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Dokumentenidentifikation DE69924291T2 13.04.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001140607
Titel MOLDULARES RAUPENSYSTEM
Anmelder Torvec, Inc., Pittsford, N.Y., US
Erfinder GLEASMAN, E., Vernon, Pittsford, US;
GLEASMAN, E., Keith, Fairport, US
Vertreter LEINWEBER & ZIMMERMANN, 80331 München
DE-Aktenzeichen 69924291
Vertragsstaaten BE, DE, ES, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 10.12.1999
EP-Aktenzeichen 999630627
WO-Anmeldetag 10.12.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/US99/29281
WO-Veröffentlichungsnummer 0000035739
WO-Veröffentlichungsdatum 22.06.2000
EP-Offenlegungsdatum 10.10.2001
EP date of grant 16.03.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse B62D 55/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung betrifft Raupenfahrzeuge (d. h. Fahrzeuge, die Raupenketten anstelle von Reifen einsetzen, um Kontakt zum Gelände, über das sie gefahren werden, zu halten, z. B. Traktoren, Panzer, Bulldozer usw.) und im Besonderen ein modulares System zur Lagerung der zum Antrieb und zur Aufhängung der Raupenketten notwendigen Mechanismen, welches ein Format aufweist, das das einfache Anbringen des Raupenmoduls an den Rahmen einer bestehenden Kabinen-/Motor-/Lastentrageeinheit eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.

HINTERGRUND

Die Erfindung zielt zwar auf die Umwandlung von herkömmlichen Räderfahrzeugen zu Raupenfahrzeugen ab, ihr besonderer Zweck liegt jedoch in der Umwandlung solch herkömmlicher Räderfahrzeuge in geländegängige Raupenfahrzeuge, die speziell sowohl für die Fahrt mit Normalgeschwindigkeit auf Asphalt-Straßen als auch für den angemessenen Einsatz auf nicht-asphaltierten Straßen und unebenem Gelände entwickelt sind.

Derzeit besteht dringender Bedarf an einer Form von Fahrzeug, das sowohl für die Straße als auch für das Gelände auf schneebedecktem, sehr unebenem oder schlammigem Boden geeignet ist. Der Bedarf an einem derartigen Fahrzeug ist vor allem nach Naturkatastrophen (Schnee und Stürme, Überschwemmungen usw.) groß und besteht derzeit insbesondere in Entwicklungsländern. Die meisten im Moment zur Verfügung stehenden Fahrzeuge benötigen jedoch für ihren praktischen Einsatz eine gewisse Infrastruktur (asphaltierte Straßen, Brücken usw.), doch sind die Entwicklungsländer Jahrzehnte davon entfernt, eine solche für herkömmliche Fahrzeuge benötigte Infrastruktur zu besitzen. Außerdem weisen die einzigen derzeit zum Einsatz kommenden geländegängigen Lastfahrzeuge entweder sehr große Räder oder sehr schwerfällige Raupen auf und sind von großem Gewicht, langsam in der Bewegung und zur Fahrt mit Normalgeschwindigkeit auf einem Untergrund gänzlich ungeeignet. Kleinere Geländefahrzeuge mit Rädern sind zwar auf dem Markt erhältlich, doch können sie keine für den normalen Mehrpersonen- oder Gütertransport angemessenen Lasten transportieren, und ihre Antriebsräder bleiben in tiefem Schlamm oder Schnee leicht stecken. Kleinere geländegängige Raupenfahrzeuge wurden ebenfalls vorgeschlagen (vgl. das US-Patent Nr. 3.653.455, ausgegeben an A. E. Hetteen), doch sind diese nur schlecht lenkbar und recht unpraktisch.

Schlussendlich gibt es noch kleine, handelsüblich erhältliche Raupen-"Module", die separat an den Achsen bestehender Fahrzeuge angebracht werden (wobei jedes Raupenmodul jeweils ein Rad des Fahrzeug ersetzt); diese sind jedoch schwerfällig, relativ schwierig am Fahrzeug zu montieren und anscheinend weder gut lenkbar noch für die gewöhnliche Fahrt mit Normalgeschwindigkeit geeignet.

Eine frühere Erfindung der Anmelder (US-Patent Nr. 4.776.235, ausgegeben an V. E. Gleasman et al.) ermöglicht es, Raupenfahrzeuge mithilfe eines einzigen Lenkrads auf dieselbe Weise wie andere Straßenfahrzeuge zu steuern. Trotzdem sind den Anmeldern keine auf dem Markt erhältlichen Raupenfahrzeuge bekannt, die sowohl für den Einsatz auf Straßen als auch im Gelände konzipiert und zum Transport von großen Lasten mit gewöhnlich hoher Geschwindigkeit imstande sind. Außerdem wären die Entwicklung, das Design und die Herstellung eines solch völlig neuartigen Raupenfahrzeugs selbst für die derzeit bestehenden Großkonzerne der Autoindustrie äußerst kostenaufwendig.

Diese Erfindung zielt auf die Lösung dieser Probleme ab und stellt eine mögliche Lösung für die großen Transportschwierigkeiten in den Entwicklungsländern in Asien, Afrika und Süd- bzw. Mittelamerika bereit.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Bei dieser Erfindung handelt es sich um ein modulares Raupen-Aufhängungssystem. Die Benennung "modular" wird in ihrem herkömmlichen Sinn, nämlich zur Bezeichnung einer im Wesentlichen unabhängigen Einheit, die eine für den Betrieb des Fahrzeugs notwendige und wichtige Funktion ausübt, verwendet. Das Raupensystem kann rasch an jedes beliebige Fahrzeug angepasst werden, das über einen Lasten tragenden Rahmen verfügt, einschließlich Kombiwagen, SUVs (Sports Utility Vehicles) und die meisten Modelle an 4-, 6- und 10-Rad-Lastkraftwagen, die derzeit von den führenden Autoherstellern der Welt produziert werden. Diese bestehenden und im Handel erhältlichen Fahrzeuge verfügen alle über vollständig ausgestattete Passagierkabinen mit Lenkrädern, Motoren und Transmissionen, die von Rahmen aus Stahlträgern getragen sind. Bei Lastkraftwagen können diese Stahlträgerrahmen dazu verwendet werden, verschiedene Typen von Ladeflächen bzw. -kästen (z. B. Tiefladeflächen, niedrige oder hohe Seitenborde, Kästen, offene oder mit Planen abgedeckte Ladeflächen usw.) anzubringen, und unterhalb der Rahmen sind die entsprechenden 4-, 6- oder 10-Rad-Fahrgestelle aufgehängt. Durch geringfügige Änderungen an den Maßen und den Bolzenlöchern der Gehäuse und der tragenden Strukturelementen der Erfindung kann während oder nach dem letztendlichen Zusammenbau das herkömmliche Räder-Fahrgestell eines Fahrzeugs auf einfache Weise durch das hierin geoffenbarte, neuartige Raupenmodul ersetzt werden.

[NB: Die Begriffe "Modul" und "modular" sollen, so wie sie hierin verwendet werden, nicht darauf hinweisen, dass die Erfindung immer als eine vollkommen separate Struktur zur Verwendung mit bestehenden Fahrzeugen hergestellt sein muss. Das heißt, dass die "Modularität" zwar ein höchst wichtiges und wertvolles Merkmal ist, die Erfindung aber auch als ein fester Bestandteil in ein spezielles Fahrzeug eingebaut sein kann, das von vornherein zur Verwendung eines Raupen-Aufhängungssystems konzipiert war.]

