Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen eines Fahrzeuges relativ zu einer Unterlage, wobei das Fahrzeug mit wenigstens einem Teil seiner in Zonen unterteilten Grundfläche auf der Unterlage aufliegt.
Die meisten bekannten Fahrzeuge sind mit Rädern versehen, die mit einem Antriebsmotor drehverbunden sind. Die Antriebskraft wird dabei über eine relativ kleine Kontaktfläche auf den Boden übertragen, so dass bei ungünstigen Verhältnissen, z. B. nasser und weicher Boden, Schwierigkeiten auftreten. Weiter sind Fahrzeuge mit Raupenantrieb bekannt, die zwei endlose Raupenbänder aufweisen. Derartige Raupenfahrzeuge besitzen eine wesentlich grössere Kontaktfläche, über welche die Antriebskraft auf den Boden übertragen wird. Oft sind die Raupenbänder auf weichem Boden zu schmal und die Fahrzeuge bleiben stecken. Des weitern weisen die Raupenfahrzeuge den Nachteil auf, dass Richtungsänderungen nur recht schwerfällig und mit einem grossen Kraftaufwand durchgeführt werden können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das die Geländegängigkeit eines Fahrzeuges gegenüber den bisher bekannten Fahrzeugen verbessert und eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, die gestattet, das Fahrzeug auch bei ungünstigen Bodenverhältnissen optimal fortzubewegen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von quer zur Bewegungsrichtung angeordnete Zonen der Grundfläche gleichzeitig periodisch auf- und abbewegt und dass die in der Bewegungsrichtung benachbarten Zonen der Grundfläche in Richtung der Bewegungsrichtung synchron mit der Auf- und Abbewegung und zeitlich phasenverschoben hin- und herbewegt werden, womit der Grundfläche eine Wellenbewegung mit einer ausgeprägten Wellenfront erteilt und durch welche Wellenbewegung das Fahrzeug fortbewegt wird.
Die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung zum Bewegen eines Fahrzeuges bezüglich einer Unterlage, mit einer in Zonen unterteilten Grundfläche, die wenigstens teilweise auf der Unterlage aufliegt, ist dadurch gekennzeichnet, dass jede der Zonen mit ersten Mitteln zum Auf- und Abbewegen der Zonen bezüglich der Unterlage und mit zweiten Mitteln zum Hin- und Herbewegen der Zonen in Richtung der Bewegungsrichtung verbunden ist, dass eine erste Steuereinrichtung für die ersten Mittel zum Synchronisieren der gleichzeitigen Auf- und Abbewegung von den in quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden Reihen angeordneten Zonen, dass eine zweite Steuervorrichtung für die zweiten Mittel zum zeitlich phasenverschobenen Hin- und Herbewegen von den in der Bewegungsrichtung benachbarten Zonen in Abhängigkeit der genannten Auf- und Abbewegung,
und dass eine Kraftquelle zum Bewegen der Zonen vorgesehen sind.
Die Erfindung ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine ganz vereinfachte schaubildliche Darstellung eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemässen Antrieb, von unten betrachtet,
Fig. 2 die vordere rechte Ecke des stilisierten Fahrzeuges nach der Fig. 1 in einem grösseren Massstab gezeichnet,
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Erzeugung einer Wellenbewegung, wobei sich die Welle entgegen der Fortbewegungsrichtung des Fahrzeuges bewegt,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Erzeugung einer Wellenbewegung, wobei sich die Welle in der Fortbewegungsrichtung des Fahrzeuges bewegt,
Fig. 5 eine schematische Darstellung von Kurbelgetrieben zum Erzeugen der Wellenbewegung nach der Fig. 4,
Fig. 6 eine rein mechanische Einrichtung zum Erteilen der Auf- und Abbewegung sowie der Hin- und Herbewegung an eine Zone, der in Zonen unterteilten Auflagefläche des Fahrzeuges,
Fig. 7 die Seitenansicht der Einrichtung nach der Fig.
7,
Fig. 8 die schematische Wirkungsweise der Einrichtung nach der Fig. 7,
Fig. 9 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Erteilen der Bewegung an eine der Zonen,
Fig. 10 die Seitenansicht der Einrichtung nach der Fig. 9,
Fig. 11 die schematische Wirkungsweise der Einrichtung gemäss der Fig. 9,
Fig. 12 die schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispieles einer Einrichtung zum Erteilen der Bewegungen an eine der Zonen,
Fig. 13 die schematische Wirkungsweise der Einrichtung nach der Fig. 12,
Fig. 14 die schaubildliche Darstellung eines vierten Ausführungsbeispieles der Einrichtung zum Erteilen der Bewegungen an eine der Zonen,
Fig. 15 einen Schnitt durch einen der drei Antriebszylinder der Einrichtung gemäss der Fig. 14,
Fig.
16 ein Blockschema der elektrischen und hydraulischen Steuereinrichtung für einen Antriebszylinder der Einrichtung nach der Fig. 14,
Fig. 17 die graphische Darstellung der Arbeitsweise der Einrichtung nach der Fig. 14,
Fig. 18 bis 22 verschiedene Ausführungsformen der Zonen und deren Zwischenbereiche und
Fig. 23 die schaubildliche Darstellung eines einfachen Traktionsfahrzeuges, das mit der erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung ausgerüstet ist.
Die Fig. 1 zeigt eine sehr vereinfachte schaubildliche Darstellung eines Fahrzeuges 1, dessen oberer Teil 2 nur durch einen Quader dargestellt ist, von unten. Die Grundfläche 3 des Fahrzeuges 1, die zumindest teilweise auf dem nicht dargestellten Boden aufliegt, ist wellenförmig. Die Fig. 2, in welcher nur der vordere rechte Eckbereich des Fahrzeuges 1 dargestellt ist, zeigt, dass die wellenförmige Grundfläche in Zonen 4 unterteilt ist. Diese Unterteilung der Grundfläche 3 in die Zonen 4 ermöglicht es, auf weiter unten näher beschriebene Arten, der Grundfläche 3 eine Wellenbewegung zu erteilen, wobei unter bestimmten Voraussetzungen dem Fahrzeug 1 eine durch den Pfeil 5 in der Fig. 1 angedeutete Bewegung erteilt wird.
Die Bewegungsrichtung ist senkrecht zur Wellenfront gerichtet, wobei unter dem Ausdruck Wellenfront alle sich unmittelbar benachbarten Zonen 4, die sich auf gleicher Höhe befinden, zu verstehen ist.
Zwischen den einzelnen benachbarten Zonen 4 kann auch ein Zwischenraum vorgesehen sein, so dass es möglich ist, die einzelnen Zonen 4 zum Erhalten der Wellenbewegung bezüglich der Unterlage auf- und ab- sowie in Richtung der Fortbewegungsrichtung hin- und herzubewegen.
In der Fig. 3 ist das Erteilen einer Wellenbewegung an die Grundfläche 3 des Fahrzeuges 1 graphisch dargestellt.
Die Linie 6 stellt den Boden dar, auf welchem sich das Fahrzeug bewegt. Die dick ausgezogene Kurve 7 zeigt den Schnitt der Grundfläche 3 parallel zur Fortbewegungsrichtung. Die einzelnen Kreise 8 der Kurve 7 stellen den Mittelpunkt einzelner Zonen 4 dar. Diese Kreise entsprechen einem Punkt einer strichpunktiert gezeichneten, gedachten Rolle 9, die längs der Linie 6 abrollt. Jeder der den Mittelpunkt einzelner Zonen 4 angedeutenden Kreise 8 führt während jeder Wellenbewegung eine kreisförmige Bewegung längs eines Kreises aus, welcher durch die Rollen 9 angedeutet ist.
Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Abstände zwischen denjenigen Kreisen 8, die sich in der Nähe der Linie 6 befinden, kleiner sind als die Abstände zwischen den Kreisen 8, die weiter von der Linie 6 entfernt sind. In der Zeile a der Fig. 3 ist die Kurve 7 zu einem bestimmten Zeitpunkt dargestellt und in der Zeile b ist die Kurve 7' zu einem späteren Zeitpunkt dargestellt. In der Zwischenzeit, d. h. zwischen diesen beiden Zeitpunkten der beiden Darstellungen, ist der Berührungspunkt 8" der mit einem der Kreise 8 identisch ist, um die durch den Pfeil 10 angedeutete Strecke nach links gewandert, wobei sich das Fahrzeug in der entgegengesetzten, durch den Pfeil 11 angedeuteten Richtung fortbewegt hat.
In der Fig. 3 ist eine sogenannte retrograde Welle dargestellt, welche Welle sich entgegen der Fortbewegungsrichtung fortpflanzt, wobei die angehobenen Flächenteile zwischen den einzelnen Zonen gedehnt und die abgesenkten Flächenteile zwischen den Zonen kontrahiert sind.
Die Fig. 4 zeigt die graphische Darstellung einer direkten Welle, die durch die Kurven 12 bzw. 12' angedeutet ist.
