DE1655637B2

DE1655637B2 - Gleiskettenfahrzeug

Info

Publication number: DE1655637B2
Application number: DE1655637A
Authority: DE
Inventors: Helmut 7920 Heidenheim Mueller
Original assignee: Voith Getriebe KG
Current assignee: Voith Getriebe KG
Priority date: 1967-10-14
Filing date: 1967-10-14
Publication date: 1974-04-25
Also published as: CH470993A; FR1596602A; DE1655637A1; DE1655637C3; US3520376A; AT288170B

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleiskettenfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. IJnter aolchen Gleiskettenfahrzeugen seien vorzugsweise Panzer aber auch Planierraupen und andere ähnliche Nutzfahrzeuge bzw. Arbeitsgeräte verstanden. Bei Panzern soll das Gewicht der nicht zur Panzerung dienenden Teil und deren Platzbedarf ein Minimum sein. Dies ist eine im Vordergrund stehende Forderung beim Bau derartiger Millitärfahizeuge; doch kommen Fortschritte in dieser Hinsicht natürlich auch zivilen Fahrzeugen zugute.

Beim Lenken von Gleiskettenfahrzeugen wird ein erheblicher Leistungsanteil der Antriebsenergie für

ίο diesen Vorgang abgezweigt. Die Lenkremsen müssen erhebliche Energiebeträge abführen können. Dank der Fortschritte im Bau von hydrodynamischen Bremsen ist es möglich geworden, die Lenkbremsen gemäß dem Hauptpatent als hydrodynamische Brem-

sen auszubilden und mit den Vorteilen eines günstigen Gewichtes und geiingen Platzbedarfes auch ausreichend zu dimensionieren. Bei kleinen Kreislaufabmessungen sprechen die Bremsen schnell an. Das Problem der Wärmeabfuhr ist bei einer solchen Bremse wie bei keiner anderen beherrschbar.

Trotz dieser beachtlichen Vorteile haftet dem Gleiskettenfahrzeug nach dem Hauptpatent mit einem Paar hydrodynamischer Lenkbremsen noch ein Nachteil an. Es entspricht nicht jedem Steuer-

knüppelausschlag eine bestimmter Kurvenradius des Fahrzeuge^. Bei Fahrt im Gelände ist der Kurvenradius außer vom Steuerausschlag auch vom Widerstand abhängig, den die Gleisketten jeweils auf dem Boden vorfinden. Ein ständiges Nachsteuern mit dem Steuerknüppel gemäß den Bodenverhältnissen ist demzufolge erforderlich. Darunter leidet natürlich die Fahrsicherheit und die Manövriergenauigkeit.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, bei dem Gleiskettenfahrzeug nach dem Hauptpatent das Problem der Kurvenstabilität zu lösen.

Diese Aufgabe wird durch die Anwendung der im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die gemäß der Erfindung den hydrodynamischen Bremsen zugeordneten Regelgeräte wirken wie folgt

Ändert sich bei der Kurvenfahrt der Fahrwiderstand der einen Gleiskette, so daß sie langsamer rollen und sich demgemäß der Kurveinadius ändern möchte, so sorgt das Regelgerät der betreffenden Lenkbremse lur ein entsprechendes Ansteigen des Bremsmomentes, so daß die Drehzahl des Bremsrotors und die der Nullwelle und damit die Differenzgeschwindigkeit der beiden Gleisketten und der Kurvenradius gleichbleiben. Das heißt die nachfolgend »Drehzahlregler« genannten Regelgeräte, die mit dem Lenkknüppel gekuppelt sind, sorgen für eine Kurvenstabilität des Kettenfahrzeuges, obwohl an einer der Ketten der Rollwiderstand sich plötzlich erhöht haben mag. Diese Fahrtricntungsi-iabihsierung bei Kurvenfahrt wirkt auch bei unendlich großem Kurvenradius, d.h. bei Geradeausfahrt. Wenn z.B. die eine Kette bei gerader Fahrt an ein Hindernis stößt, so möchte diese Seite des Fahrzeuges zurück-