In den bevorzugten Ausführungsformen setzt die Erfindung ein Paar an Raupenketten ein, die aus einem elastischen und in erster Linie nichtmetallischem Material, vorzugsweise aus Gummi oder einem Elastomer, hergestellt sind. Unter jeder Seite des Fahrzeugs ist eine Raupenkette angeordnet, und jede Kette wird von einer oder mehreren Tandem-Einheiten durch Reibung angetrieben. Jede Tandem-Einheit verfügt über ein Tandemradpaar, und vorzugsweise ist jedes Rad ein "Doppelrad", d. h. zwei Räder, die an einer gemeinsamen Achse Seite an Seite liegen. Jedes Rad ist von einem Reifen umhüllt, und jeder Reifen steht in Reibungsantriebskontakt zur entsprechenden Raupenkette. Zudem verfügt jede Tandem-Einheit über eine Tandem-Einheitsachse, die zwischen den Doppelrädern eines jeden Tandempaars angeordnet ist.

Die Tandem-Doppelräder einer jeden Tandem-Einheit werden jeweils von den dazwischen angeordneten Tandem-Einheitsachsen angetrieben, und die Doppelräder sind so angebracht, dass jedes in einer senkrechten vertikalen Ebene bewegbar ist und dass sich jedes Doppelrad getrennt und unabhängig von der ähnlich unabhängigen Bewegung des anderen Doppelrades, mit dem es in einer Tandempaar-Beziehung steht, bewegen kann. Jedes Doppelrad ist zudem in die Richtung des Untergrunds, auf dem das Fahrzeug steht oder sich fortbewegt, federnd vorgespannt.

Vorzugsweise wird jede Raupenkette von zwei angetriebenen Tandem-Einheiten gleichzeitig in Bewegung versetzt, wobei ein angetriebenes Doppelrad der einen Tandem-Einheit in Kontakt zum hinteren Teil der Raupenkette und ein angetriebenes Doppelrad der anderen Tandem-Einheit in Kontakt zum vorderen Teil der Raupenkette steht. In der bevorzugten Ausführungsform des Raupenmoduls der Erfindung steht jede Kette zudem in Reibungskontakt zu den Rädern eines nicht angetriebenen "Zwischen"-Doppelrads, das zwischen den zwei Tandem-Einheiten angeordnet ist.

Eine "zentrale Antriebsanordnung", die auf geeignete und simple Weise direkt mit der Antriebswelle des Fahrzeugs verbunden ist, teilt das Drehmoment differentiell auf die zwei entsprechenden Raupenketten auf, und in bevorzugten Ausführungsformen ist jede Raupe mit einem eigenen Differentialgetriebe ausgestattet, das das aufgeteilte Drehmoment erneut differentiell auf die Vorder- und Hinterantriebseinheiten aufteilt, welche einer jeden der Raupenketten zugeordnet sind, um eine Überbeanspruchung in diesen Doppelgetrieben zu verhindern. Diese Seitendifferentialgetriebe sind vorzugsweise "schlupfbegrenzt", um zu gewährleisten, dass auf jenen Abschnitt der Raupenkette, auf den die größere Traktion wirkt, das größere Antriebsdrehmoment zugeführt wird.

In allen bevorzugten Ausführungsformen lenken die Antriebsanordnungen des Moduls zudem mittels einer "Steueranordnung" die Richtung des Fahrzeugs, indem ein zusätzliches Differentialgetriebe, das mit dem Lenkrad des Fahrzeugs in Verbindung steht und auf die Betätigung dessen reagiert, eingesetzt wird. Das Steuerungsdrehmoment dieses zusätzlichen Differentialgetriebes, das hierin in Folge als "Steuerungsdifferentialgetriebe" bezeichnet wird, überlagert die bereits differenzierten Antriebsdrehmomente, die der linksseitigen und der rechtsseitigen Raupenkette zugeführt werden, um sie zu verstärken oder abzuschwächen.

Wie oben angedeutet wurde, ist das Raupenmodul der Erfindung konzipiert, um (a) das herkömmliche Fahrgestell mit Rädern der meisten erhältlichen Fahrzeuge während des Zusammenbaus des Fahrzeugs zu ersetzen oder um (b) das bereits bestehende herkömmliche Fahrgestell mit Rädern eines bereits zusammengebauten Fahrzeugs zu ersetzen. Außerdem ist eine durch Aussparung der zentralen Antriebsanordnung und der Steueranordnung vereinfachte und kostengünstigere Variante des Raupenmoduls darauf ausgerichtet, auf ähnliche Weise das herkömmliche Fahrgestell mit Rädern von bestehenden Anhängern zu ersetzen.

Das Raupen-Aufhängungssystem der Erfindung erlaubt es, das Fahrzeug mit auf asphaltierten Straßen mit gewöhnlicher Geschwindigkeit zu fahren und gleichzeitig relativ schwere Lasten auf nicht asphaltiertem, unebenem, sehr schlammigem oder stark verschneitem Untergrund zu transportieren, der mit einem herkömmlichen Lastkraftwagen praktisch nicht befahrbar und auch zu Fuß nur schwer zu begehen ist. Beispielsweise übt eine durchschnittlich große Person beim Gehen (ohne dabei eine Last zu tragen) üblicherweise bei jedem Schritt, den sie auf einer schlammigen oder schneebedeckten Oberfläche tut, eine Last von 338 Gramm/cm2 (5 Pfund/Quadratzoll) aus. Ist das Raupenmodul der Erfindung an einem beladenen Lastwagen, der 2.250 kg (5.000 Pfund) wiegt, aufgehängt, so üben die Raupen nur eine Last von 173 Gramm/cm2 (2,5 Pfund/Quadratzoll) aus, wodurch der beladene Lastwagen auf einer schlammigen oder schneebedeckten Oberfläche fahren kann, auf der ein Mensch knöchel- oder knietief einsinken würde. Ähnlich ermöglicht es das Raupensystem, den beladenen Lastkraftwagen über die meisten Oberflächen, z. B. Wiesen, zu fahren, ohne das Ausmaß an Schaden anzurichten, das eine Person beim Gehen verursachen würde. Außerdem kann zum Transport von äußerst hohen Lasten über ein verschneites oder matschiges Gelände die Ladung zwischen einem Fahrzeug, das das Raupenmodul mit Kraftantrieb der Erfindung einsetzt, und einem passenden Anhänger mit dem Raupenmodul der Erfindung ohne zentralem Antrieb und Steueranordnungen aufgeteilt werden.

Die Erfinder sind der Überzeugung, dass ihr modulares Raupen-Aufhängungssystem speziellen Benutzern (Bauern, Campern, Versorgungsunternehmen) die Möglichkeit bietet, dasselbe Nutzfahrzeug sowohl für die normale Fortbewegung auf geebneten Straßen als auch im Gelände einzusetzen. Die Erfinder sind darüber hinaus der Ansicht, dass mit diesem Raupen-Aufhängungssystem ausgestattete Fahrzeuge, so wie zuvor bereits erwähnt, insbesondere in den Entwicklungsländern Asiens, Afrikas und Süd- bzw. Lateinamerika von Nutzen sind.

ZEICHNUNGEN

Die 1, 2 und 3 sind schematische Teilquerschnittsansichten ausgewählter Abschnitte des modularen Raupen-Aufhängungssystems der Erfindung von der Seite, von hinten bzw. von oben aus betrachtet (wobei zum Zwecke der Klarheit einige Teile und Schraffierungen ausgelassen wurden), das auf einen bestehenden Lkw (durch durchbrochene Linien dargestellt) angewendet ist, wobei 1 eine Ansicht im Allgemeinen entlang der Ebene 1-1 in 2 ist, während 2 eine Ansicht entlang der Ebene 2-2 in 1 ist.