Die einzelnen Kreise 13 längs der Kurve 12 stellen die Mittel punkte der weiter oben angeführten Zonen 4 dar. Diese direkten Wellen wandern in der gleichen Richtung wie die Fortbewegungsrichtung des Fahrzeuges, welch letztere Richtung durch den Pfeil 14 angezeigt ist. Während der Zeit, die zwischen dem Zeitpunkt, dem die in der Zeile a der Fig. 4 dargestellten Welle entspricht, und dem Zeitpunkt, der in der Zeile b der Fig. 4 dargestellten Welle verstrich, wanderte der Berührungspunkt 15 um die durch den Pfeil 16 angedeutete Strecke nach rechts. Bei der direkten Welle sind die Abstände zwischen benachbarten, von der dem Boden entsprechenden Linie 17 abgehobenen Kreisen 13 bzw. 13' kleiner als die Abstände zwischen benachbarten, näher bei der Linie 17 liegenden Kreisen 13 bzw. 13'.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Wellen geben die theoretische Form derselben wieder, wobei jeder Punkt der Kurven 7 bzw. 12 gesetzmässig längs einer kreisrunden Bahn, welche durch die gedachten Rollen 9 bzw. 18 festgelegt ist, bewegt werden. Der entscheidende Unterschied zwischen der in der Fig. 3 dargestellten retrograden Welle und der in der Fig. 4 dargestellten direkten Welle ist, dass sich bei der retrograden Welle die Kreise 8 im Uhrzeigersinn längs der Kreisbahn und bei der direkten Welle sich die Kreise 13 im Gegenuhrzeigersinn längs der Kreisbahn bewegen.
Wird der Grundfläche 3 des Fahrzeuges 1 eine der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Wellenbewegung erteilt, so wird dieses Fahrzeug gegenüber der Unterlage bzw. dem Boden in der Richtung des Pfeiles 5 fortbewegt. Die Praxis zeigt, dass es nicht notwendig ist, jeden der Punkte der Grundfläche 3 gesetzmässig entsprechend den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Wellen zu bewegen, sondern es genügt, wenn beispielsweise pro Wellenlänge, d. h. vom Berührungspunkt 8" bzw. 15 bis zum nächsten Berührungspunkt, acht Zonen 4 gesetzmässig bewegt werden.
Die Fig. 5 zeigt einen Getriebeblock mit acht auf- und ab- sowie hin- und herbewegbaren, vertikal angeordneten Stangen 19 bis 26 in schematischer Darstellung. An den unteren Enden der Stangen 19 bis 26 ist je ein schwenkbarer, plat.
tenförmiger Fuss 27 angeordnet, durch welche Füsse die weiter oben genannten Zonen 4 verkörpert sind. Jedes obere Ende der Stangen 19 bis 26 ist gelenkig mit je einem Kurbelarm 28 verbunden. Jeder Kurbelarm 28 ist drehfest mit einer sich durch eine vertikal angeordnete Tragplatte 29 erstreckenden Welle 30 verbunden. An den aus der in der Fig.
5 nicht sichtbaren Rückseite der Tragplatte 29 herausragenden Enden der Wellen 30, die über die Kurbelarme 28 mit den Stangen 19, 21, 23 und 25 verbunden sind, ist je ein Zahnrad 31 befestigt. An den aus der sichtbaren Seite der Tragplatte 29 herausragenden Enden, d. h. zwischen den Kurbelarmen 28, die mit den Stangen 20, 22, 24 bzw. 26 verbunden sind, und der Tragplatte 29 sind Zahnräder 32 drehfest aufgesetzt.
Zum dauernden Halten der Stangen 19 bis 26 in vertikaler Stellung ist jede Stange durch ein drehbar mit je einem weiteren Kurbelarm 33 verbundenes Gleitlager 34 hindurchgeführt. Jeder weitere Kurbelarm 33 ist mit je einer die Tragplatte 29 durchsetzenden Welle 35 drehfest verbunden. An den aus der nicht sichtbaren Rückseite der Tragplatte 29 herausragenden Enden der den Stangen 19, 21, 23 bzw. 25 zugeordneten Wellen 35 ist je ein Zahnrad 36 aufgesetzt, welches zum synchronen Bewegen des weiteren Kurbelarmes 33 mit dem entsprechenden Kurbelarm 28 über ein Zwischenzahnrad 37 durch das zugeordnete Zahnrad 31 angetrieben wird.
Zum Antreiben der Wellen 35, die über die weiteren Kurbelarme 33 mit den Stangen 20, 22, 24 bzw. 26 verbunden sind, ist zwischen diesen Kurbelarmen und der Tragplatte 29 auf jede Welle 35 ein Zahnrad 38 drehfest aufgesetzt, welches ebenfalls über je ein Zwischenrad 37 mit dem entsprechenden Zahnrad 32 im Eingriff ist.
Die Stangen 19 bis 26 sind alle in einer ersten Ebene, die Zahnräder 32 und 38 sowie die zugehörigen Zwischenzahnräder 37 sind in einer zweiten Ebene und die Zahnräder 31 und 36 sowie die zugehörigen Zwischenräder 37 sind in einer dritten Ebene angeordnet. Dies deshalb, damit sich die zwei benachbarten Stangen zugeordneten Zahnräder ungehindert überlappen können und nicht in die Bewegungsbahn der Kurbelarme 28 bzw. 33 hineinragen.
Die Kurbelarme 28 und 33, welche der Stange 19 zugeordnet sind, erstrecken sich von den Wellen 30 bzw. 35 in einer gegenüber dem Boden 38 um 45" geneigten Richtung.
Die den nachfolgenden Stangen zugeordneten Kurbelarme 28 bzw. 33 sind um je 45" im Gegenuhrzeigersinn gedreht angeordnet. Wenn nun alle Zahnräder 31 und 32 über ein nicht dargestelltes Getriebe im Uhrzeigersinn mit gleicher Drehzahl angetrieben werden, so bewegen sich die Mittelpunkte der Füsse 27 an den Enden der Stangen 19 bis 26 längs durch Kreise 39 dargestellte Bahnen. Die Mittelpunkte der Füsse 27 sind durch eine ausgezogene Kurve 40 verbunden.
Diese Kurve ist der in der Fig. 4 dargestellten Kurve 12 sehr ähnlich, d. h. mit dem in der Fig. 5 schematisch dargestellten Getriebeblock kann eine direkte Welle erzeugt werden. Die durch die Kurve 40 dargestellte Welle wandert in der Fig. 5 von links nach rechts und der Getriebeblock bewegt sich relativ zum Boden 17' ebenfalls nach rechts.
Wenn sich die Mittelpunkte der Füsse 27 um einen Winkel a um den Mittelpunkt des zugehörigen Kreises 39 gedreht haben, so befinden sich die Mittelpunkte der Füsse 27 auf der Kurve 41, nach einer weiteren Drehung um den Winkel p befinden sich die Mittelpunkte der Füsse 27 auf der Kurve 42 und nach einer weiteren Drehung um den Winkel y sind die Mittelpunkte der Füsse 27 längs der Kurve 43 angeordnet. Während der oben beschriebenen Drehung um die Summe der Winkel a, ss und y sind die vom Boden 17' am weitesten entfernten Punkte der Kurven und die Berührungspunkte der Kurven mit dem Boden 17' um den Abstand zwischen zwei benachbarten Wellen 35 nach rechts weitergewandert.
Zum Bilden einer in Zonen 4 unterteilte Grundfläche 3 für das Fahrzeug gemäss der Fig. 1 werden mehrere Getriebeblöcke nach der Fig. 5 in Richtung der Wellen 30 und 35 hintereinander angeordnet, so dass diese Wellen zueinander ausgerichtet sind. Eine Anzahl derartiger Gebilde werden in der Bewegungsrichtung hintereinander angeordnet, wobei darauf geachtet wird, dass sämtliche Abstände zwischen den Wellen 30 bzw. 35 gleich sind. Die Füsse 27 einer derartigen Anordnung bilden dann die oben genannten Zonen 4 der Unterlage 3.
Ein mit der oben beschriebenen Anordnung versehenes Fahrzeug kann sich je nach Drehrichtung der Zahnräder 31 und 32 wohl vorwärts oder rückwärts und entsprechend der Drehzahl dieser Zahnräder schnell oder langsam fortbewegen. Die Durchführung einer Richtungsänderung ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, es sei denn, dass der Antrieb für die links der Längsachse des Fahrzeuges und für die rechts dieser Längsachse liegenden Antriebsblöcke unabhängig voneinander erfolgt, so dass durch schnelleres Drehen der einen Hälfte der Zahnräder als der anderen Hälfte ein Richtungswechsel erzwungen wird. Vorzugsweise kann durch Verlängern oder Verkürzen der Kurbelarme 28 undloder 33 die auf das Fahrzeug einwirkende Schubkraft verändert werden.
