressure unit (13) parallel to the oil pressure for the power steering.

Alle vier Hydraulikdruckaggregate sind sicherheitshalber mit einer Ringleitung untereinander verbunden, um bei einem evtl. For safety's sake, all four hydraulic pressure units are connected to one another by a ring line, so that in the event of a

Aggregatausfall den Betrieb trotzdem, wenn auch mit reduzierter Leistung, zu sichern. Für den einsatzbedingten Radkörperantrieb sind drei Varianten notwendig, die durch Elektrosteuerventile in den autonomen Radkörpersteuerungen (26) realisiert werden können. Failure of the aggregate to secure the operation anyway, even if with reduced performance. Three variants are necessary for the wheel-body drive depending on the application, which can be implemented by means of electronic control valves in the autonomous wheel-body controls (26).

Erste Variante: Die Zentralachse (11) soll den Radkörper (1) in X-Drehrichtung vor- oder rückwärts antreiben, ausgeführt durch die Vor/Rückwärts-Antriebseinheit (12). Gleichzeitig darf die Verbindungsachse (9), durch die Seitwärts-Antriebseinheit (10) festgehalten, keine Drehung ausführen, damit keine ungewollte Seitwärtsbewegung in Y-Drehrichtung erfolgen kann, d. h. kein unkontrolliertes Abrollen auf einer schiefen Unterlage. First variant: The central axis (11) is intended to drive the wheel body (1) forwards or backwards in the X direction of rotation, carried out by the forward / reverse drive unit (12). At the same time, the connecting axis (9), held in place by the sideways drive unit (10), must not make any rotation, so that no undesired sideways movement in the Y direction of rotation can take place. H. no uncontrolled rolling on an inclined surface.

Zweite Variante: Die Zentralachse (11) wird durch die Vor/ Rückwärts-Antriebseinheit (12) festgehalten, damit keine Bewegung in X-Drehrichtung erfolgen kann, zwecks eines evtl. Abrollens auf schiefer Unterlage. Gleichzeitig wird der Rädkörper (1) durch die Verbindungsachse (9) in seitlicher Y-Drehrichtung durch die Seitwärts-Antriebseinheit (10) nach links oder rechts angetrieben. Second variant: The central axis (11) is held by the forward / backward drive unit (12) so that no movement can take place in the X direction of rotation, in order to possibly roll on an inclined surface. At the same time, the wheel body (1) is driven to the left or right by the connecting axis (9) in the lateral Y direction of rotation by the sideways drive unit (10).

Dritte Variante: Die Zentralachse (11) wird durch die Vor/Rückwärts-Antriebseinheit (12) festgehalten, damit keine ungewollte Bewegung in X-Drehrichtung erfolgen kann. Gleichzeitig kann die Verbindungsachse (9) frei drehen, d. h. der Radkörper (1) wird durch Adhäsion zwischen Unterlage und Felgenbelag in Y-Drehrichtung angetrieben (Freilauf). Third variant: The central axis (11) is held in place by the forward / reverse drive unit (12) so that no unwanted movement can take place in the X direction of rotation. At the same time, the connecting axis (9) can rotate freely. H. the wheel body (1) is driven by adhesion between the base and the rim lining in the Y direction of rotation (freewheel).

Für den Fahrbetrieb eines Rettungsfahrzeuges, einer Landwirtschafts- oder Baumaschine sind zwei grundlegend verschiedene Lenk- und Antriebsarten zu unterscheiden. Erstens, der differentialgesteuerte Fahrbetrieb für Strassenfahrt (Fig. 7), und zweitens der synchronisierte Allradantrieb für Geländefahrt (Fig. 8). Beim differentialgesteuerten Fahrbetrieb für Strassenfahrt (Fig. 7) bleiben die beiden, in Fahrtrichtung seitlich angeordneten Tragbügel (15) in ihrer Neutralposition durch die Servolenkung blockiert. Die beiden Tragbügel (15), in Fahrtrichtung vorn und hinten angeordnet, können durch die Servolenkung bis zu 25C nach links oder rechts in ihrer vertikalen Lagerung in Richtung geschwenkt werden.Dabei ist die Schwenkrichtung der beiden Tragbügel (15) synchron gegen sinnig, d. h. schwenkt der vordere Tragbügel (15) nach links, führt der hinten angeordnete Tragbügel (15) eine Schwenkbewegung um den gleichen Wert nach rechts aus. Dadurch fährt das Fahrzeug, oder die Maschine, in einem gesteuerten Bogen nach links, dem Steuerausschlag des Lenkrades entsprechend (Fig. 7). There are two fundamentally different steering and drive types for driving an emergency vehicle, an agricultural or construction machine. First, the differential-controlled driving mode for road driving (Fig. 7), and second, the synchronized all-wheel drive for off-road driving (Fig. 8). In differential-controlled driving operation for road travel (FIG. 7), the two support brackets (15) arranged laterally in the direction of travel remain blocked in their neutral position by the power steering. The two mounting brackets (15), arranged in the front and rear in the direction of travel, can be swiveled up to 25C to the left or right in their vertical mounting in the direction of travel by the power steering. The swivel direction of the two mounting brackets (15) is synchronous against H. pivots the front bracket (15) to the left, the rear bracket (15) pivots the same amount to the right. As a result, the vehicle, or the machine, moves to the left in a controlled arc in accordance with the steering wheel deflection (FIG. 7).