4 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht der Unterseite ausgewählter Abschnitte einer Tandem-Einheitsachse und des Lagerarms für ein Tandempaar an Doppelrädern (wobei zum Zwecke der Klarheit einige Teile und Schraffierungen ausgelassen wurden), die im Allgemeinen entlang der Ebene 4-4 in 2 verläuft.

5 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht von oben auf ausgewählte Abschnitte der angetriebenen Doppelrädernaben (wobei zum Zwecke der Klarheit einige Teile und Schraffierungen ausgelassen wurden), die zur Aufnahme und zur Lagerung der Räder und Reifen der Doppelräder eines jeden Tandempaars eingesetzt werden.

Die 6 und 7 sind schematische Teilquerschnittsansichten ausgewählter Abschnitte des Mittelgehäuses von oben bzw. von hinten aus betrachtet (wobei zum Zwecke der Klarheit einige Teile und Schraffierungen ausgelassen wurden), das ein zentrales Differentialgetriebe und ein Steuerungsdifferential umgibt und lagert und das zudem ein linksseitiges und ein rechtsseitiges Differentialgetriebe lagert, wobei 7 eine Ansicht im Allgemeinen entlang der Ebene 7-7 in 6 ist.

Die 8A und 8A sind schematische Teilquerschnittsansichten ausgewählter Abschnitte des Winkelgetriebes von oben bzw. von hinten aus betrachtet (wobei zum Zwecke der Klarheit einige Teile und Schraffierungen ausgelassen wurden), das zur Neuausrichtung des Drehmoments von den Seitendifferentialgetrieben auf die Tandem-Einheitsachsen dient.

9 ist eine schematische Draufsicht auf das modulare System (wobei zum Zwecke der Klarheit einige Teile ausgelassen wurden), die die zur Ausrichtung der Vorrichtung angeordneten Strukturelemente darstellt, die den Zusammenbau des Moduls und die Bewegung dessen als unabhängige Einheit vor der Anbringung dessen an Fahrzeug ermöglichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG (A) Raupenanordnung

Mit Bezug auf die 1, 2 und 3 ist ein modulares Raupen-Aufhängungssystem gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, das als Fahrgestell an einem gewöhnlichen Fahrzeug (d. h. als Lkw ohne Ladekasten) angebracht ist. In allen Zeichnungen sind die Fahrerkabine 10 und der lasttragende Rahmen 12 durch strichpunktierte Linien dargestellt, um das bestehende Fahrzeug, an das die modulare Erfindung angebracht wurde, hervorzuheben. [NB: Die folgende Beschreibung betrifft den Hauptzweck der Erfindung als ein Raupen-Aufhängungssystem mit Antrieb (im Unterschied zu einer Ausführungsform der Erfindung ohne Antrieb, die das Fahrgestell eines Fahrzeugs vom Typ eines Anhängers ersetzen kann). Deshalb werden die Tandem-Radeinheiten der Erfindung in der folgenden Beschreibung häufig als "Antriebseinheiten" bezeichnet.]

Das modulare Aufhängungssystem umfasst vorzugsweise ein Paar an Raupenketten aus Gummi, die unterhalb des lasttragenden Rahmens 12 an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs aufgehängt sind, nämlich die linksseitige Raupenkette 14 und die rechtsseitige Raupenkette 15. Jede Raupenkette 14, 15 wird vorzugsweise von einem entsprechenden Paar aus Tandem-Radantriebseinheiten 17a, 18a bzw. 17b, 18b angetrieben, die in Reibungsantriebskontakt zum vorderen und zum hinteren Ende einer jeden Raupenkette 14, 15 stehen. [NB: Obwohl die Bezugszeichen in den Zeichnungen die Beifügungen "a" und "b" aufweisen, um die doppelt vorhandenen Teile dieser Antriebseinheiten zu unterscheiden, sind diese identischen Teile in der folgenden Beschreibung nur mit der Hauptbezugszeichen versehen.] Jede Tandem-Radantriebseinheit 17, 18 verfügt über ein Paar entsprechende mit Reifen ummantelte Doppelräder 20, 21 bzw. 22, 23, die in Tandembeziehung angeordnet sind.

Eine entsprechende Antriebseinheitsachse 25, 26 ist jeder Antriebseinheit 17, 18 zugeordnet und ist zwischen den Rädern 20, 21 bzw. 22, 23 angeordnet. Zudem sind jeder Antriebseinheit 17, 18 entsprechende Triebräder 28, 29 zugeordnet, zur Drehung mit jeder der Antriebseinheitsachsen 25, 26 verzahnt sind. (Die Triebräder 28, 29 werden gemeinsam mit anderen Elementen des Modulsystems zur Verteilung des Antriebs- und Steuerungsdrehmoments auf die Raupenketten 14, 15 nachstehend detaillierter beschrieben.)

Das äußere Ende einer jeden Antriebseinheitsachse 25, 26 ist an einer Verlängerung 30 einer freitragenden, am Fahrzeugrahmen 12 befestigten Strebe 32 gelenkig gelagert, während das innere Ende einer jeden Achse 25, 26 in einem entsprechenden Winkelgetriebe 34, 35 gelenkig gelagert ist, das zudem als Strukturelement des erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungssystems dient, worauf in der Folge noch genauer eingegangen wird.

Die Antriebseinheiten 17, 18 sind im Wesentlichen identisch, weshalb nur die Antriebseinheit 17 detaillierter beschrieben wird. Wie am Besten aus den 1, 3 und 4 hervorgeht (wobei Letztere eine vergrößerte schematische Unteransicht ist), werden die Doppelräder 20, 21 an den äußeren Enden entsprechender Schwenkarme 37, 38 gelagert. Eine Gabel 39 am inneren Ende des Schwenkarmes 37 ist um eine Antriebseinheitsachse 25 drehbar auf den Lagern 40 gelagert, während der Schwenkarm 38 um eine Hülse 42 drehbar auf den Lagern 44 gelagert ist. Die Hülse 42, die in die Gabel 39 pressgepasst ist, bewegt sich nur mit dem Schwenkarm 37.

Eine vergrößerte Draufsicht auf die Befestigungsanordnung eines jeden Doppelrads ist in 5 gezeigt. Eine Hohlwelle 46, an der eine innere Nabe 50 und eine äußere Nabe 52 drehbar auf Lagern 54 angebracht sind, ist am äußeren Ende des Schwenkarms 37 pressgepasst und angeschweißt. Im Inneren der Hohlwelle 46 kann sich eine Nabenwelle 48 frei drehen, und am inneren Ende der Nabenwelle 48 ist ein Treibrad 56 durch eine Profilverzahnung befestigt, während am äußeren Ende der Nabenwelle 48 eine Endkappe 58 mithilfe einer Profilverzahnung befestigt ist. Die Bolzen 60 dienen der Befestigung der inneren Nabe 50 an das Treibrad 56 und der Nabenwelle 48, während die Bolzen 61 die äußere Nabe 52 an der Endkappe 58 und der Nabenwelle 48 befestigen. Schlussendlich werden noch Radbolzen 62 und 63 eingesetzt, um die entsprechenden gummibereiften Räder des Doppelrads 20 an der inneren und der äußeren Nabe 50, 52 anzubringen. Somit drehen sich beide Räder des Doppelrads 20 (dargestellt in 4) immer gemeinsam und werden durch die Drehung des Treibrads 56 angetrieben, worauf später noch genauer eingegangen wird.