Mit Bezug auf die Fig. 6-8 ist nachstehend eine Einrichtung zum gesetzmässigen Bewegen eines eine der Zonen 4 darstellenden Fusses 44 beschrieben. Die Fig. 6 zeigt die Seitenansicht und die Fig. 7 die Frontansicht dieser Einrichtung. An einer Grundplatte 45, die nur teilweise dargestellt ist, ist ein sich nach unten erstreckender Träger 46 starr befesteigt Am unteren Ende dieses Trägers 46 ist ein Ansatz 47 mit einer Bohrung zur Lagerung einer Welle 48 angeordnet.
An einem Ende der Welle 48 ist ein Antriebsrad 49 aufgesetzt, das ein Zahnrad oder Zahnriemenrad sein kann. Das Antriebsrad 49 wird über nicht dargestellte Mittel angetrieben. Am anderen Ende der Welle 48 ist ein Kurbelarm 50 befestigt. Am freien Ende desselben ist eine Stange 51 angelenkt, an deren unterem Ende der Fuss 44 angeordnet ist.
Oberhalb der gelenkigen Verbindung der Stange mit dem Kurbelarm 50 ist die Stange 51 in einem Gleitlager 52 geführt und das obere Ende der Stange 51 erstreckt sich durch einen Schlitz 53 in der Grundplatte 45. Der obere Endbereich des Trägers 46 ist hohl, wobei dieser Hohlraum 54 beispielsweise einen runden Querschnitt aufweist. In diesem Hohlraum ist ein Klotz 55 angeordnet, der in der Längsrichtung des Trägers 46 über eine nur teilweise dargestellte Verbindungsstange 56 verschiebbar ist. Im Träger 46 ist ein Schlitz 57 vorgesehen, durch den sich ein abgewinkelter, am Klotz 55 befestigter Arm 58 erstreckt. Mit dem äusseren Ende des Armes 58 ist das Gleitlager um eine senkrecht zur Stange 51 gerichtete Achse schwenkbar verbunden.
In der Fig. 7 ist strichpunktiert angedeutet, wie ausgehend vom Antriebsrad 49 in Richtung der Welle 48 weitere derartige Einrichtungen angesetzt werden können, wobei dann der Kurbelarm 50 zusammen mit weiteren Kurbelarmen 50' eine Kurbelwelle bilden, die auch die weiteren Stangen 51' antreibt. Diese Kurbelwelle erstreckt sich dann vorzugsweise über die ganze Breite des Fahrzeuges.
Die Fig. 8 zeigt die Wirkungsweise der Einrichtung gemäss den Fig. 6 und 7 in graphischer Darstellung, in welcher nur die wesentlichsten Teile dieser Einrichtung vereinfacht dargestellt und, obwohl nur schematisch gezeichnet, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es sind neun in der Fortbewegungsrichtung des Fahrzeuges hintereinander angeordnete Einrichtungen gezeichnet Die Füsse 44 der ersten und neunten Einrichtung von links gesehen, sind auf dem Boden 17" aufgestützt, weil die zugehörigen Kurbelarme 50 vertikal nach unten gerichtet sind. Wenn sich die Wellen 48 mit der gleichen Drehzahl im Uhrzeigersinn drehen, so führen die Füsse 44 eine Wellenbewegung aus, die gemäss dem Pfeil 59 verläuft. Dabei wird das Fahrzeug in derselben Richtung fortbewegt.
Durch Verändern des Abstandes zwischen den Gleitlagern 52 und den zugehörigen Wellen 48 kann das Verhältnis zwischen der Vergrösserung der Abstände zwischen benachbarten Füssen 44 und der Verkleinerung dieser Abstände und damit die auf das Fahrzeug einwirkende Vorschubkraft verändert werden. Die Vergrösserung bzw. Verkleinerung des Abstandes zwischen den Gleitlagern 52 und den zugehörigen Wellen 48 kann durch nicht dargestellte Mittel und über die Verbindungsstangen 56 erfolgen. Wird dieser Abstand vergrössert, so werden die Füsse 44 weniger weit von ihrer Mittellage aus in der Fortbewegungsrichtung nach vorn bzw. nach hinten ausgelenkt.
Werden beispielsweise bei den, wie in der Fig. 7 angedeuteten, quer zur Fortbewegungsrichtung in Reihen angeordneten Einrichtungen die Abstände zwischen den Gleitlagern 52 und den zugehörigen Wellen 48 von links nach rechts vom Fahrzeug aus betrachtet immer kleiner gemacht, so wird auf der rechten Seite des Fahrzeuges eine kleinere Schubkraft wirksam als auf der linken Seite des Fahrzeuges. Dies bewirkt, dass das Fahrzeug seine Fortbewegungsrichtung nach rechts ändert.
Ein Fahrzeug, das mit der Einrichtung gemäss den Fig. 6 und 7 ausgerüstet ist, weist gegenüber einem Fahrzeug, das mit Antriebsblöcken gemäss der Fig. 5 ausgerüstet ist, den Vorteil auf, dass es durch einfache Steuerung des Abstandes zwischen den Gleitlagern 52 und den zugehörigen Wellen 48 seine Fortbewegungsrichtung ändern kann.
In den Fig. 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Erteilen einer gesetzmässigen Bewegung an einen den weiter oben erwähnten Zonen 4 entsprechenden Fuss 60 in der Seiten- und Fortansicht dargestellt.
Der Fuss 60 ist am unteren Ende einer Stange 61 angeordnet und die Stange 61 erstreckt sich durch ein Gleitlager 62 bis zum äusseren Ende eines ersten Kurbelarmes 63, an dem die Stange 61 angelenkt ist. Der Kurbelarm 63 ist mit einer Welle 64 drehfest verbunden, an deren anderem Ende ein zweiter Kurbelarm 65 aufgesetzt ist. Die Welle 64 ist im mittleren Bereich eines sich von einer Grundplatte 66 nach unten erstreckenden Trägers 67 gelagert. Der untere Teil des Trägers 67 weist einen Längsschlitz 68 auf, in welchem ein Klotz 69 verschiebbar gelagert ist. Das Gleitlager 62 ist mit dem Klotz 69 um eine senkrecht zur Stange 61 gerichteten Achse drehbar verbunden.
Zum Verschieben des Klotzes 69 und damit des Gleitlagers 62 in der Längsrichtung des Schlitzes 68 ist der Klotz 69 über eine Verbindungsstange 70, die sich durch eine Öffnung 71 in der Grundplatte 66 erstreckt, mit über der Grundplatte angeordneten, nicht dargestellten Steuermitteln verbunden. Die Verbindungsstange 70 ist so angeordnet, damit sie nicht in den Bewegungsbereich der Kurbelarme 63 und 65 hineinragt.
Der Antrieb der Kurbelarme 63 und 65 erfolgt über hydraulische Antriebszylinder 72 bzw. 73, deren eine Enden mit der Grundplatte 66 und deren andere Enden mit den entsprechenden Kurbelarmen gelenkig verbunden sind. Die Steuermittel, die zum Zuführen des Druckmittels für die Antriebszylinder 72 und 73 notwendig sind, sind nicht dargestellt.
Die Kurbelarme 63 und 65 können mit anderen Kurbelarmen, ähnlich wie dies in der Fig. 7 gestrichelt angedeutet ist, eine Kurbelwelle bilden, so dass alle in derselben Querrichtung angeordneten Einrichtungen gemeinsam durch die beiden Antriebszylinder 72 und 73 angetrieben werden.
Die Fig. 11 zeigt die Wirkungsweise von zehn in der Fortbewegungsrichtung hintereinander angeordneten Einrichtungen gemäss den Fig. 9 und 10 in schematischer Darstellung.
Der wesentliche Unterschied zwischen der Einrichtung gemäss den Fig. 9 und 10 und der Einrichtung gemäss den Fig.
6 und 7 ist, dass das Gleitlager 62 zwischen dem Fuss 60 und der Verbindungsstelle zwischen der Stange 61 und dem Kurbelarm 63 angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass den Füssen 60 anstelle einer direkten Wellenbewegung eine retrograde Wellenbewegung erteilt wird. Treibt man den Kurbelarm im Gegenuhrzeigersinn an, so verläuft die Wellenbewegung gemäss dem Pfeil 74 nach links und das Fahrzeug wird gemäss dem Pfeil 75 nach rechts fortbewegt.
Durch Verschieben der Klötze 69 mit Hilfe der Verbindungsstangen 70, kann das Verhältnis zwischen der Vergrös serung und Verkleinerung der Abstände zwischen benachbarten Füssen 60 verändert werden, wodurch ebenfalls eine Richtungsänderung des Fahrzeuges, das mit Einrichtungen gemäss den Fig. 9 und 10 ausgerüstet ist, ermöglicht wird.
In der Fig. 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Erteilen von gesetzmässigen Bewegungen an einen Fuss 76 schematisch dargestellt. Diese Einrichtung umfasst einen ersten hydraulischen Antriebszylinder 77, an dessen Kolbenstange 78 der Fuss 76 angeordnet ist, und einen zweiten hydraulischen Antriebszylinder 79 dessen Kolbenstange 80 mit dem ersten Antriebszylinder 77 gelenkig verbunden ist. Der erste Antriebszylinder 77 ist an einer Grundplatte 81 abgestützt und der zweite Antriebszylinder 79 ist gelenkig mit einer sich von der Grundplatte 81 nach unten erstreckenden Strebe 82 verbunden. Mit Hilfe des ersten Antriebszylinders 77 wird der Fuss 76 auf- und abgesenkt und mit Hilfe des zweiten Antriebszylinders 79 wird der Fuss 76 hin- und herbewegt.