Bei dieser Fahrbetriebsart werden nur die beiden, in Fahrtrichtung seitlich angeordneten Radkörper (1) durch ihre Vor/Rück wärts-Antriebseinheiten (12) gleichsinnig in X-Drehrichtung angetrieben (Antriebsvariante eins), gesteuert durch die autonome Radkörpersteuerung (26). Bei Geradeausfahrt mit gleicher Drehzahl, links und rechts differenziert bei einer Bogenfahrt, je nach Schwenkposition der beiden Tragbügel (15) vorn und hinten bzw. dem unterschiedlichen Bogenmass entsprechend, das die beiden, in Fahrtrichtung seitlich angeordneten Radkörper (1) zurückzulegen haben. In this driving mode, only the two wheel bodies (1) arranged laterally in the direction of travel are driven in the same direction in the X direction of rotation by their forward / backward drive units (12) (drive variant one), controlled by the autonomous wheel body control (26). When driving straight ahead at the same speed, differentiated left and right when traveling in a curve, depending on the swivel position of the two support brackets (15) at the front and rear, or according to the different curve dimensions that the two wheel bodies (1) arranged laterally in the direction of travel have to cover.

Die beiden gelenkten Radkörper (1) in Fahrtrichtung vorn und hinten sind durch ihre autonome Radkörpersteuerung (26) auf Freilauf geschaltet und drehen infolge der Adhäsion zwischen Felgenbelag und Unterlage frei in Y-Drehrichtung mit (Antriebsvariante drei). The two steered wheel bodies (1) in the direction of travel, front and rear, are switched to freewheel by their autonomous wheel body control (26) and, due to the adhesion between the rim lining and the base, rotate freely in the Y direction of rotation (drive variant three).

Auf diese Art und Weise des Fahrbetriebes kann ein Rettungsfahrzeug, eine Landwirtschafts- oder Baumaschine an den Einsatzort gefahren werden, bevor auf den synchronisierten Allradantrieb und die Allradlenkung umgeschaltet wird. Der synchronisierte Allradantrieb für Geländefahrt basiert auf der Ausgangslage, dass alle vier Radkörper (1) auf einem der beiden Pole (23) stehen (Fig. 1) und die Tragbügel (15) sich in Neutralposition befinden (Fig. 6). In this way, an emergency vehicle, an agricultural or construction machine can be driven to the place of operation before switching to the synchronized all-wheel drive and the all-wheel steering. The synchronized all-wheel drive for off-road driving is based on the starting position that all four wheel bodies (1) stand on one of the two poles (23) (FIG. 1) and the carrying brackets (15) are in the neutral position (FIG. 6).

Dies wird vor der Einfahrt eines Rettungsfahrzeuges in das unwegsame Einsatzgelände, oder einer Maschine vor dem Einsatz am Arbeitsort, durch eine Synchronisationsschaltung erreicht. Diese Synchronisationsschaltung wird bei stillstehendem Fahrzeug oder Maschine dadurch erreicht, indem durch einen Schaltbefehl des Fahrers in die zentrale Fahrzeugsteuerung (25) jede Radkörper-Führungseinheit (Fig. 3) nach einer speziellen Reihenfolge automatisch durch Hochheben des Radkörpers (1) von der Unterlage ein freies Drehen ermöglicht. This is achieved by a synchronization circuit before an ambulance vehicle enters the rough terrain, or a machine before use at the place of work. This synchronization circuit is achieved when the vehicle or machine is at a standstill, by a switching command from the driver into the central vehicle control (25), each wheel body guide unit (FIG. 3) in a special sequence automatically by lifting the wheel body (1) from the base Allows turning.