Eine an der äußeren Nabe 52 befestigte Bremsscheibe 66 wirkt mit den Bremsschuhen eines herkömmlichen Hydraulikbremssystems für Kraftfahrzeuge (nicht dargestellt) zusammen. Die soeben beschriebenen Doppelrad-Nabenbefestigungen sind für die Doppelräder 20, 21, 22 und 23 praktisch identisch. Natürlich unterscheidet sich aber die Position des Treibrads 56 in Übereinstimmung mit der jeweils notwendigen Ausrichtung in Bezug auf die Ketten des Doppeltriebrads 28. Auch ist in den bevorzugten Ausführungsformen die Bremsscheibe 66 ausschließlich an den äußeren Naben der Doppelräder 20 und 22 befestigt, um die höhere Bremstraktion, für die Gummireifen der jeweiligen Doppelräder sorgen, zu nutzen. Da die Doppelräder 20 und 22 am vorderen bzw. am hinteren Ende einer jeden Raupenkette 14, 15 angeordnet sind, wirkt der Koeffizient der Reibung zwischen den Gummiraupenketten und den Gummirädern auf eine größere Fläche der Raupenketten, die sich an diesen zwei Endbereichen der Raupenketten um etwa 180° des Umfangs der ihnen zugeordneten gummibereiften Räder wickeln. Aus demselben Grund sind die Doppelräder 20 und 22 auch zum Antrieb der Raupenketten besser geeignet als andere Räder, wie in Folge noch erörtert wird.

Da die Gelenkverbindungen der Tandem-Doppelräder einer jeden Antriebseinheit 17, 18 identisch sind, bezieht sich die folgende Beschreibung nur auf die Antriebseinheit 18a, die in 1 veranschaulicht ist: Federsätze 68 und 69 wirken gegen oberhalb und unterhalb des inneren Endes der Schwenkarme 37 und 38 ausgebildete obere und untere Flansche (nicht detailliert dargestellt) und spannen die Schwenkarme und deren entsprechende Doppelräder nach unten zum Boden hin vor. In der dargestellten Position sind beide Schwenkarme sich nach unten bis zu ihrer untersten Grenze, d. h. bis zu üblichen Anschlägen (nicht dargestellt), hin erstreckend dargestellt.

Wie oben angedeutet ist jeder Schwenkarm 37, 38 in einer senkrecht zur Achsenlinie der Antriebseinheitsachse 26a stehenden Ebene um diese Achse unabhängig drehbar. Wird nun über eine unebene Oberfläche oder nicht geebnetes Gelände gefahren, so kann sich jedes Doppelrad 22a, 23a nach oben gegen die zuvor beschriebene nach unten gerichtete Federvorspannung bis zu einer oberen Maximalposition bewegen, bei der die Mittellinie 70, 71 der entsprechenden Nabenwelle mit der Ebene 74 der Mittellinien der Antriebseinheitsachsen 25a 26a ausgerichtet ist.

Werden größere Fahrzeuge eingesetzt, die längere Raupenketten benötigen, steht zudem der Mittelabschnitt einer jeden Raupenkette 14, 15 in Reibungskontakt zu den Reifen eines nicht angetriebenen "Zwischen"-Doppelrads 76, das zwischen den Tandem-Doppelrädern der Antriebseinheiten 17 und 18 angeordnet ist. Das Doppelrad 76 wird von einer herkömmlichen Befestigungsvorrichtung in Form eines Schwenkarms 78 getragen, der ebenfalls durch Federkraft 80 zum Boden hin vorgespannt ist. Die Federkraft 80 ist mit Absicht so konzipiert, dass das Doppelrad 76 mit einer größeren Kraft als die Federkräfte, die die Doppelräder der Antriebseinheiten 17 und 18 vorspannen, vorgespannt ist. Dieser erhöhte Federdruck führt dazu, dass der Mittelteil einer jeden Raupenkette mehr Last trägt, wenn das Fahrzeug steht oder über eine flache, ebene Oberfläche gefahren wird (z. B. eine Fahrbahn), wodurch das Lenken des Fahrzeugs bei solchen Bedingungen erleichtert wird.

Ähnlich wie die Gelenkverbindungen der Doppelräder der Antriebseinheiten 17 und 18 wird auch das Zwischendoppelrad 76 in der in 1 dargestellten relativen Position gestoppt und kann sich ebenso frei und unabhängig in einer vertikalen Ebene nach oben gegen die zuvor beschriebene nach unten gerichtete Federvorspannung bis zu einer oberen Maximalposition bewegen, bei der die Mittellinie 82 seiner Nabenwelle mit der Ebene 74 der Mittellinien der Antriebseinheitsachsen 25, 26 ausgerichtet ist.

Wie den 1 und 2 entnommen werden kann, umfasst jede Raupenkette 14, 15 innere Nasen 86, die in einer Linie in Ausrichtung mit der Mittelachse der Raupenkette beabstandet angeordnet sind. Die Nasen 86 sind so konzipiert, dass zwischen den Seitenwänden der an den Tandem-Doppelrädern der Antriebseinheiten 17, 18 und am Zwischendoppelrad 76 angebrachten Reifen aufgenommen werden. Vor der Befestigung der Raupen sind die Reifen ausreichend entleert, um eine feste, reibschlüssige Verbindung zwischen den Gummioberflächen der Reifen und dem Inneren der Raupenketten bereitzustellen. Die Nasen 86 halten die Raupenketten 14, 15 in der gewünschten abdeckenden Beziehung zu den Reifen. Ein Einstellmechanismus in Form eines Paars an Spannschlossmuttern 88 (vgl. 4) wird eingesetzt, um die korrekte Ausrichtung zwischen den Sätzen an Doppelrädern durch Einstellen der axialen Position der Schwenkarme 37, 38 im Verhältnis zur Antriebseinheitsachse 25a zu gewährleisten.

(B) Raupenantrieb und Lenkung

Bei der Beschreibung der Mittel zur Übertragung der Antriebs- und Steuerungsdrehmomente an die Raupenketten 14, 15 wird zunächst auf die 1, 3, 6 und 7 Bezug genommen. Unabhängig davon, ob das Raupenmodul an ein bestehendes Fahrzeug während des Zusammenbaus dessen oder erst danach angebracht wird, verfügt das Fahrzeug bereits über eine Motor 110 und eine Transmission 112 zur Übertragung des Antriebsdrehmoments an eine zentrale Antriebswelle 114 (vgl. 3).

Eine Kopplungseinheit 116 ist an der Vorderseite eines Mittelgehäuses 118 befestigt (in den 6 und 7 vergrößert abgebildet), wobei Letzteres eines der Strukturelemente ist, die die nun beschriebenen Lenkantriebskomponenten lagert. Die Kopplungseinheit 116 dient der Befestigung der Antriebswelle 114 an einem Paar an Kegelrädern 120, 121, die ein Antriebsdrehmoment an ein zentrales Differentialgetriebe 124 übertragen, bei dem es sich um ein herkömmliches Differentialgetriebe ohne Teilsperreigenschaften handelt. Das zentrale Differentialgetriebe 124 treibt die rechtsseitige Welle 126 und die linksseitige Welle 127 an und teilt dabei das Drehmoment der Antriebswelle 114 auf dieselbe Weise auf, wie dies ein Standarddifferentialgetriebe zwischen den getriebenen Aschen eines Räderfahrzeugs tut.