Beide Antriebszylinder 77 und 79 sind doppelwirkende Antriebszylinder, d. h. das Druckmedium kann beidseitig der Kolben 83 oder 84 zu- bzw. abgeführt werden.
Das Druckmittel wird der Einrichtung von einer nicht dar.
gestellten Druckquelle, die eine Pumpe sein kann, über eine Zuführleitung 85 einem ersten magnetisch betätigbaren Zweiwegventil 86 zugeführt und gelangt von diesem über eine Leitung 87 in den oberen Arbeitsraum 88 des Antriebszylinders 77. Weil durch ein zweites magnetisch betätigbares Zweiwegventil 89 die Leitung 87' verschlossen ist, kann das Druckmittel nur in den Arbeitsraum 88 gelangen, wodurch der Kolben 83 und damit der Fuss 76 abgesenkt wird. Das im unteren Arbeitsraum 90 des ersten Antriebszylinders 77 verdrängte Druckmittel gelangt über eine Leitung 91, das zweite Zweiwegventil 89, eine Leitung 92, ein magnetisch betätigbares Wechselventil 93 und eine Leitung 94 in den rechten Arbeitsraum 95 des zweiten Antriebszylinders 79, so dass sich der Kolben 84 nach links bewegt.
Das in dem linken Arbeitsraum 96 des Antriebszylinders 79 befindliche Druckmittel gelangt über eine Leitung 97, das Wechselventil 93 und eine Abführleitung 98 in ein nicht dargestelltes Ausgleichsgefäss. Der Durchmesser des Kolbens 84 des zweiten Antriebszylinders 79 ist vorzugsweise T2mal so gross wie der Durchmesser des Kolbens 83 des ersten Antriebszylinders 77. Aus diesem Grunde ist der Weg, den der Kolben 84 zurücklegt zweimal kleiner als der Weg den der Kolben 83 zurücklegt. An der Kolbenstange 78 ist eine Nase 99 angeord net, die mit an einer Verlängerung 100 des Antriebszylinders 77 befestigten Schaltern 101, 102 und 103 zusammenarbeitet.
Die Schalter 101 und 103 sind sog. Endschalter, die im nur strichpunktiert dargestellten Steuerstromkreis 104 der magnetisch betätigbaren Zweiwegventile 86 und 89 angeordnet sind. Jedesmal wenn der Kolben 83 seine obere oder untere Stellung erreicht, so betätigt die Nase 99 den Endschalter
101 bzw. 103 und die Zweiwegventile 86 und 89 wechseln in die gestrichelt dargestellte Stellung.
Wenn nun wie oben angeführt das Druckmittel dem Arbeitsraum 88 des Arbeitszylinders 77 zugeführt wird, so bewegt sich der Kolben 83 nach unten und der Kolben 84 des
Antriebszylinders 79 nach links. Wenn der Kolben 83 den halben Hubweg zurückgelegt hat, trifft die Nase 100 auf den Schalter 102 auf. Dieser ist im strichpunktiert angedeuteten Steuerstromkreis 105 des magnetisch betätigbaren Wechselventiles 93 angeordnet. Das Auftreffen der Nase 100 auf den
Schalter 102 bewirkt daher, dass das Wechselventil 93 in die gestrichelt angedeutete Stellung verbracht wird. Dies hat zur Folge, dass der Kolben 84 sich nicht mehr nach links, sondern nach rechts bewegt.
Wenn der Kolben 83 seine unterste Stellung erreicht hat, befindet sich der Kolben 84 wieder in der in der Fig. 12 dargestellten Lage und die Nase 99 betätigt den Endschalter 103, was bewirkt, dass das Druckmittel von der Zuführleitung 85 über das Zweiwegventil 86, das sich nunmehr in der gestrichelt angedeuteten Stellung befindet, und die Leitung 91' dem unteren Arbeitsraum 90 des Antriebszylinders 77 zugeführt wird. Der Kolben 83 bewegt sich daher von nun an nach oben und das im oberen Arbeitsraum 88 des Antriebszylinders 77 verdrängte Druckmittel gelangt über die Leitung 87, das Zweiwegventil 89, das sich nunmehr in der gestrichelt angedeuteten Stellung befindet, die Leitung 92, das Wechselventil 93, das sich ebenfalls in der gestrichelt angedeuteten Stellung befindet, und die Leitung 97 in den Arbeitsraum 96 des Antriebszylinders 79.
Der Kolben 84 bewegt sich deshalb weiter nach rechts und wenn der Kolben 83 wiederum die Hälfte seines Hubweges zurückgelegt hat, betätigt die Nase 99 erneut den Schalter 102, was bewirkt, dass das Wechselventil 93 wieder in die in der Fig. 12 dargestellte Lage zurückkehrt, worauf sich der Kolben 84 erneut nach links bewegt.
An einer Verlängerung 106 des Antriebszylinders 79 sind zwei Endschalter 107 und 108 befestigt, die mit einer Nase 109 an der Kolbenstange 80 zusammenarbeiten. Die beiden Endschalter 107 und 108 sind im Steuerstromkreis 105 des Wechselventils 93 angeordnet. Normalerweise treten die Endschalter 107 und 108 nicht in Funktion, weil der Richtungswechsel der Bewegung des Kolbens 84 durch den Schalter 102 vorgenommen wird. Die Endschalter 107 und 108 sind lediglich der Sicherheit wegen vorgesehen und treten erst dann in Funktion, wenn der Synchronismus der Bewegung zwischen den beiden Kolben 83 und 84 nicht mehr gewährleistet ist.
Die Fig. 13 zeigt in graphischer Darstellung die Arbeitsweise der in der Fig. 12 gezeigten Einrichtung. Die in der Fig. 13 gezeichneten Striche sind eine vereinfachte Darstellung der Antriebszylinder 77, wobei die Kreise 110 die Gelenkverbindung der Antriebszylinder 77 mit der Grundplatte 81 und die Kreise 111 die Gelenkverbindung zwischen den Kolbenstangen 80 und den Antriebszylindern 77 darstellen.
Die Anordnung der Füsse 76, welche durch die Kurve 112 dargestellt ist, führt eine Wellenbewegung aus. Wenn die Antriebszylinder 77 und 79 in der oben beschriebenen Weise betätigt werden, so pflanzt sich die Welle, in der durch den Pfeil 113 angegebenen Richtung fort und das Fahrzeug bewegt sich ebenfalls in dieser Richtung weiter.
Um den Synchronismus zwischen den Bewegungen der Kolben 83 und 84, auch bei z. B. durch Steine verursachte unregelmässiger Beanspruchung, zu erzwingen, wird vorzugsweise zwischen den beiden Endschaltern 107 und 108 ein Synchronisierschalter 114 angeordnet. Dieser wirkt derart auf das Wechselventil 93 ein, dass dieses in eine Mittelstellung verbracht wird, in welcher die beiden Leitungen 94 und 97 verschlossen sind, so dass der Kolben 84 stillsteht, bis der Kolben 83 eine seiner Endstellungen erreicht und die Nase 99 einen der Endschalter 101 bzw. 103 betätigt. Über nicht dargestellte elektronische Mittel wirken die Endschalter 101 und 102 auf das Wechselventil 93 ein, aber nur wenn sich dieses in der Mittelstellung befindet und sorgen dafür, dass das Wechselventil 93 von der Mittelstellung in die andere Endstellung gelangt.
Während das Wechselventil 93 sich in der Mittelstellung befindet, gelangt das in einem der Arbeitsräume 88 oder 90 verdrängte Druckmittel über ein Rückschlagventil 115 in die Abführleitung 98.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Einrichtung zum Erteilen von gesetzmässigen Bewegungen an einen Fuss 116, welcher einer der weiter oben erwähnten Zonen 4 entspricht, ist nachstehend mit Bezug auf die Fig. 14 bis 16 beschrieben. Der Fuss 116 ist über drei Arbeitszylinder 117, 118 und 119 mit einer der besseren Übersicht wegen nur durch ein gestrichelt gezeichnetes Dreieck angedeuteten Grundplatte 120 verbunden. Ein solcher Antriebszylinder ist in der Fig, 15 schematisch dargestellt. Jeder Antriebszylinder umfasst einen Zylindermantel 121, einen Kolben 122, eine Kolbenstange 123 und einen Signalgeber 124. Im Signalgeber ist ein elektrischer Widerstand 125 mit einem verschiebbaren Schleifkontakt 126 angeordnet, der über einen Betätigungshebel 127 mechanisch mit der Kolbenstange 123 verbunden ist.