6<i bleiben gegenüber der Seite mit unbehinderter Kette. Die Nulhvellc möchte von den Gleisketten her in Umlauf gesetzt werden. Da jedoch der Lenkknüppel in Gcradeausstellung steht und daher die Nullwellendrehzahl >null« befiehlt, würde ein Nullwellenunilauf eine Regelabweichung darstellen, die ein Anwachsen der Brcmsfüllung auslöst. Natürlich kommt es zu einer kleinen Regelabweichung, d.h. die Nullwelle beginnt umzulaufen, jedoch wird alsbald dieje-

»ige Bremse gefüllt, die angezogen werden muß, um die Regelabweichung zum Verschwinden zu bringen; d.h. die bisher unbehinderte Kette wild durch die eine Lenkbremse derart belastet, daß beide Gleisketten den gleichen Widerstand vorfinden. Durch ein vorübergehendes Erhöhen der Antriebsleistung wird das Hindernis in Geradeausfahrt überwunden. Da nun aber die durch die Geländeunebenheit belastete Kette frei ist, die abgebremste Kette jedoch nicht, kommt es zu einer genngfügigen Abweichung von der Regelgröße, d.h. zu einer Abweichung von der Geradeausrichtung bzw. dem Stützwellenstillstand. Diese Regelabweichung befiehlt die Entleerung der bisher gefüllten Bremse und das Füllen der anderen, was zu einer neuen kleineren Regelabweichung in der anderen Richtung führt. Das bisherige Spiel wiederholt sich in kleinerem Ausmaß mit anderem Vorzeichen. Das Fahrzeug pendelt sich sehr schnell wieder auf die gerade Fahrtrichtung ein.

Damit die für die Lenkung installierte Bremsleistung auch für die Verzögerung des Fahrzeuges herangezogen werden kann, wird die Anwendung der Merkmale des Anspruches 2 angeregt. Dadurch können die Lenkbremsen bei Geradeausfahrt beide gleichermaßen gefüllt werden und somit über den Lenkantrieb des Yerteilgetriebes ein Verzögerungsmoment auf die Treibräder beider Ketten ausüben; d. h. sie können auch als Fahrtverzögerungsbr. msen benutzt werden. Eine Verzögerungsbremsung ist jedoch dank der mit dem Lenkknüppel gekoppelten Drehzahlregler auch bei Kurvenfahrt möglich. Diese vermögen nämlich nicht zu unterscheiden, ob ein Widerstand an der Kette vom Gelände herrührt oder von einer im Innern des Fahrzeuges wirkenden Bremse. Die Differenzgeschwindigkeit der Ketten und damit der Kurvenradius wird also auch beim Betätigen des Bremspedals proportional zum Lenkknüppelausschlag hergestellt und aufrechterhalten. Während der Kurvenfahrt wird jedoch beim Betätigen des Bremspedals nur die eine für die Lenkung unbenutzte Bremse angezogen. Der Drehzahlregler der anderen Bremse sorgt hierbei dafür, daß das Bremsmoment der anderen Bremse auf einen solchen Wert ansteigt, daß die jeweilige Nullwellendrehzahl konstant bleibt. Auf diese Weise kommt während der Kurvenfahrt eine Verzögerung nur mit den Lenkbremsen zustande.