In dieser hochgehobenen Position wird nun der Radkörper (1) automatisch gedreht, bis seine Polachse (22) senkrecht steht, anschliessend wird er wieder auf die Unterlage abgesenkt. Ermöglicht wird diese Hochhebeoperation, indem die zwei parallelen Stossdämpfer um den kompletten Federweg hydraulisch verkürzt und nach der Synchronisierung des Radkörpers (1) wieder auf die normale Funktionslänge ausgefahren werden. Während dieses Vorganges wird jeweils eine Hilfsstütze gegen ungewolltes Kippen des Fahrzeuges oder der Maschine aus- und wieder eingefahren. Aus dieser synchronisierten Neutralposition kann nun eine von sechs verschiedenen Bewegungsrichtungen, dem Einsatz entsprechend, ausgewählt und gefahren werden. In this raised position, the wheel body (1) is now automatically rotated until its polar axis (22) is vertical, after which it is lowered again onto the base. This lifting operation is made possible by hydraulically shortening the two parallel shock absorbers by the entire spring travel and extending them back to the normal functional length after synchronization of the wheel body (1). During this process, an auxiliary support against unintentional tipping of the vehicle or the machine is extended and retracted. From this synchronized neutral position, one of six different directions of movement can now be selected and driven, depending on the application.

Erstens vor- oder rückwärts, zweitens analog nach links- oder rechtsseitwärts, und drittens kann sich das Fahrzeug oder die Maschine an Ort um die eigene Achse nach links oder rechts drehen. Firstly, forwards or backwards, secondly, analogously to the left or right, and thirdly, the vehicle or the machine can turn on the left or right around its own axis.

Während dieser Bewegungsoperationen in allen Richtungen drehen die vier Radkörper (1) immer gleichsinnig und mit gleicher Drehzahl, auch wenn sie den Boden nicht berühren, synchronisiert durch die autonomen Radkörpersteuerungen (26), sowie genau in der gleichen Bewegungsrichtung, synchron gelenkt durch die Servolenkung (Fig. 6). During these movement operations in all directions, the four wheel bodies (1) always turn in the same direction and at the same speed, even if they do not touch the ground, synchronized by the autonomous wheel body controls (26), and in exactly the same direction of movement, steered synchronously by the power steering ( Fig. 6).

Nach jeweils einer halben Radkörperumdrehung wiederholt sich diese Neutralposition der vier Radkörper (1); es kann jedoch, ohne anzuhalten, in der gewählten Bewegungsrichtung weitergefahren oder angehalten und erneut eine Bewegungsrichtungsänderung vorgenommen werden. Diese Entscheidung liegt beim Fahrer, der direkt oder vorprogrammiert eine Änderung der Bewegungsrichtung einleiten kann, entweder bei der nächstkommenden Möglichkeit oder zurück zur letzten Möglichkeit, immer dem Einsatz des Fahrzeuges oder der Maschine entsprechend. This neutral position of the four wheel bodies (1) repeats after every half a wheel body revolution; However, without stopping, it can be continued or stopped in the selected direction of motion and a change of direction of motion can be carried out again. This decision rests with the driver, who can initiate a change in the direction of movement directly or pre-programmed, either with the next possible option or back to the last option, always according to the use of the vehicle or the machine.

Sollte aus einem zwingenden Grunde innerhalb einer halben Radkörperumdrehung in der momentanen Bewegungsrichtung eine komplett neue Richtung gefahren werden, kann der Fahrer jederzeit eine neue Synchronisationsschaltung vornehmen und gleich danach in die neue Bewegungsrichtung fahren. If, for an imperative reason, a completely new direction is moved within half a wheel body revolution in the current direction of movement, the driver can carry out a new synchronization circuit at any time and immediately drive in the new direction of movement.