Ein Steuerungsdifferentialgetriebe 130 nimmt die von einem Schneckenrad 132 eines Steuerungsschneckengetriebes 134 zugeführten Drehmomente auf. Vorzugsweise wird das Steuerungsschneckengetriebe 134 entweder von einem Gleichstrommotor oder einem Hydraulikmotor 138 angetrieben, der auf die Richtungsvorgaben für den Fahrzeugbetrieb, die durch das Lenkrad 136 des Fahrzeugs bestimmt werden, reagiert. Natürlich kann das Steuerungsschneckengetriebe 134 direkt vom Servolenksystem des Fahrzeugs in Drehung versetzt werden. Auf jeden Fall ist auch das Steuerungsdifferentialgetriebe 130 ein herkömmliches Differentialgetriebe ohne Teilsperreigenschaften und ist zwischen einem Paar an Lenkwellen 140, 141 angeschlossen. Eine Lenkwelle 140 ist über Wellenzahnräder 143, 144 mit der rechtsseitigen Welle 126 verbunden, während die andere Lenkwelle 141 in einer Antriebsbeziehung mit der linksseitigen Welle 127 verbunden ist, wobei diese Verbindung durch den Eingriff der Wellenzahnräder 146 und 147 in ein Zwischenzahnrad 148 bereitgestellt ist. Wird der Steuerungsmotor 130 im Ruhezustand gehalten, bei dem das Schneckengetriebe 134, das Schneckenrad 132 und das Gehäuse des Steuerungsdifferentialgetriebes bewegungslos gehalten sind, verursachen die obgenannten Getriebeverbindungen die in entgegengesetzten Richtungen verlaufende Drehung der rechtsseitigen Welle 126 und der Lenkwelle 140, während sich die linksseitige Welle 127 und die Lenkwelle 141 in dieselbe Richtung drehen (vgl. die Pfeile an den Wellen in 6).

Wie im früheren US-Patent Nr. 4.776.235 der Erfinder, das hierin durch Verweis aufgenommen ist, beschrieben wurde, verursacht die Übertragung eines Steuerungsdrehmoments über das Steuerungsschneckengetriebe 134 die in dieselbe Richtung verlaufende Drehung beider Lenkwellen 140 und 141; dieses Steuerungsdrehmoment wird dann gleichzeitig den Antriebsdrehmomenten, die von den Seitenwellen 126 und 127 übertragen werden, hinzugefügt und von diesen abgezogen. Angenommen der Fahrer dreht das Lenkrad 136 nach rechts, so löst der Motor 138 die Drehung des Schneckengetriebes 134 aus, was zur Drehung des Schneckenrads 132 und des Gehäuses des Steuerungsdifferentialgetriebes 130 gegen den Uhrzeigersinn (von rechts aus betrachtet) führt. Dies wiederum löst die Drehung der beiden Lenkwellen 140 und 141 in die durch den Pfeil an der Lenkwelle 141 in der Zeichnung dargestellte Richtung aus, wodurch eine Hälfte dieses Antriebsdrehmoments der linksseitigen Welle 127 hinzugefügt wird und eine Hälfte dieses Antriebsdrehmoments von der rechtsseitigen 126 Welle abgezogen wird. Angenommen das Fahrzeug bewegt sich nun nach vorne, so setzen beide Seitenwellen 126, 127 die Drehung in die jeweiligen durch Pfeile dargestellten Richtungen fort, der Drehung der linksseitigen Welle 141 wird jedoch die zusätzliche Drehung im Uhrzeigersinn der Lenkwelle 141 hinzugefügt, während die zusätzliche Drehung im Uhrzeigersinn der Lenkwelle 140 in eine gegen den Uhrzeigersinn verlaufende Drehung des Zahnrads 144 umgewandelt und so die Drehung der rechtsseitigen Welle 126 verlangsamt wird.

Die rechtsseitige Welle 126 überträgt die kombinierten Antriebs- und Steuerungsdrehmomente an ein rechtsseitiges Differentialgetriebe 150, während die linksseitige Welle 127 die kombinierten Antriebs- und Steuerungsdrehmomente an ein linksseitiges Differentialgetriebe 151 überträgt, wobei diese Verbindungen durch die entsprechenden Sätze des Kegelgetriebes, nämlich die Zahnräder 153, 154 und 155, 156, bereitgestellt sind. Vorzugsweise sind das rechtsseitige und das linksseitige Differentialgetriebe Sperrdifferentiale von einem Typ, der ausschließlich Zahnräder zur Erzeugung der Drehmomentvorspannung, die zur Verhinderung des Rutschens notwendig ist, einsetzt (vgl. z. B. das US-Patent Nr. 2.859.641, ausgegeben ans Gleasman). Die Verwendung von Sperrdifferentialgetrieben steigert die Effizienz der jeweiligen Raupenantriebe, indem ein größeres Drehmoment an jene Antriebseinheit übertragen wird, die zu einem gegebenen Zeitpunkt die beste reibschlüssige Verbindung mit der Raupenkette aufweist.

Wie am besten in 3 zu sehen ist, wird das vom rechtsseitigen Differentialgetriebe 150 erzeugte Drehmoment zwischen einer rechten vorderen Welle 158 und einer rechten hinteren Welle 160 aufgeteilt, während das vom linksseitigen Differentialgetriebe 151 erzeugte Drehmoment zwischen einer linken vorderen Welle 159 und einer linken hinteren Welle 161 aufgeteilt wird. Die Wellen 158, 159, 160, 161 sind die Antriebselemente der Drehmoment-Übertragungskomponenten, die die von den Seitendifferentialgetrieben 150, 151 erzeugten Drehmomente an die entsprechenden Antriebseinheiten 17, 18, die über entsprechende Winkelgetriebe 34, 35 am vorderen Ende und am hinteren Ende mit einer entsprechenden Raupenkette 14, 15 in Verbindung stehen, übertragen.

Alle Winkelgetriebe 34, 35 sind im Wesentlichen identisch, weshalb nur das Getriebe 34b, das am hinteren Teil der Raupenkette 15 angeordnet ist, in den 8A und 8B als vergrößerte und vereinfachte schematische Drauf- bzw. Rückansicht abgebildet ist. Jedes Winkelgetriebe 34 ist ein Strukturelement, in dem eine rechte hintere Welle 160 in Lagern 163 gelagert ist und in einem Ritzel 166 endet, um einen Teil des Antriebs- und des Steuerungsdrehmoments über einen eingreifendes Tellerrad 168 an das innere Ende der Antriebseinheitsachse zu übertragen. In der in den 8A und 8B veranschaulichten bevorzugten Ausführungsform sind das Ritzel 166 und das Tellerrad 168 so konzipiert, dass sie die Geschwindigkeit des an die Antriebseinheitsachse 25 übertragenen Drehmoments bremsen. Wie zuvor bereits angedeutet wurde, trägt die Antriebseinheitsachse 25 zusätzlich zum Tandemsatz aus Doppelrädern 20, 21, die sie lagert, auch einen Satz aus Doppeltriebrädern 28.

Mit erneutem Bezug auf die 3, 4 und 5 verbinden Paare aus Kettenriemen 170 die Doppeltriebräder 28 einer jeden Antriebseinheit mit den entsprechenden Triebrädern 56, die den Nabenwellen 48 eines jeden Tandem-Doppelrads zugeordnet sind, wodurch die Übertragung des Antriebs- und des Steuerungsdrehmoments an die Reifen der Doppelräder und somit an die Gummiraupenketten 14, 15 vervollständigt ist.

In bevorzugten Ausführungsformen sind die Seitendifferentialgetriebe 150, 151 vom Typ mit Teilsperreigenschaften, damit eine Rutschbewegung des Antriebs an einem Ende der Raupenkette nicht zum vollständigen Verlust des Antriebsdrehmoments in der am gegenüberliegenden Ende der Raupenkette angeordneten Antriebsachse führt.