Die beiden Enden des Widerstandes 125 sind mit Anschlussleitern 128 und 129 und der Schleifkontakt 126 ist mit einem Anschlussleiter 130 elektrisch verbunden. Weiter sind zwei durch eine am Betätigungshebel 127 angeordnete Nase 131 betätigbare Endschalter 132 und 133 vorgesehen. An dem einen Ende des Zylindermantels 121 und am freien Ende der Kolbenstange 123 ist je ein Kugelzapfen
134 bzw. 135 angeordnet, mit dessen Hilfe der Antriebszylinder einerseits mit der Grundplatte 120 und andererseits mit dem Fuss 116 gelenkig verbunden werden kann. Die Antriebszylinder sind doppelt wirksam und zu diesem Zweck sind beide Arbeitsräume 136 und 137 an je eine Leitung 138 bzw.
139 zum Zu- oder Abführen eines Druckmittels angeschlossen.
Die Fig. 16 zeigt das elektrische Blockschema und die hydraulischen Steuermittel für einen der Antriebszylinder, z. B.
den Antriebszylinder 117. Die in dem strichpunktiert dargestellten Block gezeichneten Elemente sind in einem für alle drei Antriebszylinder 117, 118 und 119 gemeinsamen Behälter 140 untergebracht, siehe Fig. 14. Der Anschlussleiter 129 des Widerstandes 125 ist mit Masse verbunden und dem anderen Anschlussleiter 128 wird eine stabilisierte, positive Spannung zugeführt. Der Schleifkontakt 126 ist über den Anschlussleiter 130 mit dem ersten Eingang eines Komparators 141 verbunden. Dem anderen Eingang des Komparators 141 wird über eine Anschlussklemme 142 eine Bezugsspannung zugeführt. Der Komparator 141 besitzt zwei Ausgänge 143 und 144, die je mit einem Eingang von zwei Leistungsverstärkern 145 bzw. 146 verbunden sind. Am Ausgang 143 des Komparators 141 erscheint ein Signal, wenn die Bezugsspannung negativer ist als die vom Schleifkontakt 126 abgegriffene Spannung.
Am Ausgang 144 erscheint ein Signal, wenn die Bezugsspannung positiver ist als die vom Schleifkontakt 126 abgegriffene Spannung und an beiden Ausgängen 143 und 144 erscheint kein Signal, wenn die Bezugsspannung und die vom Schleifkontakt 126 abgegriffene Spannung angenähert gleich gross sind. Die Ausgänge der Leistungsverstärker 145 und 146 sind über Leitungen 147 bzw. 148 mit Wicklungen 149 bzw. 150 eines magnetisch betätigbaren Wechselventiles 151 verbunden. Dieses Ventil kann drei Stellungen einnehmen, d. h. eine erste Stellung, wie dies in der Fig. 16 gezeichnet ist, wenn die Wicklung 149 erregt ist, eine zweite, mittlere Stellung, wenn keine der Wicklungen erregt ist, und eine dritte Stellung, nicht dargestellt, wenn die Wicklung 150 erregt ist.
Dem Wechselventil 151 wird über eine Zuführleitung 152 ein Druckmittel von einer nicht dargestellten Pumpe zugeführt. Das Druckmittel gelangt, wenn beispielsweise, wie dies in der Darstellung der Fig. 16 der Fall ist, die Wicklung 149 erregt ist, über das Wechselventil 151 und die Leitung 139 in den unteren Arbeitsraum 137 des Antriebszylinders 117. Das in dem oberen Arbeitsraum 136 verdrängte Druckmittel gelangt über die Leitung 138, das Wechselventil 151 und eine Abführleitung 153 in ein nicht dargestelltes Ausgleichsgefäss. Die Kolbenstange 123 bewegt sich dabei nach oben, weil die an die Anschlussklemme 142 angelegte Bezugsspannung positiver ist als die im Schleifkontakt 126 abgegriffene Spannung.
Mit der Bewegung der Kolbenstange wird auch der Abgriff 126 nach oben bewegt, so dass die vom Schleifkontakt 126 abgegriffene Spannung ebenfalls positiver wird und wenn diese abgegriffene Spannung angenähert gleich gross ist wie die Bezugsspannung so wird am Ausgang 144 des Komparators 141 kein Signal mehr erzeugt und die Wicklung 149 ist nicht mehr erregt, was bewirkt, dass das Wechselventil 151 in seine mittlere Stellung zurückkehrt und dabei den Zufluss des Druckmittels zu den beiden Arbeitsräumen 136 und 137 sperrt.
Ist beispielsweise das der Anschlussklemme 142 zugeführte Bezugssignal negativer als die vom Schleifkontakt 126 abgegriffene Spannung, so erzeugt der Komparator an seinem Ausgang 143 ein Signal, das im Endverstärker 145 verstärkt wird und über die Leitung 147 die Wicklung 150 des Wechselventiles erregt, so dass dieses umschaltet und das über die Zuführleitung 152 zugeführte Druckmittel über die Leitung 138 dem oberen Arbeitsraum 136 des Antriebszylinders 117 zuführt. Dies bewirkt, dass sich die Kolbenstange 123 nach unten bewegt Das dabei im unteren Arbeitsraum 137 verdrängte Druckmittel gelangt über die Leitung 139 und das Wechselventil 151 zur Abführleitung 153.
Gleichzeitig wird auch der Schleifkontakt 126 nach unten geführt und wenn die von ihm abgegriffene Spannung wieder angenähert gleich gross ist wie die Bezugsspannung, so verschwindet das Signal am Ausgang 143 des Komparators 141 und die Wicklung 150 wird nicht mehr erregt, wodurch das Wechselventil in seine mittlere Stellung zurückkehrt und den Zufluss des Druckmittels unterbindet.
Die Endschalter 132 und 133, die je am Ende der Bewegungsbahn der am Betätigungshebel befestigten Nase 131 angeordnet sind, treten normalerweise nicht in Funktion, sondern sie sind lediglich der Sicherheit halber vorgesehen.
Wird beispielsweise die Kolbenstange 123 und damit die Nase 131 infolge einer Störung so weit nach unten bewegt, dass die Nase 131 auf den Endschalter 133 auftrifft, so wird ein monostabiler Multivibrator 154 angestossen und dieser gibt einen Impuls bestimmter Länge über einen Leiter 155 an einen Sperreingang 156 des Leistungsverstärkers 145. Dadurch wird die Erregung der Wicklung 150 abgeschaltet.
Gleichzeitig gelangt der vom monostabilen Multivibrator 154 erzeugte Impuls über eine Diode 157 an den Eingang des Leistungsverstärkers 146, was bewirkt, dass die Wicklung 149 erregt wird und das Druckmittel über die Leitung 139 dem unteren Arbeitsraum 137 des Antriebszylinders 117 zugeführt wird. Die Kolbenstange 123 bewegt sich nach oben, so dass der Endschalter 133 wieder geöffnet wird. Ist inzwischen die Störung verschwunden, so arbeitet die Anordnung gemäss der Fig. 16 wieder normal. Ist die Störung jedoch noch vorhanden, so wiederholt sich der oben beschriebene Vorgang. Bewegt sich die Kolbenstange 123 infolge einer Störung zu weit nach oben, so dass die Nase 131 den Endschalter 132 betätigt, so erzeugt ein weiterer monostabiler Multivibrator 158 einen Impuls bestimmter Dauer und dieser Impuls gelangt über einen Leiter 159 zu einem Sperreingang 160 des Leistungsverstärkers 146.
Dies bewirkt, dass die Wicklung 149 des Wechselventiles 151 abgeschaltet wird.
Gleichzeitig gelangt dieser Impuls über eine Diode 161 zum Eingang des Leistungsverstärkers 145, welcher die Wicklung 150 des Wechselventiles 151 erregt, so dass das Druckmittel dem oberen Arbeitsraum 136 des Antriebszylinders 117 zugeführt wird, so dass sich die Kolbenstange 123 nach unten bewegt, wodurch der Endschalter 132 geöffnet wird.
Wie weiter oben erwähnt, wird die Bezugsspannung an die Klemmen 142 und 162 der Anordnung gemäss der Fig.
16 angelegt. Die Bewegung der Kolbenstange 123 ist proportional zur angelegten Bezugsspannung. Beträgt diese Bezugsspannung beispielsweise die Hälfte der an den Anschlussleiter 128 des Widerstandes 125 angelegten, stabilisierten Spannung, so befindet sich der Kolben 122 des Antriebszylinders 117 in der Mitte seiner Bewegungsbahn. Wird der Bezugsspannung, die eine Gleichspannung ist, eine sinusförmige Wechselspannung überlagert, so wird der Kolben 122 des An triebszylinders 117 periodisch auf- und abbewegt, wobei die Geschwindigkeit im mittleren Bereich am grössten und im Endbereich der Bewegungen am kleinsten ist. Wird der Bezugsspannung eine sägezahnförmige Wechselspannung überlagert, so bewegt sich der Kolben 122 ebenfalls periodisch auf und ab, wobei aber dieser Kolben zwischen den Umkehrpunkten sich im wesentlichen gleichförmig bewegt.