Während einer synchronisierten Allradantriebs-Geländefahrt vor- bzw. rückwärts können alle vier Tragbügel (15) durch die Servolenkung, dem Steuerausschlag des Lenkrades entsprechend, synchron und gleichsinnig geschwenkt werden (Fig. 8). Diese Schwenkausschläge können analog dem Fahrbetrieb für Strassenfahrt bis zu 25 nach links oder rechts ausgeführt werden. Bei Neutralposition der vier Tragbügel (15) erfolgt eine Geradeausfahrt, bei Schwenkauschlag nach links oder rechts bewegt sich das Fahrzeug oder die Maschine in einer Schrägfahrt, je nach Steuerausschlag des Lenkrades. Die analogen Fahrtrichtungsmöglichkeiten können auch um 90 nach links oder rechts gefahren werden. During a synchronized all-wheel drive off-road driving forwards or backwards, all four support brackets (15) can be pivoted synchronously and in the same direction by the power steering, corresponding to the steering wheel deflection (Fig. 8). These swiveling deflections can be carried out in the same way as driving for road travel up to 25 to the left or right. When the four carrying brackets (15) are in neutral position, the vehicle or the machine moves in an inclined direction when swiveling to the left or right, depending on the steering wheel deflection. The analog driving direction options can also be moved 90 to the left or right.

Für dieses Vorhaben müssen die Tragbügel (15) nicht in Neutralposition gebracht werden; es genügt, wenn alle vier Radkörper (1) auf einem Pol (23) stehen, um eine Umschaltung der Drehrichtung durch die Elektroventile in den autonomen Radkörpersteuerungen (26) zu ermöglichen. Liegt jedoch die gewünschte oder notwendige Bewegungsrichtung ausserhalb des möglichen 25 -Schwenkaus- schlags, so müssen die vier Tragbügel (15) in Neutralposition gebracht werden und alle vier Radkörper (1) auf einem Pol (22) stehen, was durch die Synchronisation automatisch erfolgt (Fig. 6). The support bracket (15) does not have to be brought into neutral position for this purpose; it is sufficient if all four wheel bodies (1) stand on one pole (23) in order to enable the direction of rotation to be switched over by the electro-valves in the autonomous wheel body controls (26). However, if the desired or necessary direction of movement lies outside of the possible 25 swivel deflection, the four support brackets (15) must be brought into neutral position and all four wheel bodies (1) must be on one pole (22), which is done automatically by the synchronization ( Fig. 6).

Aus dieser Ausgangslage kann nun eine Drehung um die eigene Achse des Fahrzeuges oder der Maschine ausgeführt werden. From this starting position, it can now be rotated around the vehicle's or machine's own axis.

Dabei kommt nun der Abstand (R) zwischen Chassiszentrum (20) und Radkörperzentrum (21) im Verhältnis von 2:1 zum Radkörper-Aussendurchmesser (Durchmesser a) zur Geltung. Drehen nun alle vier Radkörper (1), gesteuert durch die autonomen Radkörpersteuerungen (26), synchron und gleichsinnig eine halbe Umdrehung nach links oder rechts, ergibt dies eine Drehung des Fahrzeuges oder der Maschine von 45 um die eigene Achse bzw. bei vier ganzen Umdrehungen der Radkörper (1) eine Drehung um die eigene Achse von 360 , und demzufolge im Zusammenspiel mit der Schwenkmöglichkeit der Tragbügel (15) von 25 nach links oder rechts eine Fahrtrichtungsauswahl im Vollkreis von 360 , ohne dass nach der herkömmlichen Art gewendet werden muss. The distance (R) between the chassis center (20) and the wheel center (21) in a ratio of 2: 1 to the outer diameter of the wheel body (diameter a) comes into play. Now turning all four wheel bodies (1), controlled by the autonomous wheel body controls (26), synchronously and in the same direction, half a turn to the left or right, this results in a rotation of the vehicle or machine of 45 around its own axis or at four full turns the wheel body (1) rotates around its own axis of 360, and consequently, in combination with the possibility of swiveling the support bracket (15) from 25 to the left or right, a travel direction selection in the full circle of 360 without having to turn in the conventional way.