(C) Strukturstabilität des Raupenmoduls

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die verschiedenen Komponenten des oben beschriebenen modularen Aufhängungssystems als unabhängiges und selbsttragendes Modul gestaltet, das zeitweilig mit ausreichender Strukturstabilität zusammengebaut werden kann, sodass es als unabhängiges Teil zusammengebaut, gelagert und transportiert werden kann, bevor es schlussendlich als Fahrgestell an einem bestehenden Fahrzeug montiert wird. Die verschiedenen Strukturelemente dieses selbsttragenden Moduls werden nun in erster Linie mit Bezug auf 9 beschrieben.

Wie zuvor bereits beschrieben wurde, ist das äußere Ende einer jeden Antriebsachse 25, 26 gelenkig mit der Verlängerung 30 einer entsprechenden freitragenden Strebe 32 verbunden, die am Fahrzeugrahmen 12 befestigt werden kann (vgl. auch 2). [NB: Wie zuvor schon erwähnt sind den Bezugszeichen in den Zeichnungen zwar zusätzliche Buchstaben beigefügt, um die doppelt vorhandenen Teile dieser Antriebseinheiten zu unterscheiden, in der folgenden Beschreibung sind viele dieser identischen Teile jedoch nur mit dem Hauptbezugszeichen versehen.] Zur Aufrechterhaltung der korrekten Ausrichtung und zur Verbesserung der Steifigkeit zwischen der die linksseitige Raupenkette 14 und die rechtsseitige Raupenkette 15 aufhängenden Vorrichtung sind jeweils zwischen den Sätzen der Winkelgetriebe 34 und 35 mehrere C-förmige Strukturträger 172 (auch in den 2 und 8B durch durchbrochene Linien dargestellt) verbunden. Auch bei den längeren Ausführungsformen, die Zwischenräder 76 umfassen, ist zusätzlich zu den ersten zwei Strebensätzen 32a, 32b und 32c, 32d ein zweiter Satz Streben 32e und 32f bereitgestellt, und entsprechende Verlängerungen 30e bzw. 30f lagern die äußeren Enden der Achsen eines jeden Zwischenrad-Schwenkarms 78 (in 1 ohne die Strebe 32e und die Verlängerung 30e dargestellt).

[NB: Die in 8B gezeigte Vergrößerung des Trägers 172c ist eine schematische Darstellung, da geringfügige Modifikationen des Designs, die die Stellen der Bolzenlöcher usw. (zum Verbinden des Trägers 172 mit den anderen Komponenten des Aufhängungsmoduls) betreffen, je nach bestehender Konstruktion des Fahrzeugrahmens, unter dem das Modul aufgehängt wird, variieren.]

Wie in 9 am besten zu erkennen ist, dienen die Träger 172a, 172b und 172c als steife Verbindungen zwischen zwei Sätzen an rechteckigen Verstrebungen, die die Ausrichtung der Vorrichtung, die die Raupenketten 14 und 15 trägt und antreibt, aufrechterhält. Die Komponenten, die zur Übertragung der kombinierten Antriebs- und Steuerungsdrehmomente von den Seitendifferentialgetrieben 150, 151 zu den Winkelgetrieben 34, 35 eingesetzt werden, umfassen nämlich Strukturstabilisierungsvorrichtungen in Form von C-förmigen Trägern 174, 175, 176 und 177, die an einer rechten Verstrebung 178 und einer linken Verstrebung 179 angebracht sind, welche sich vom Mittelgehäuse 118 aus zur Lagerung und zum Schutz des rechtsseitigen Differentialgetriebes 150 und des linksseitigen Differentialgetriebes 151 erstrecken (vgl. die teilweise vergrößerten Ansichten der 6 und 7). Wie in 9 am besten zu erkennen ist, handelt es sich bei den Trägern 174, 175, 176 und 177 um Verbindungselemente, die zur Ausrichtung der Drehmoment-Übertragungselemente des Aufhängungssystems eingesetzt werden, indem sie für die jeweilige strukturelle Verbindung der rechten Verstrebung 178 und der linken Verstrebung 179 mit deren zugeordneten Winkelgetrieben 34 bzw. 35 sorgen und dadurch auch als die jeweiligen Innenseiten der zwei Sätze aus rechteckigen Verstrebungen dienen.

Die Streben 32a und 32c bilden die Vorder- und Hinterseite der Verstrebung für die linke Raupenkette 14, während die Streben 32b und 32d die Vorder- und Hinterseite der Verstrebung für die rechte Raupenkette 15 bilden. Was das veranschaulichte längere Raupensystem betrifft, stellen die Streben 32e und 32f eine zusätzliche rechteckige Verstrebung bereit. Schlussendlich werden die Verstrebungsrechtecke durch Sätze aus Schutzschienen 181, 182 und 183, 184 vervollständigt, die zwischen den Strebenverlängerungen 30a, 30e und 30c für die linke Raupenkette 14 bzw. zwischen den Strebenverlängerungen 30b, 30f und 30d für die rechte Raupenkette 15 verschraubt sind. Diese Sätze aus Schutzschienen sind an den jeweiligen Strebenverlängerungen 30 in allgemeiner Ausrichtung mit den Mittellinien der entsprechenden Lager, die das äußere Ende der Antriebs- und Schwenkarmachsen lagern, angeschraubt (d. h. entlang der Linie der Ebene 74 in 1).

Wie oben angedeutet wurde, halten die soeben beschriebenen rechteckigen Verstrebungen gemeinsam mit den Trägern 172 die Ausrichtung der die Raupenketten 14 und 15 tragenden und antreibenden Vorrichtung aufrecht, wodurch das Modul vor dessen Montage an einem Fahrzeug als unabhängige Einheit zusammengebaut und transportiert werden kann, und zwar unabhängig davon, ob die Montage zum Zeitpunkt des Zusammenbaus des Fahrzeugs oder irgendwann danach erfolgt. Der Konstruktion des lasttragenden Rahmens 12 des Fahrzeugs (der im Allgemeinen von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich ist) entsprechend sind die Träger 172 entweder fix zwischen der linken und der rechten Seite des Moduls angebracht, oder die Verbindung der Träger 172 ist temporär und wird nur während der Handhabe des Moduls vor der Befestigung dessen an einem Fahrzeug verwendet. Unabhängig davon, ob die Träger 172 zur Strukturstabilisierung beibehalten werden oder nicht, ist ein Abschnitt eines jeden Winkelgetriebes 34, 35 so ausgebildet, dass er um einen lasttragenden Fahrzeugrahmen 12 herum aufgenommen und befestigt werden kann, was an der Seite oben links des Winkelgetriebes 34b in 8A dargestellt ist. Somit dient jedes Winkelgetriebe 34, 35 als Strukturverbindungselement, das zur Ausrichtung und Befestigung des Aufhängungssystems am Fahrzeug verwendet wird.

Außerdem werden in diesem Zusammenhang auch die Träger 174, 175, 176 und 177 zur Strukturstabilisierung beibehalten und zudem dazu verwendet, die vorderen Wellen 158, 159 und die hinteren Wellen 160, 161 teilweise zu umgeben und zu schützen, indem sie zwischen diesen jeweiligen Wellen und dem Boden angeordnet sind. Auf ähnliche Weise werden auch die Schutzschienen 181, 182, 183 und 184 zur Strukturstabilisierung des Moduls nach dem Anbringen desselben an einem Fahrzeug beibehalten.