Mit der Anordnung gemäss der Fig. 16 kann also die Bewegung der Kolbenstange 123 mit Hilfe einer Bezugsspannung auf einfache Weise problemlos gesteuert werden, wobei nur eine Einschränkung besteht, und zwar darf die Frequenz der der Bezugsspannung überlagerten Wechselspannung einen von der Trägheit der Massen des Kolbens 122, der Kolbenstange 123 des Wechselventils 150 und des Druckmittels abhängigen Höchtwert nicht überschreiten. Da der Eingangswiderstand des Komparators 152 sehr hoch ist, wird zur Steuerung der Bewegung der Kolbenstange 123 praktisch keine Leistung benötigt.
In dem in der Fig. 14 sichtbaren Behälter 140 sind drei in der Fig. 16 im strichpunktiert dargestellten Block gezeichnete Anordnungen untergebracht. Von diesem Behälter 140 aus führen zu jedem der drei Antriebszylinder 117, 118 und 119 je zwei Leitungen 138 und 139 zum Zu- bzw. Abführen des Druckmittels und je ein flexibles elektrisches Kabel 163 zum Anschliessen des Widerstandes 125, des Schleifkontaktes 126 und der beiden Endschalter 132 und 133. Die drei Zuführleitungen 152 sind über ein nicht dargestelltes Verzweigstück mit einer Hauptzuführleitung 164 verbunden, über welche das Druckmittel in den Behälter 140 eingeführt wird.
Die drei Abführleitungen 153 sind ebenfalls über ein nicht dargestelltes Verzweigungsstück mit einer Hauptabführleitung 165 verbunden, über welche das Druckmittel aus dem Behälter abgeführt wird. Weiter ragt ein elektrisches Kabel 166 aus dem Behälter 140 über welches die stabilisierte Spannung für die Widerstände 125, die Betriebsspannung für den Komparator 141, die Leistungsverstärker 145 und 146 und die monostabilen Multivibratoren 154 und 158 sowie die Bezugsspannungen zum Steuern der Bewegungen der Kolbenstangen der Antriebszylinder 117, 118 und 119 zugeführt werden.
Mit Bezug auf die Fig. 17 ist nachstehend die Arbeitsweise der Einrichtung nach der Fig. 14 näher beschrieben.
Die Fig. 17a zeigt die Seitenansicht dieser Einrichtung in sehr vereinfachter Darstellung. Mit der Grundplatte 120 sind an den Stellen 167 und 168 die Kugelzapfen 134 der Antriebszylinder 117, 118 und 119 gelenkig verbunden. Der Antriebszylinder 117 ist in seiner vollen Länge sichtbar, während die beiden Antriebszylinder 118 und 119 in einer Ebene, die senkrecht zur Zeichnungsebene steht, liegen, so dass nur der Antriebszylinder 118 verkürzt sichtbar ist. Die Verbindungsstelle 169 der drei Enden der Antriebszylinder, welche Enden nicht mit der Grundplatte 120 verbunden sind, entspricht dem Fuss 116.
Wird der Anschlussklemme 142 der Anordnung nach der Fig.- 16 mit dem Antriebszylinder 117 eine Bezugsspannung gemäss der Kurve 170 nach der Fig. 1 7b und den Anschlussklemmen 142 der Anordnungen mit den Antriebszylindern 118 und 119 je eine Bezugsspannung gemäss der Kurve 171 zugeführt, so bewegt sich die Verbindungsstelle 169 bzw.
der Fuss 116 im Uhrzeigersinn längs einer angenähert kreisförmigen Bahn 172. Wenn die Phasenverschiebung Q, zwischen den beiden sinusförmigen Kurven 170 und 171 beispielsweise 36 beträgt. Der Zeitpunkt, welcher in der Fig.
17a dargestellt ist, entspricht der Zeit t,, die in der Fig. 17b angegeben ist.
Wenn die Phasenverschiebung 4) Null ist, so bewegt sich die Verbindungsstelle 169 bzw. der Fuss 116 nur längs einer senkrecht zur Grundplatte 120 stehenden Geraden auf und ab, was zur Folge hat, dass keine Schubkraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Beträgt die Phasenverschiebung d) -36 , d. h., wenn die Kurve 171 der Kurve 170 vorläuft, so wird die Verbindungsstelle 169 bzw. der Fuss 116 im Gegenuhrzeigersinn längs der angenähert kreisförmigen Bahn 172 bewegt. Dies bewirkt, dass die auf das Fahrzeug einwirkende Kraft in der entgegengesetzten Richtung wirksam ist. Der Durchmesser der geschlossenen Bahn 172 kann durch Verändern der Amplitude der der Bezugsspannung überlagerten Wechselspannung verändert werden.
Die Fig. 17c zeigt eine Momentaufnahme von einer Anzahl durch in der Bewegungsrichtung hintereinander angeordneten Verbindungsstellen 169, die eine Wellenform ergeben, die durch Verändern der oben genannten Phasenverschiebung 4) und der Amplitude der der Bezugsspannung überlagerten Wechselspannung fast beliebig veränderbar ist, und daher den betrieblichen Anforderungen angepasst werden kann.
Ein Fahrzeug, das mit einer Vielzahl von Einrichtungen gemäss der Fig. 14 ausgerüstet ist, kann beispielsweise um eine vertikal durch seinen Mittelpunkt verlaufende Achse an Ort und Stelle gewendet werden, wenn den im mittleren Bereich der Grundfläche des Fahrzeuges angeordneten Einrichtungen Bezugsspannungen ohne Phasenverschiebungen, den von der Mitte nach der einen Seite nach aussen angeordneten Einrichtungen die Bezugsspannungen mit zunehmender Phasenverschiebungen positiver Richtung und den von der Mitte nach der anderen Seite nach aussen angeordneten Einrichtung die Bezugsspannungen mit zunehmender Phasenverschiebung in negativer Richtung zugeführt werden.
Oben sind verschiedene Ausführungsbeispiele von Einrichtungen zum Erteilen von gesetzmässigen Bewegungen an Füsse, die den eingangs genannten Zonen 4 entsprechen, beschrieben. Nachstehend werden mit Bezug auf die Fig.
18-22 einige Ausführungsbeispiele solcher Füsse beschrieben.
Die Fig. 18 zeigt eine Anordnung von mehreren Füssen 173, von denen in der Fig. 19 ein einzelner im Schnitt dargestellt ist. Jeder Fuss umfasst eine Deckplatte 174 und eine Sohlenplatte 175, die mittels Schrauben 176 aneinander befestigt sind. Von der Deckplatte 174 stehen zwei Ansätze 177, von denen in der Fig. 19 nur einer sichtbar ist, nach oben vor. In den beiden Ansätzen 177 ist eine Bohrung vorgesehen, durch die sich ein Bolzen 178 erstreckt. Dieser Bolzen erstreckt sich ebenfalls durch das untere Ende einer Stange 179, welches Ende zwischen die Ansätze 177 hineinragt. Die Stange 179 kann eine der Stangen der Einrichtungen gemäss den Fig. 5, 6, 9 oder 12 sein.
Anstelle der Ansätze 177 können in der Deckplatte 174 nicht dargestellte Aussparungen zur Aufnahme von den drei Kugelzapfen 135 der Kolbenstangen 123 der Einrichtung nach der Fig. 14 vorgesehen sein.
Zwischen der Deckplatte 174 und der Sohlenplatte 175 ist eine widerstandsfähige, elastische Schicht 180, z. B. aus Neopren oder Gummi, eingeklemmt. Diese Schicht 180 verhindert in erster Linie, dass Schmutz zwischen den Füssen 173 hindurch nach oben zu den Antriebseinrichtungen der Füsse gelangt.
In der Fig. 20 ist eine andere Ausführungsform von Füssen 181 dargestellt. Diese weisen je eine gelenkig mit der Stange 182 verbundene Platte 183 auf. Zwischen zwei benachbarten Platten 183 ist je ein im Querschnitt betrachtet H-förmiges Zwischenglied 184 angeordnet, wobei die Rande reiche der Platten 183 mehr oder weniger tief zwischen die Schenkel 185 und 186 der Zwischenglieder 184 hineinragen.
Damit die Zwischenglieder in der Mitte zwischen zwei benachbarten Füssen verbleiben, auch wenn der Abstand zwischen diesen Füssen sich ändert, sind zwischen den Stegen
187 zwischen den Schenkeln 185 und 186 und den gegenüber liegenden Stirnseiten der Platten 183 Federelemente 188 angeordnet. Die Zwischenglieder 184, welche teilweise auf dem Boden aufliegen, bestehen vorzugsweise aus Metall oder einer Metallegierung.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Unterlage des Fahrzeuges, das mit einer Vielzahl der oben beschriebenen Einrichtungen versehen ist, zeigen die Fig. 21 und 22 im Schnitt. Auf der oberen Seite einer elastischen Schicht 189, z. B. einer Neoprenschicht, sind Teller 190 eingepresst, die je eine halbkugelförmige Aussparung 191 aufweisen. Auf jedem dieser Teller 191 ist ein Ring 192 mit einer Öffnung 193 aufgesetzt, die mit der Aussparung 191 zusammen einen nicht ganz kugelförmigen Hohlraum bilden. In diesem Hohlraum ist ein am unteren Ende einer Stange 194 angesetzter Kugelzapfen 195 angeordnet.