Es ist leicht einzusehen, daß das Verzögerungsmoment bei Kurvenfahrt nicht beliebig hcch getrieben werden kann. Das maximal mögliche Verzögerungsmoment bei Kurvenfahrt ergibt sich als Differenz von aus Festigkeitsgründen überhaupt mit den hydrodynamischen Bremsen möglichen größten Bremsmoment und dem für die Geschwindigkeitsdifferenz der Ketten notwendigen Lenk-Bremsmoment. Dieser letztgenannte Anteil ist umso höher, je kleiner der zu fahrende Kurvenradius oder je höher die Stützwellen- oder Bremsrotordrehzahl ist. Es müßte daher eigentlich eine Begrenzung des möglichen Bremsmomentes in Abhängigkeit vom Lenkknüppclausschlag vorgesehen werden, damit während der Kurvenfahrt durch ein zu starkes Ziehen der Verzögerungsbremse sich nicht der Kurvenradius vergrößert. Es ist jedoch bei der Würdigung dieser Bremsbeschränkung zu bedenken, daß die Kurvenfahrt selbst, namentlich bei engen Kurven, das Fahrzeug stark abbremst, so daß eine Notlage durch unzureichende Bremskapazität nicht zu erwarten ist. Außerdem ist noch zu bemerken, daß die Verzögemngsbremswirkung der Lenkbremsen aus dem Grunde besonders groß ist, weil ihre Wirkung mit der Gangsstufung des Schaltgetriebes anwächst, denn deren Rotordrehzahl ist stets proportional der Motordrehzahl. Soll das Fahrzeug dennoch in der Kurve schneller als mit den Lenkbremsen möglich verzögert werden, so kann z. B. die Motorbremse zu Hilfe genommen werden.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der Fahrtrichtungsstabilität des Gleiskettenfahrzeuges bei allen Fahrzuständen mit gewichtsmäßig und konstruktiv sowie räumlich geringem Aufwand und in der Ausnützung der für Lenkzwecke installierten hohen B-emskapazität zum Zweck der Verzögerung des Fahrzeuges ebenfalls bei allen Fahrzuständen. Hierdurch wird Gewicht, Konstruktionsraum und Geld für zusätzliche Verzögerungsbremsen gespart

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 3 beschrieben. Danach weist

ao jede Bremse einen im entleerten Zustand der Bremse in den Schaufelradspalt einschwenkbaren Ventilationsschieber auf. Das eingeschwenkte Schieberblech beseitigt weitgehend je nach Überdeckung mit dem Torus des Arbeitskreislaufes das übertragbare Dreh-

*■> moment bei entleerter Bremse (Ventilationsverluste). Dieses Einschwenken erfolgt bei Kurvenfahrt in jedem Fall, ausgenommen bei zusätzlicher Bremsung in der Kurve. In dem Maß nämlich, wie der Rotor, der zum Zweck des Lenkens angezogenen Bremse langsamer als bei Geradeausfahrt läuft, rotiert der Rotor der unbenutzten Bremse schneller. Er kommt bei Kurvenfahrt in einen Drehzahlbereich, in dem die Ventilationsverluste der in Luft laufenden Schaufelkränze nicht mehr vernachlässigbar sind. Sie werden durch das Einschwenken der Ventilationsschieber auf ein erträgliches Maß reduziert.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden erläutert. Es zeigt

♦o Fig. 1 das Getriebeschema eines Gleiskettenfahrzeuges mit den Betätigungsorganen für Lenken und Bremsen und

F i g. 2 und 3 Bremskraftdiagramme der Lenk- und der Verzögerungsbremse.

Vom Motor 1 gelangt die Antriebsenergie über das angekuppelte Schaltgetriebe 2 in das daran angeflanschte Verteilgetriebe 3. Von hier aus führen die beiden Wellen 4 und S die gleichmäßig auf diese beiden Stränge verteilte Leistung in die beiden spiegel-

bildlich ausgeführten und angeordneten Differentialgetriebe 6 und 7. in welchem die Wellen 4 und 5 jeweils mit dem einen Hauptgetriebeteil verbunden sind. Die zu den Treibrädern 8 und 9 weiterführenden Treibachsen 10 und 11 sind jeweils mit dem 7weiten Hauptgetriebeteil der Differentialgetriebe 6 und 7 verbunden. Die beiden dritten Hauptgetriebeteile (Zahnräder 12 und 13) sind starr über die parallel zu den Wellen 4 und 5 und den Treibachsen liegende Nullwelle 14 und die Zahnräder 15, 16, 17

bzw. 18, 19 gegeneinander abgestützt. Bei Belastung des Antriebes haben die Zahnräder 12 und 13 das Bestreben, beide in der gleichen Richtung und mit der gleichen Kraft umzulaufen. Um dies zu verhindern, sind diese beiden Zahnräder in beschriebener Weise starr über einen Reversiertrieb mit der Übersetzung 1 : 1 gegeneinander abgestützt. Bei Geradeausfahrt, d. h. bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit der beiden Treibräder 8 und 9 steht die Nullwelle 14