Zusätzlich zur Herstellung der entsprechenden Verbindungen mit der Antriebswelle 114 und dem Lenkrad 136 (so wie oben beschrieben), wird nun die Befestigung des Moduls der Erfindung am Fahrzeug im Wesentlichen abgeschlossen, indem einfach nur die folgenden Elemente an den lasttragenden Rahmen 12 des Fahrzeugs angeschraubt werden: (a) freitragende Streben 32; (b) Winkelgetriebe 34, 35; (c) rechte und linke Verstrebungen 178, 179 des Gehäuses 118; und (d) die inneren Enden der Achsen der Schwenkarme 78 des Zwischendoppelrads 76. Natürlich müssen auch die Hydraulikleitungen des Bremssystems des Fahrzeugs angeschlossen werden, um die den Bremsscheiben 66 zugeordneten Bremsschuhe zu betätigen. Derartige Bremsenkomponenten und -verbindungen sind wohl bekannt und sind nicht dargestellt, da ausschließlich die Lage der Bremsscheiben 66 (so wie in 6 dargestellt) für die Erfindung von besonderer Bedeutung ist.

(D) Mögliche Modifikationen der bevorzugten Ausführungsformen

Obwohl die Zeichnungen und die Beschreibung auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschränkt waren, sollte es sich verstehen, dass die nachstehenden Patentansprüche nicht darauf eingeschränkt sind. Es gibt zahlreiche Modifikationen, die an den bevorzugten Ausführungsformen vorgenommen werden können, wie etwa die folgenden:

  • (a) Bei Lasten von geringerem Gewicht oder aus wirtschaftlichen Gründen können die Antriebseinheiten 17, 18 anders gestaltet sein, sodass nur ein Doppelrad 20, 22 eines jeden Tandempaars oder nur ein Doppelrad 20, 22 des hinteren Tandempaars, das den beiden Raupenketten 14, 15 zugeordnet ist, angetrieben wird. Sollte eine derartige Modifikation vorgenommen werden, wird erneut darauf aufmerksam gemacht, dass es sich bei den angetrieben Rädern um jene an den Enden einer jeden Raupe 14, 15 handeln soll, um die bessere reibschlüssige Verbindung zu nutzen, die zwischen den Gummiraupenketten und den Gummirädern an diesen beiden Endstellen der Raupen aufgrund der Tatsache, dass die Raupenketten um in etwa 180° um den Umfang des entsprechenden gummibereiften Doppelrads 20, 22 gewickelt sind, entsteht.
  • (b) Die vorderen und die hinteren Wellen 158, 159, 160, 161 können durch Kettenriemenantriebe ersetzt werden, wenn die Seitendifferentialgetriebe 150, 151 neu ausgerichtet und durch bekannte Differentialgetriebe vom Typ mit hohler Welle zur Bereitstellung einer differenzierten Übertragung an die beiden Wellen, die aus ein und derselben Seite des Differentialgetriebes austreten, ersetzt sind.
  • (c) Das Getriebe, das in den Winkelgetrieben 34, 35 gelagert ist, kann ein Drehmoment mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von 1:1 anstelle von einem mit reduzierter Geschwindigkeit übertragen.
  • (d) Die Doppelräder können durch einfache Räder ersetzt werden, und falls dies getan wird, kann die Raupenkette so modifiziert werden, dass die zwei Sätze aus inneren Nasen umfasst, die jeden einzelnen Reifen an beiden Seiten führen.
  • (e) Wird es, aus welchem Grund auch immer, für wünschenswert erachtet, das üblichere Zwei-Hebel-Lenksystem, das derzeit in den meisten Raupenfahrzeugen verwendet wird, beizubehalten, so kann das modulare Aufhängungssystem der Erfindung ohne Steuerungsdifferential verwendet werden.

(E) Modulare Aufhängung für das Fahrgestell von Anhängern

Wie zuvor schon angesprochen wurde, wurde eine vereinfachte und kostengünstigere Variante des Raupenmoduls der Erfindung entwickelt, um auf ähnliche Weise ein herkömmliches Fahrgestell mit Rädern von bestehenden Anhängern zu ersetzen. Das Raupenmodul gemäß der Erfindung, so wie es oben detailliert beschrieben wurde und in den 1 bis 5 und 9 veranschaulicht ist, wird modifiziert, indem sowohl die zentrale Antriebseinheit und die Steuerungsanordnung weggelassen werden.

Das bedeutet, dass all die verschiedenen Komponenten des Raupenantriebs und -lenkung (Differentialgetriebe, Winkelgetriebe, Kettengetriebe usw.), die vor allem unter Punkt B beschrieben wurden, weggelassen werden. Die Strukturelemente hingegen, die zur Aufhängung der Räder und Raupen, zur Stabilisierung des selbsttragenden Moduls (so wie unter Punkt C, oben, beschrieben) und zur Befestigung des Moduls am Rahmen eines Fahrzeugs verwendet werden, werden alle beibehalten.

Da die oben beschriebene "Antriebseinheit" 17a, 17b, 18a und 18b in dieser Ausführungsform für Anhänger nun nicht mehr angetrieben ist, wird de facto jede Antriebseinheit zu einer nicht angetriebenen "Tandem-Einheit", bei der nur noch die eigentliche Aufhängungsstruktur (so wie oben mit Bezug auf die 1, 3 und 4 detailliert aufgeführt), aber ohne Triebrad 28, vorhanden ist. Das äußere Ende der Achse 25 einer jeden Tandem-Einheit ist noch immer an der Verlängerung 30 der freitragenden Strebe 32 gelenkig angebracht, während das innere Ende am Getriebe 34 gelenkig befestigt ist; die Schwenkarme 37, 38 sind noch immer mithilfe von Federn 68, 69 usw. in die Richtung des Bodens vorgespannt.

Ähnlich umfasst die oben mit Bezug auf die 1, 3 und 4 beschriebene bevorzugte Ausführungsform weitere Strukturelemente, die verschiedene Abschnitt der Raupenantriebs- und Steuerungsanordnungen lagern, gleichzeitig aber auch als integrale Elemente für die Strukturstabilität der Räder und Raupen des Moduls fungieren, wie beispielsweise die Winkelgetriebe 34, 35, das Mittelgehäuse 118 sowie die linke und die rechte Verstrebung 178, 179. Diese soeben aufgelisteten Elemente mit Zweifachfunktion sind natürlich angemessen vereinfacht, um nur diese strukturellen Aufgaben, die zum Tragen, Verbinden und Ausrichten dieser Ausführungsform des Moduls ohne Antrieb sowie zum Befestigen des Moduls am lasttragenden Rahmen eines Anhängerfahrzeugs zur Verwendung als Raupen-Fahrgestell notwendig sind, zu erfüllen.

Selbstverständlich müssen zusätzlich zur Entfernung der oben beschriebenen Raupenantriebs- und Steuerungsanordnungen der Erfindung auch angemessene Anpassungen der Maße und der Bolzenlöcher vorgenommen werden, sodass sie zu den jeweiligen Rahmenmaßen des Anhängers, an dem das Modul montiert werden soll, passend sind.