Damit kein Schmutz von den Front-, den Rück- oder den Längsseiten der Unterlage, z. B. gebildet durch die Schicht 189, zu den Einrichtungen gelangen kann, wird diese Schicht an den Front-, Rück- und den Längsseiten hochgezogen und am nicht dargestellten Fahrzeugrahmen befestigt.
Die Fig. 23 zeigt die schaubildliche Darstellung eines einfachen Traktionsfahrzeuges 196, das sich zur Fortbewegung in einem Gelände mit weichem Boden eignet. Dieses Fahrzeug weist drei Gruppen 197, 198, 199 von einer Anzahl in der Längsrichtung des Fahrzeuges angeordneten Einrichtungen gemäss den Fig. 9 und 10 auf, wobei von diesen Einrichtungen nur die nach unten ragenden Stangen 61 sichtbar sind. Jede dieser Gruppen umfasst vorzugsweise 25 Einrichtungen, so dass die Grundfläche 200 des Fahrzeuges wenigstens drei Wellenberge bzw. Wellentäler aufweist. Je grösser die Anzahl der Wellenberge bzw. Wellentäler ist, desto stabiler und ruhiger verhält sich das Fahrzeug während seiner Fortbewegung.
In jeder Querreihe befinden sich nur je drei Einrichtungen. Die unteren Enden der Stangen 61 dieser drei Einrichtungen sind gelenkig mit einer Querleiste 201 verbunden.
Die beiden äusseren Stangen 61 sind zudem noch in der Quer- und Längsrichtung der Querleiste verschiebbar angeordnet Daher ist es möglich, dass der Hub je nach Stellung der Verbindungsstangen 70 der drei an der Querleiste 201 angelenkten Stangen 61 unterschiedlich sein kann. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 196 ebenfalls Richtungsänderungen vornehmen.
Unterhalb der Querleiste 201 ist eine Fussleiste 202 vorgesehen und zwischen diesen beiden Leisten ist eine elastische Schicht 203 eingeklemmt, welche verhindert, dass Schmutz zu den Einrichtungen gelangt.
Ein mit den oben beschriebenen Einrichtungen ausgerü- stetes Fahrzeug weist folgende Vorteile auf:
Bei dem oben beschriebenen Antriebsverfahren wird in jedem nächstfolgenden Zeitpunkt die Antriebskraft auf ein anderes Bodenstück ausgeübt, unabhängig da von, wie sich der Boden verhält und deshalb kann kein eigentliches Durchdrehen erfolgen.
Wenn zum Antrieb der retrograde Wellentyp verwendet wird, so kann auf sehr weichem, schlammigen Grund oder aber auch im Wasser eine zusätzliche Antriebskraft dadurch entstehen, dass das in die angehobenen Wellenteile hineingepresste Material durch die Wellenwanderung nach hinten gepresst wird und einen Rückstoss erzeugt.
Da die Wellenbewegungen in jeder beliebigen Richtung erzeugt werden können, ist dem Fahrzeug keine ausgeprägte Bewegungsrichtung zuzusprechen, d. h. es kann sich nach allen Richtungen bewegen.
Bei Verwendung einer elastischen Schicht als Unterlage kann durch zeitliches Abdichten der angehobenen Wellenteile und durch Erzeugen eines Unterdruckes ein Ansaugen auf dem Boden erreicht werden. Die Abdichtung kann beispielsweise durch Schaum oder Dichtungslippen erreicht werden.
The invention relates to a method and a drive device for moving a vehicle relative to a base, the vehicle resting on the base with at least part of its base area, which is divided into zones.
Most known vehicles are provided with wheels that are rotatably connected to a drive motor. The driving force is transmitted to the ground over a relatively small contact area, so that in unfavorable conditions, e.g. B. wet and soft soil, difficulties arise. Furthermore, vehicles with caterpillar drive are known which have two endless caterpillar belts. Such caterpillar vehicles have a much larger contact surface through which the driving force is transmitted to the ground. Often the tracks are too narrow on soft ground and the vehicles get stuck. Furthermore, the caterpillar vehicles have the disadvantage that changes in direction can only be carried out with great difficulty and with great effort.
It is the object of the invention to provide a method which improves the off-road mobility of a vehicle compared to the previously known vehicles and to create a drive device for a vehicle which allows the vehicle to be optimally moved even under unfavorable ground conditions.
The method according to the invention is characterized in that a multiplicity of zones of the base area arranged transversely to the direction of movement periodically move up and down at the same time and that the zones of the base area which are adjacent in the direction of movement are synchronized with the up and down movement and are shifted in time in the direction of movement. and are moved here, with which the base surface is given a wave movement with a pronounced wave front and by which wave movement the vehicle is moved.
The drive device according to the invention for moving a vehicle with respect to a base, with a base area divided into zones, which at least partially rests on the base, is characterized in that each of the zones has first means for moving the zones up and down with respect to the base and with second means Means for moving the zones back and forth in the direction of movement is connected, that a first control device for the first means for synchronizing the simultaneous up and down movement of the zones arranged in rows running across the direction of movement, that a second control device for the second means for the temporally phase-shifted back and forth movement of the adjacent zones in the direction of movement depending on the up and down movement mentioned,
and that a power source is provided for moving the zones.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, for example.
Show it
1 shows a very simplified diagrammatic representation of a vehicle with a drive according to the invention, viewed from below,
FIG. 2 shows the front right corner of the stylized vehicle according to FIG. 1 on a larger scale,
3 shows a graphic representation of the generation of a wave movement, the wave moving against the direction of travel of the vehicle,
4 shows a graphic representation of the generation of a wave movement, the wave moving in the direction of travel of the vehicle,
FIG. 5 shows a schematic representation of crank mechanisms for generating the wave movement according to FIG. 4,
6 shows a purely mechanical device for imparting the up and down movement and the to and fro movement to a zone, the support surface of the vehicle, which is subdivided into zones,
7 shows the side view of the device according to FIG.
7,
8 shows the schematic mode of operation of the device according to FIG. 7,
9 shows a second exemplary embodiment of a device for imparting the movement to one of the zones,
10 shows the side view of the device according to FIG. 9,
11 shows the schematic mode of operation of the device according to FIG. 9,
12 shows the schematic representation of a third exemplary embodiment of a device for imparting the movements to one of the zones,
13 shows the schematic mode of operation of the device according to FIG. 12,
14 shows the diagrammatic representation of a fourth exemplary embodiment of the device for imparting the movements to one of the zones,
15 shows a section through one of the three drive cylinders of the device according to FIG. 14,
Fig.
16 shows a block diagram of the electrical and hydraulic control device for a drive cylinder of the device according to FIG. 14,
17 shows the graphic representation of the mode of operation of the device according to FIG. 14,
18 to 22 different embodiments of the zones and their intermediate areas and
23 shows the diagrammatic representation of a simple traction vehicle which is equipped with the drive device according to the invention.
1 shows a very simplified diagrammatic representation of a vehicle 1, the upper part 2 of which is only represented by a cuboid, from below. The base 3 of the vehicle 1, which rests at least partially on the floor, not shown, is undulating. FIG. 2, in which only the front right corner area of the vehicle 1 is shown, shows that the undulating base area is divided into zones 4. This subdivision of the base 3 into the zones 4 makes it possible, in ways described in more detail below, to impart a wave movement to the base 3, whereby under certain conditions the vehicle 1 is given a movement indicated by the arrow 5 in FIG. 1.
The direction of movement is directed perpendicular to the wave front, the term wave front being understood to mean all immediately adjacent zones 4 which are at the same height.
An intermediate space can also be provided between the individual adjacent zones 4, so that it is possible to move the individual zones 4 up and down with respect to the base and to move them back and forth in the direction of the direction of movement in order to maintain the wave movement.
In Fig. 3, the application of a wave motion to the base 3 of the vehicle 1 is shown graphically.
The line 6 represents the ground on which the vehicle is moving. The bold curve 7 shows the section of the base 3 parallel to the direction of movement. The individual circles 8 of the curve 7 represent the center of individual zones 4. These circles correspond to a point of an imaginary roller 9, shown in dash-dotted lines, which rolls along the line 6. Each of the circles 8 indicating the center of individual zones 4 performs a circular movement along a circle, which is indicated by the rollers 9, during each wave movement.
It can be seen from FIG. 3 that the distances between those circles 8 which are located in the vicinity of the line 6 are smaller than the distances between the circles 8 which are further away from the line 6. In line a of FIG. 3, curve 7 is shown at a specific point in time, and curve 7 'is shown at a later point in time in line b. In the meantime, i. H. between these two points in time of the two representations, the point of contact 8 ″, which is identical to one of the circles 8, has moved to the left by the distance indicated by the arrow 10, the vehicle moving in the opposite direction indicated by the arrow 11 .