Der Antrieb der vier Radkörper (1) erfolgt auch während einer synchronisierten Allradgeländefahrt durch das pro Radkörper Führungseinheit (Fig. 2) zur Verfügung stehende Hydraulikdruckaggregat (13). Die erforderliche Ölmenge und der erzeugte Öldruck werden durch Elektroventile in der autonomen Radkörpersteuerung (26) alternativ zu den entsprechenden Antriebseinheiten (10 oder 12) gesteuert. Für den Fahrbetrieb vorwärts drehen die beiden, in Fahrtrichtung seitlich angeordneten Radkörper (1) gleichsinnig und synchron vorwärts, angetrieben durch ihre Vor/Rückwärts-Antriebseinheiten (12) in X-Drehrichtung (Antriebsvariante eins). Gleichzeitig drehen die beiden, in Fahrtrichtung vorn und hinten angeordneten Radkörper (1) ebenfalls gleichsinnig und synchron vorwärts, jedoch durch ihre Seitwärts-Antriebseinheiten (10) in Y-Drehrichtung angetrieben (Antriebsvariante zwei). The four wheel bodies (1) are also driven during a synchronized four-wheel drive by the hydraulic pressure unit (13) available for each wheel body guide unit (FIG. 2). The required oil quantity and the generated oil pressure are controlled by electro valves in the autonomous wheel body control (26) as an alternative to the corresponding drive units (10 or 12). To drive forward, the two wheel bodies (1) arranged on the side in the direction of travel rotate in the same direction and synchronously, driven by their forward / reverse drive units (12) in the X direction of rotation (drive variant one). At the same time, the two wheel bodies (1), which are arranged at the front and rear in the direction of travel, also rotate forward in the same direction and synchronously, but driven in the Y direction of rotation by their sideways drive units (10) (drive variant two).

Diese Antriebsvarianten werden auch beibehalten, wenn durch Schwenken aller vier Tragbügel (15) eine Schrägfahrt nach links oder rechts sowie bei einer Rückwärtsfahrt gerade oder schräg gefahren wird. Für eine Fahrtrichtungsänderung um 90 nach links oder rechts muss nun das Fahrzeug oder die Maschine aus der Vorwärtsfahrt angehalten werden, und dies genau dann, wenn alle vier Radkörper (1) auf einem Pol (23) stehen, was automatisch erfolgt, wenn der Fahrer den entsprechenden Schaltbefehl in die zentrale Fahrzeugsteuerung (25) eingegeben hat. Für diese Fahrtrichtungsänderung um 90 ist nun eine Umsteuerfunktion des Antriebsöles in den Antriebseinheiten (10 und 12), ausgeführt durch die Elektroventile der autonomen Radkörpersteuerung (26), notwendig, und ausgelöst durch die zentrale Fahrzeugsteuerung (25). Die beiden, in Fahrtrichtung seitlich links und rechts angeordneten Radkörper (1) werden nun neu gleichsinnig und synchron durch ihre Seitwärts Antriebseinheiten (10) in Y-Drehrichtung angetrieben (Antriebsvariante zwei); gleichzeitig werden die beiden, in Fahrtrichtung vorn und hinten angeordneten Radkörper (1) ebenfalls gleichsinnig und synchron durch ihre Vor/Rückwärts-Antriebseinheiten (12) in X Drehrichtung angetrieben (Antriebsvariante eins). These drive variants are also retained if, by swiveling all four support brackets (15), an inclined travel to the left or right and a reverse or straight travel is made. To change the direction of travel by 90 to the left or right, the vehicle or the machine must now be stopped from driving forward, and this is precisely when all four wheel bodies (1) are on one pole (23), which is done automatically when the driver pushes the has entered the corresponding switching command into the central vehicle control (25). For this change of direction by 90, a reversing function of the drive oil in the drive units (10 and 12), carried out by the electrovalves of the autonomous wheel body control (26), is now necessary and triggered by the central vehicle control (25). The two wheel bodies (1) arranged on the left and right in the direction of travel are now driven in the same direction and synchronously by their sideways drive units (10) in the Y direction of rotation (drive variant two); At the same time, the two wheel bodies (1) arranged in the front and rear in the direction of travel are also driven in the same direction and synchronously by their forward / reverse drive units (12) in the X direction of rotation (drive variant one).

Auch während dieser neuen, um 90 veränderten Fahrtrichtung nach links- oder rechtsseitwärts kann eine Geradeausfahrt oder eine Schrägfahrt bis zu + 25 Abweichung gefahren werden. Nach dem gleichen Schaltvorgang kann auch wieder direkt oder vorprogrammiert in eine Vor- oder Rückwärtsfahrt zurückgeschaltet werden. Even during this new direction of travel, which has been changed by 90 to the left or to the right, a straight-ahead or an inclined drive can be made up to + 25 deviation. After the same switching operation, it is also possible to switch back directly or preprogrammed to a forward or reverse drive.