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still, weil die Zahnflankendrücke an den Zahnrädern und 2!) versorgt. Jede Bremse ist: mit einer Füll- und

12 und 13 gleich groß sind. einer Rikklaufleitung mit ihrem Drehzahlregler ver-

Wird die Nullwelle 14 in einer Richtung in Umlauf bunden.

versetzt, so wird das Zahnrad 13 in der gleichen In F i g. 2 ist die Regelcharakteristik, der Drehzahl-Drehrichtung angetrieben und Zahnrad 12 mit der 5 regler (Regelgeräte 34 bzw. 35) in Diagrammform gleichen Geschwindigkeit wie Zahnrad 13, jedoch in dargestellt. Auf der Abszisse ist die Drehgeschwinder entgegengesetzten Richtung. Dadurch wird die digkeiil n_s üer Nullwelle unter Berücksichtigung der Drehzahl des einen Treibrades um einen bestimmten. Drehrichtung aufgetragen. Statt der Nullwellendrehder Nullwellendrehzahl proportionalen Betrag erhöht zahl /i_s könnte auch die Kurvenkrümmung als Rezi- und die des anderen Treibrades um den gleichen Re- io prokwert des Kurvenradius aufgetragen werden: der trag erniedrigt und umgekehrt, je nach Drehrichtung linke Quadrant gilt für Linkskurven, der rechte für der Nullwelle. Durch diese DrehzahMifferenz der Rechtskurven. Auf der Ordinate ist das von den Treibräder kommt eine Kurvenfahrt des Gleisketten- Bremsen 28 und 29 beim Lenken erzeugte Drehmofahrzeuges zustande. Je höher die Nullwellendreh- ment M_1n aufgetragen. Jede der dargestellten Kuizahl ist, um so höher ist der Drehzahlunterschied des 15 ven der Doppelschar stellt den Verlauf des Lenkeinen gegen das andere der Treibräder und um so bremsmomentes bei einem bestimmten Steuerknüpkleiner ist der Kurvenradius. Diese Abhängigkeit ist pelausschlag λ bei unterschiedlichen Fahrwiderstand linear. den dar. Man sieht, daß bei einem Widerstand an der

Der Antrieb der Nullwelle 14 erfolgt vom Verteil- einen Gleiskette, was einem Zunehmen des Lenkgetriebe 3 aus über die Lenkwelle 20, oie mit einer λο bremsmomentes M_dL entspricht, die Nullwellendrchder Drehzahl des Motors 1 proportionalen Drehzahl zahl und damit der Kurvenradius sich so gut wie gar umläuft. Die Lenkwelle 20 treibt über den Kegeltrieb nicht ändern.

21, 22, 23 und über die Stirnradplanetengetriebe 24 Im übrigen besieht die Möglichkeit, die Bremsen und 25 jeweils den Rotor 26 bzw 27 der beiden hy- 28 und 29 auch als Verzögerunc*.bremsen unabhändrodynamischen Bremsen 28 und 29 an. Die Hohlrä- 25 gig von Geradeaus- oder Kurvenfahrt zu benutzen, der der Stirnradplanetengelriebe 24 und 25 sind fest Zu diesem Zweck sind üen beiden hydrodynamimit der Nullwelle 14 verbunden. Die Planetenträger sehen Bremsen 2S und 29 z^ei weitere Füllungswerden angetrieben, und der Abtrieb 'u den Rotoren und/oder Druckregler 40 und 41 zugeordnet. Diese 26 und 27 der Bremsen erfolgt von den Sonnenrä- Regler haben jedoch eine andere Rcgelcharakteristik dem aus, die in einander entgegengesetzter Richtung 30 als die Reedgeräte 34 und 35: sie regeln unabhängig umlaufen (Pleilrichtung 26' bzw. 27'). Bei Gerade- von der Nullwellendrehzahl odei der Fahrr^uggeausfahrt. d.h. bei stillstehender Nullwelle, rotieren schwindigkeit die Füllung und oder den Druck in der die Rotoren 26 und 27 mit gleicher Drehzahl propor- Bremse derart, daß das Bremsmoment in Abhängigtionai zur Motordrehzahl; d.h. auch in niederen keil vom Ausschlagt des Bremspedals 42 zeillich Gängen bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten ha- 35 konstant ist. Die Regler 40 und 4i sind demnach ben die Bremsen ein hohes Bremsvermögen. Mpm.entenregler. über der. vom Bremspedal 42 aus-