Anspruch[de]
  1. Modulares Raupen-Aufhängungssystem für ein Fahrzeug, das zum Transportieren von Lasten über ein Gelände ausgebildet ist und einen lasttragenden Rahmen (12) aufweist, wobei das Aufhängungssystem Folgendes umfasst:

    – eine rechtsseitige Raupenkette (15) und eine linksseitige Raupenkette (14);

    – zwei Tandem-Einheiten (17, 18), die jeder der Raupenketten zugeordnet sind, wobei jede Tandem-Einheit (a) ein Paar Tandemräder (20, 21, 22, 23) in Kontakt mit der Raupenkette sowie (b) eine zugehörige Tandem-Einheitsachse (25, 26) aufweist, die zwischen den Rädern des Tandempaars angeordnet ist;

    – wobei jedes Rad des Tandemradpaars (a) unabhängig in einer senkrechten vertikalen Ebene um die Achse der entsprechenden Tandem-Einheitsachse bewegbar ist und (b) elastisch in die Richtung des Geländes vorgespannt ist;

    – wobei die zwei Tandem-Einheiten (17, 18) an der Vorderseite bzw. an der Rückseite jeder Raupenkette (14, 15) angeordnet sind, so dass sich die Vorderseite jeder Raupenkette um ein Rad der einen der Tandem-Einheiten wickelt und sich die Rückseite derselben Raupenkette um ein Tandemrad der anderen Tandem-Einheit wickelt; und

    – zumindest zwei Sätze aus zwei Streben (32), wobei die erste Strebe jedes Satzes der rechtsseitigen Raupenkette (15) zugeordnet ist und die zweite Strebe jedes Satzes der linksseitigen Raupenkette (14) zugeordnet ist, und jede Strebe (a) einen inneren Abschnitt zum Befestigen am lasttragenden Rahmen des Fahrzeugs sowie (b) eine äußere Verlängerung (30) zum Lagern des äußeren Endes einer zugehörigen Tandem-Einheitsachse (25, 26) aufweist; und

    – Strukturelemente zum Lagern jeder der Raupenketten, wobei die Strukturelemente mit Verbindungselementen ausgestattet sind, die für jede Raupenkette zumindest eine Schutzschiene (181, 182, 183, 184) aufweisen, welche die äußeren Verlängerungen (30) der dieser Raupenkette zugeordneten Streben (32) miteinander verbindet, wobei die Schutzschiene so angeordnet ist, dass sie einen vorbestimmten Abstand zwischen den äußeren Enden der Tandem-Einheitsachsen (25, 26) aufrechterhält, und die Strukturelemente das modulare Aufhängungssystem mit dem lasttragenden Rahmen (12) des Fahrzeugs ausrichten und es an diesem befestigen, um die Raupenketten (14, 15) in einer lagernden Beziehung zum Fahrzeug anzuordnen.
  2. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, weiters umfassend ein Zwischenrad das mit jeder Raupenkette reibschlüssig verbunden ist, wobei das Zwischenrad zwischen den Tandem-Einheiten angeordnet ist und ebenfalls elastisch in die Richtung des Geländes vorgespannt ist.
  3. Aufhängungssystem nach Anspruch 2, worin jedes Zwischenrad und jedes Rad jeder der Tandem-Einheiten einen doppelten Satz nebeneinanderliegender Räder umfasst, die so befestigt sind, dass sie sich mit einem vorbestimmten axialen Abstand zwischen den Doppelrädern zusammen drehen, und worin jede der Raupenketten innere Nasen umfasst, die in Ausrichtung mit der Mittelachse der Raupenkette beabstandet sind und eine Breite aufweisen, die so gewählt ist, dass sie mit dem vorbestimmten Abstand zwischen den Doppelrädern zusammenpasst, um die Raupenkette darauf mittig anzuordnen.
  4. Aufhängungssystem nach Anspruch 3, worin jede der Tandem-Einheiten weiters (a) ein Paar Arme, die jeder jeweils ein Rad der Tandem-Einheit lagern, und (b) einen Mechanismus zum axialen Einstellen der Position der Arme relativ zur Tandem-Einheitsachse umfasst, um die nebeneinanderliegenden Doppel-Räder relativ zur Mittelachse der Raupenkette auszurichten.
  5. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, worin das Fahrzeug zudem einen Triebstrang aufweist, der einen Motor zum Übertragen des Antriebsdrehmoments auf eine Fahrzeugantriebswelle beinhaltet, und das Aufhängungssystem weiters Folgendes umfasst:

    – eine zentrale Antriebsanordnung, die durch die Strukturelemente getragen ist und zur Befestigung an der Fahrzeugantriebswelle sowie zur Drehung durch diese angeordnet ist, um das Antriebsdrehmoment auf die jeweilige linksseitige und rechtsseitige Raupenkette aufzuteilen und auf diese zu übertragen; und

    – wobei zumindest ein Rad einer der mit jeder der Raupenketten zugeordneten Tandem-Einheiten durch die dazwischen angeordnete Tandem-Einheitsachse angetrieben wird.
  6. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 weiters umfassend zumindest zwei Träger, wobei jeder Träger mit jeweils einem der Sätze aus zwei Streben verbunden ist, um eine Verbindung zwischen den inneren Abschnitten der zwei Streben dieses Satzes auszubilden.
  7. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, worin die Verbindungselemente zum Ausrichten und Befestigen des modularen Aufhängungssystems am lasttragenden Rahmen des Fahrzeugs einen Abschnitt jeder Strebe einschließen, und worin die durch jeden der Träger ausgebildete Verbindung temporär ist.
  8. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, worin jede der Raupenketten ein elastisches und in erster Linie nichtmetallisches Material umfasst.
  9. Aufhängungssystem nach Anspruch 8, worin jedes der Tandemräder durch einen Reifen bedeckt ist, der ein elastisches und in erster Linie nichtmetallisches Material umfasst, und die einzige Verbindung zwischen den Rädern und den Raupenketten durch Reibungskontakt ausgebildet ist.
  10. Aufhängungssystem nach Anspruch 5, worin jedes Fahrzeug auch ein Lenkrad zum Angeben der erwünschten Richtung der Fahrzeugbewegung aufweist und das Aufhängungssystem weiters Folgendes umfasst:

    – eine Steueranordnung, die auf vom Lenkrad erzeugte Anweisungen reagiert, um entsprechende Steuerungsdrehmomente bereitzustellen, die zum Antriebsdrehmoment, das der linksseitigen und der rechtsseitigen Raupenkette zugeführt wird, hinzugefügt oder von diesem abgezogen werden.
  11. Aufhängungssystem nach Anspruch 10, worin zumindest ein Rad jeder der Tandem-Einheiten, die jeder Raupenkette zugeordnet sind, durch die dazwischenliegende Tandem-Einheitsachse jeder der Einheiten angetrieben wird, weiters umfassend:

    – ein linksseitiges Differentialgetriebe und ein rechtseitiges Differentialgetriebe, die der links- bzw. der rechtsseitigen Raupenkette zugeordnet sind, um das aufgeteilte Antriebsdrehmoment von der zentralen Antriebsanordnung aufzunehmen und das aufgeteilte Drehmoment auf die Einheitachsen zu überfragen; und

    – wobei die entsprechenden Steuerungsdrehmomente, die durch die Steueranordnung bereitgestellt werden, zu den jeweiligen Antriebsdrehmomenten, die dem linksseitigen und dem rechtsseitigen Differentialgetriebe durch das zentrale Differentialgetriebe zugeführt werden, addiert und von diesen abgezogen werden.
  12. Aufhängungssystem nach Anspruch 11, worin die seitlichen Differentialgetriebe beide Teilsperreigenschaften aufweisen.
  13. Aufhängungssystem nach Anspruch 5, worin zumindest ein Rad jeder der Tandem-Einheiten, die jeder der Raupenketten zugeordnet sind, durch die dazwischenliegend angeordnete Tandem-Einheitsachse jeder der Tandem-Einheiten angetrieben wird; und worin jedes der angetriebenen Räder an der zugehörigen Vorder- oder Rückseite einer der Raupenketten angeordnet ist, so dass die Vorder- und Rückseite jeder Raupenkette durch den Kontakt mit einem zugehörigen der angetriebenen Tandemräder angetrieben wird.
Es folgen 9 Blatt Zeichnungen






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