Soll während einer momentanen Fahrtrichtung ein Drehen um die eigene Achse des Fahrzeuges oder der Maschine ausgeführt werden, muss ebenfalls angehalten werden. Dieses Vorhaben muss vom Fahrer analog der Radkörper-Drehrichtungsänderung direkt oder vorprogrammiert in die zentrale Fahrzeugsteuerung (25) eingegeben werden. In diesem Fallejedoch müssen die vier Tragbügel (15) durch die Servolenkung auf Neutralposition gestellt und blockiert werden. If you want to turn around the vehicle's or machine's own axis during a current direction of travel, you must also stop. Analogously to the change in the direction of rotation of the wheel body, the driver must enter this project directly or pre-programmed into the central vehicle control (25). In this case, however, the four support brackets (15) must be set to the neutral position and blocked by the power steering.

Für diese Drehung an Ort um die eigene Achse nach links oder rechts werden nun alle vier Radkörper (1) synchron und gleichsinnig durch ihre Vor/Rückwärts-Antriebseinheiten (12) in X-Drehrichtung angetrieben (Antriebsvariante eins). Die entsprechende Steuerung des Hydrauliköles wird durch die Elektroventile in der autonomen Radkörpersteuerung (26) ausgeführt. For this rotation around its own axis to the left or right, all four wheel bodies (1) are now driven synchronously and in the same direction by their forward / backward drive units (12) in the X direction of rotation (drive variant one). The corresponding control of the hydraulic oil is carried out by the electrovalves in the autonomous wheel body control (26).

Nach jeder 45 -Richtungsänderung eines Fahrzeuges um die eigene Achse bzw. halber Radkörperumdrehung ist eine synchronisierte Allradantriebs-Geländefahrt in vier Bewegungsrichtungen möglich oder, durch Abschalten der Synchronisation, ein differentialgesteuerter Fahrbetrieb für Strassenfahrt vor- oder rückwärts. After every 45 change of direction of a vehicle around its own axis or half a wheelbase revolution, synchronized all-wheel drive off-road driving in four directions of movement is possible or, by switching off the synchronization, a differential-controlled driving mode for road travel forwards or backwards.

Dies liegt jeweils im Ermessen des Fahrers, der das Fahrzeug oder die Maschine, den Einsatzmöglichkeiten entsprechend, bezüglich Fahrtrichtungsvarianten und Geschwindigkeit, direkt oder vorprogrammiert steuert und lenkt. This is at the discretion of the driver, who controls or directs the vehicle or the machine directly or pre-programmed according to the possible uses, in terms of direction of travel variants and speed.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Without turning in four directions movable wheel (Fig. 1), particularly suitable for rescue vehicles, agricultural and construction machinery, characterized in that the wheel body (1) consists of two wheel body halves and one wheel body half (2) of several, meridian-like Oval wheel halves which are assigned to one another are produced (FIG. 4) and are arranged at an angle (a) to one another with respect to a polar axis (22), the rim outer sides being equipped with interchangeable profile supports.

2. Off-road wheel according to claim 1, characterized in that the wheel body halves (2) by a rotation-proof attachment with their hubs (5, 5 '), on the left and right protruding drive shafts of the side drive unit (10), which as the connecting axis (9 ) work together to form a complete off-road bike.

3. Off-road wheel according to claim 1, characterized in that the profile supports are designed in the form of segments which are adapted to the particular use in the field.

4. Geländadad (Fig. 1) according to claims 1 and 2, characterized in that in the construction of the wheel body (1) between the hubs (5, 5 ') the side drive unit (10) is arranged and in the region of the two Poles (23, 23 ') rim meridians of an oval wheel (3) are divided by a rim break (8).

5. Geländadad according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the angle (a), in which the meridian-like oval wheel halves are related to each other, based on the polar axis (22), is 20 to 60.

6. Vehicle with off-road wheels according to claim 1, characterized in that four wheel bodies (1) on a vehicle chassis (17, 18, 19) are arranged such that one of the wheel bodies (1; Fig. 1) front and rear in the vehicle longitudinal axis is mounted, as well as one left and right in the vehicle transverse axis (Fig. 6), and that the intersection of the two connecting lines, which are perpendicular to each other, is in the chassis center (20), and the support axes (14) in their neutral position radially outward are directed (Fig. 6) and can be pivoted horizontally up to 25 to the left or right in their storage (Fig. 5) and can be controlled synchronously by means of servo control.

7. Vehicle according to claim 6, characterized in that the distance (R) between the chassis center (20) and the wheel body center (21) is in a ratio of 2: 1 to the wheel body outer diameter (Oa), which the vehicle in combination with the radially arranged Provides wheel bodies with special driving options and movement variants.