Wird eine der Bremsen 28 und 29 angezogen, so gehenden Seilzug 43 wurden die Momentenreglei

wird das zugehörige Sonnenrad verzögert. Proportio- (Regler 40 und 41) in jedem Fall gleichermaßen be-

nal zu dessen Drehzahlabnahme wird gemäß der in- tätigt. Doch treten sie nicht in jedem Fall in gleicher

neren Übersetzung des Stirnradplanetengetriebes 24 4° Weist: in Aktion. Sie reagieren nur gleich bei Gerade-

die Nullwelle 14 aus dem Stillstand beschleunigt, und ausfahrt des Fahrzeuges bzw. bei stillstehender NuIl-

zwar in der Drehrichtung des abgebremsten Rotors welle Dann füllen die Momenienregler beim Betäti-

(Pfeilrichtung 26' bzw 27'), wodurch in der be- gen der Verzögerungsbremse beide Arbeitskreisläufe

schriebenen Weise eine Kurvenfahrt des Fahrzeuges gleichmäßig, und zwar derart daß das Moment bei-

zustande kommt. 45 der Bremsen proportional zum Bremspedalaus-

Das Füllen der Bremse 28 bzw. 29 und damit die schlag/-¹ ansteigt. Das Verzögerungsmoment wird in Kurvenfahrt wird gesteuert durch den Steuerknüppel diesem Fall über die Lenkwelle 20 und über das Ver-30. Über Seilzüge 32 bzw. 33 wird eines der Regeige- teilgetriebe 3 auf die Treibräder 8 und 9 ausgeübt. Im rate 34 oder 35 für Füllung und/oder Druck betätigt, Fall der Kurvenfahrt, d. h. bei umlaufender NuIlje nach Richtung (links oder rechts) des Steuerknüp- 50 welle, wird in Abhängigkeit von der Kurvenrichtung. pelausschlages. Diese Regelgeräte 34 und 35 stellen d. h. der Drehrichtung der Nullwelle, nur die für die den Füllungsgrad und/oder den Druck in der zu- Lenkung unbenutzte Bremse auf zeitlich konstantes geordneten Bremse 28 bzw. 29 so ein, daß proportio- Moment entsprechend dem Bremspedal ausschlag genal zum Ausschlag λ des Steuerknüppels 30 bzw. des füllt Der Momcntregler, der der gerade zum Zweck Hebels 36 bzw. 37 die Drehzahl der Nullwelle 14 55 der Lenkung benutzten Bremse zugeordnet ist, tritt zeitlich konstant ist. Über einen Kegelzahnradtrieb bei Kurvenfahrt gar nicht in Tätigkeit. Zur Feststelerhalten diese Drehzahlregler ihre Regelgröße, die lung der Kurvenrichtung und der Kurvenkrümmuns Nullwellendrehzahl. Eine andere Möglichkeit diese wird die Drehzahl n_s der Nullwelle 14 den beiden Drehzahl in einer analogen Größe den Regelgeräten Momentenreglern 40 und 41 mechanisch über je zuzuführen, wäre die, den Förderstrom einer von 60 einen Kegelzahnradtrieb zugeordnet. Natürlich könn· der Stützwelle angetriebenen, volumetrischen Pumpe. ten diese beiden Informationen auch, wie weitei die im Druckstutzen einen gedrosselten »By-pass« oben schon angedeutet, hydraulisch vermittelt werhat, auf eine Kolbenfläche wirken zu lassen. Die den. Die Momentenregler 40 und 41 sind ebenfalls Kolbenkraft steht dann in einem festen Verhältnis wie die Regelgeräte 34 und 35 an die Füllpumpe 31 zur Stützwellendrehzahl. Die Drehzahlregler (Regel- 65 angeschlossen. Mit der zugehörigen Bremse sind eeräte 34 und 35) werden durch die von der Lenk- *«^ beide Regler über je eine Füll- und Entleerleituns welle 20 aus angetriebene Füllpumpe 31 mit Arbeits- verbunden,
flüssigkeit für die hydrodynamischen Bremsen 28 Beide Bremsen 28 und 29 weisen je einen in der

Schaufelradspalt einschwenkbaren Ventilationsschieber 44 bzw. 45 auf. Das Einschwenken derselben wird im gezeigten Ausführungsbeispiel von den Momentenreglern 40 und 41 über einen Seilzug 46 bzw. 47 besorgt.

In F i g. 3 ist die Regelcharakteristik der Regelgeräte 34 und 35 in Diagrammform dargestellt. Auf der

Abszisse ist die Fahrgeschwindigkeit V des ganzen Fahrzeuges oder z.B. die Drehgeschwindigkeit der Welle 4 oder 5 dargestellt. Auf der Ordinate ist das Vcrzögerungs-Bremsmonient M_dL aufgetragen. Je nach Bremspedalausschlag β ergibt sich ein unabhängig von der Bremsrotordrehzahl nahezu konstantes Moment.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gleiskettenfahrzeug mit

a) einem Antrieb der beiden Gleisketten von einem Verteilgetriebe aus über je ein Überlagerungsgetriebe, deren freie Getriebeglieder sich über eine durchgehende oder über eine durch ein Umkehrgetriebe unterbrochene sogenannte Nullwelle gegeneinander abstützen, die bei Geradeausfahrt stillsteht, und die durch Umlauf in der einen Richtung die eine Kette beschleunigt und die andere verzögert, und umgekehrt, und

b) mit einem vom Verteilgetriebe ausgehenden Lenkanüieb, durch den über je ein weiteres Überlagerungsgetriebe der Rotorteil von zwei Bremsen angetrieben wird, wobei die beiden freien Getriebeglieder der beiden letztgenannten Überlagerungsgetriebe mit der Nullwelle verbunden sind und die Ankoppehmg von Antrieb, Bremsrotor und Nullwelle mit den Haupigetriebegliedern dieser Überlagerungsgetriebe jeweils so gewählt ist, daß durch Anziehen der einen Bremse die Nullwelle in der einen und durch Anziehen der anderen Bremse die Nullwelle in der anderen Richtung in Umlauf gesetzt wird, wobei

c) die beiden Bremsen jeweils als drehzahlregelbare hydrodynamisch? Bremsen ausgebildet sind, nach Patent Nr. 1 480 506, d a durch gekennzeichnet, daß jeder Bremse (28 und 29) ein Regelgerät (34 bzw. 35) zugeordnet ist, welches durch Verstellen des Füllungsgrades und/oder des Druckes im Arbeitsraum der Bremse die Drehzahl der Nullwelle (14) auf einen konstanten, vom Ausschlag (\) eines Lenkknüppels (30) abhängigen Wert regelt.

2. Gleiskettenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bremse (28 und 29) ein weiteres Regelgerät (40 bzw. 41) zugeordnet ist, welches — solange die Bremse zum Lenken unbenutzt ist — durch Verstellen des Füllungsgrades und/oder des Druckes im Arbeitsraum der Bremse das von ihr aufgenommene Bremsmoment auf einen konstanten, vom Ausschlag (/?) eines Bremspedals (42) abhängigen Wert regelt.

3. Gleiskettenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bremse (28 und 28) einen im entleerten Zustand der Bremse in den Schaufelradspalt einschwenkbaren Ventilationsschieber (44 bzw. 45) aufweif.t.