In FIG. 3, a so-called retrograde wave is shown, which wave propagates against the direction of movement, the raised surface parts being stretched between the individual zones and the lowered surface parts being contracted between the zones.
4 shows the graphic representation of a direct wave, which is indicated by the curves 12 and 12 '.
The individual circles 13 along the curve 12 represent the center points of the zones 4 listed above. These direct waves travel in the same direction as the direction of travel of the vehicle, which latter direction is indicated by the arrow 14. During the time that elapsed between the point in time to which the wave shown in line a of FIG. 4 corresponds and the point in time that was shown in line b of FIG. 4, the point of contact 15 moved around the point indicated by the arrow 16 indicated route to the right. In the case of the direct wave, the distances between adjacent circles 13 and 13 'raised from the line 17 corresponding to the bottom are smaller than the distances between adjacent circles 13 and 13' located closer to the line 17.
The waves shown in FIGS. 3 and 4 reproduce the theoretical shape of the same, with each point of the curves 7 and 12 being moved along a circular path which is defined by the imaginary rollers 9 and 18, respectively. The decisive difference between the retrograde wave shown in FIG. 3 and the direct wave shown in FIG. 4 is that in the retrograde wave the circles 8 move clockwise along the circular path and with the direct wave the circles 13 move counterclockwise move along the circular path.
If the base area 3 of the vehicle 1 is given one of the wave movements shown in FIGS. 3 and 4, this vehicle is moved in the direction of the arrow 5 in relation to the base or the ground. Practice shows that it is not necessary to move each of the points of the base 3 according to the law in accordance with the waves shown in FIGS. 3 and 4, but it is sufficient if, for example, per wavelength, i.e. H. from contact point 8 "or 15 to the next contact point, eight zones 4 can be moved in accordance with the law.
5 shows a gear block with eight vertically arranged rods 19 to 26, which can be moved up and down and to and fro, in a schematic representation. At the lower ends of the rods 19 to 26 is a pivotable, plat.
ten-shaped foot 27 arranged by which feet the above-mentioned zones 4 are embodied. Each upper end of the rods 19 to 26 is articulated to one crank arm 28 each. Each crank arm 28 is connected non-rotatably to a shaft 30 extending through a vertically arranged support plate 29. At the from the in Fig.
5 end of the shafts 30, which are not visible on the back of the support plate 29 and which are connected to the rods 19, 21, 23 and 25 via the crank arms 28, each have a toothed wheel 31 attached. At the ends protruding from the visible side of the support plate 29, d. H. between the crank arms 28, which are connected to the rods 20, 22, 24 and 26, and the support plate 29, toothed wheels 32 are attached in a rotationally fixed manner.
To keep the rods 19 to 26 in a vertical position permanently, each rod is passed through a slide bearing 34 which is rotatably connected to a further crank arm 33. Each further crank arm 33 is connected in a rotationally fixed manner to one shaft 35 penetrating the support plate 29. On each of the ends of the shafts 35 assigned to the rods 19, 21, 23 and 25, which protrude from the rear side of the support plate 29, which is not visible, a gearwheel 36 is placed, which is used to move the further crank arm 33 with the corresponding crank arm 28 via an intermediate gear 37 is driven by the associated gear 31.
To drive the shafts 35, which are connected to the rods 20, 22, 24 and 26 via the further crank arms 33, a gear 38 is rotatably mounted between these crank arms and the support plate 29 on each shaft 35, which also has an intermediate gear 37 is engaged with the corresponding gear 32.
The rods 19 to 26 are all in a first plane, the gears 32 and 38 and the associated intermediate gears 37 are in a second plane and the gears 31 and 36 and the associated intermediate gears 37 are arranged in a third plane. This is so that the gears assigned to two adjacent rods can overlap without hindrance and do not protrude into the path of movement of the crank arms 28 and 33, respectively.
The crank arms 28 and 33, which are associated with the rod 19, extend from the shafts 30 and 35, respectively, in a direction inclined by 45 "with respect to the floor 38.
The crank arms 28 and 33 assigned to the following rods are each arranged rotated 45 "in the counterclockwise direction. If all gears 31 and 32 are now driven clockwise at the same speed via a gear (not shown), the center points of the feet 27 move at the Ends of the rods 19 to 26 along paths represented by circles 39. The centers of the feet 27 are connected by a solid curve 40.
This curve is very similar to curve 12 shown in FIG. H. with the gear block shown schematically in FIG. 5, a direct wave can be generated. The shaft represented by curve 40 migrates from left to right in FIG. 5 and the gear block also moves to the right relative to floor 17 '.
If the center points of the feet 27 have rotated by an angle a around the center point of the associated circle 39, the center points of the feet 27 are on the curve 41; after a further rotation by the angle p, the center points of the feet 27 are on the curve 42 and after a further rotation through the angle y, the center points of the feet 27 are arranged along the curve 43. During the above-described rotation by the sum of the angles a, ss and y, the points of the curves furthest away from the floor 17 'and the points of contact of the curves with the floor 17' have moved to the right by the distance between two adjacent shafts 35.
To form a base area 3 subdivided into zones 4 for the vehicle according to FIG. 1, several transmission blocks according to FIG. 5 are arranged one behind the other in the direction of shafts 30 and 35, so that these shafts are aligned with one another. A number of such structures are arranged one behind the other in the direction of movement, care being taken that all distances between the shafts 30 and 35 are the same. The feet 27 of such an arrangement then form the above-mentioned zones 4 of the base 3.
A vehicle provided with the arrangement described above can, depending on the direction of rotation of the gears 31 and 32, move forward or backward and, depending on the speed of these gears, quickly or slowly. However, it is not easy to change direction unless the drive for the drive blocks to the left of the longitudinal axis of the vehicle and the drive blocks to the right of this longitudinal axis are independent of one another, so that by turning one half of the gears faster than the other Half a change of direction is forced. The thrust force acting on the vehicle can preferably be changed by lengthening or shortening the crank arms 28 and / or 33.
With reference to FIGS. 6-8, a device for lawfully moving a foot 44 representing one of the zones 4 is described below. FIG. 6 shows the side view and FIG. 7 shows the front view of this device. A downwardly extending carrier 46 is rigidly attached to a base plate 45, which is only partially shown. At the lower end of this carrier 46, an attachment 47 with a bore for mounting a shaft 48 is arranged.
A drive wheel 49, which can be a toothed wheel or toothed belt wheel, is placed on one end of the shaft 48. The drive wheel 49 is driven by means not shown. A crank arm 50 is attached to the other end of the shaft 48. At the free end of the same, a rod 51 is articulated, at the lower end of which the foot 44 is arranged.
Above the articulated connection of the rod to the crank arm 50, the rod 51 is guided in a slide bearing 52 and the upper end of the rod 51 extends through a slot 53 in the base plate 45. The upper end region of the carrier 46 is hollow, this cavity 54 for example has a round cross-section. In this cavity, a block 55 is arranged, which is displaceable in the longitudinal direction of the carrier 46 via a connecting rod 56, which is only partially shown. A slot 57 is provided in the carrier 46 through which an angled arm 58 fastened to the block 55 extends. The sliding bearing is connected to the outer end of the arm 58 so as to be pivotable about an axis directed perpendicular to the rod 51.
In Fig. 7, dash-dotted lines indicate how further such devices can be attached starting from the drive wheel 49 in the direction of the shaft 48, the crank arm 50 then forming a crankshaft together with further crank arms 50 ', which also drives the further rods 51'. This crankshaft then preferably extends over the entire width of the vehicle.
8 shows the mode of operation of the device according to FIGS. 6 and 7 in a graphical representation in which only the most essential parts of this device are shown in a simplified manner and, although only drawn schematically, are provided with the same reference numerals. Nine devices arranged one behind the other in the direction of movement of the vehicle are drawn. The feet 44 of the first and ninth devices, seen from the left, are supported on the floor 17 "because the associated crank arms 50 are directed vertically downwards. When the shafts 48 with the If you turn the same speed clockwise, the feet 44 execute a wave movement which runs according to the arrow 59. The vehicle is moved in the same direction.
By changing the distance between the slide bearings 52 and the associated shafts 48, the ratio between the increase in the distances between adjacent feet 44 and the decrease in these distances and thus the thrust force acting on the vehicle can be changed. The distance between the slide bearings 52 and the associated shafts 48 can be increased or decreased by means not shown and via the connecting rods 56. If this distance is increased, then the feet 44 are deflected less far from their central position in the direction of movement to the front or to the rear.
If, for example, as indicated in FIG. 7, arranged in rows transversely to the direction of movement, the distances between the slide bearings 52 and the associated shafts 48, viewed from left to right of the vehicle, are made smaller and smaller, then on the right side of the Vehicle has a smaller thrust than on the left side of the vehicle. This causes the vehicle to change its direction of travel to the right.
A vehicle that is equipped with the device according to FIGS. 6 and 7 has the advantage over a vehicle that is equipped with drive blocks according to FIG. 5 that it can be controlled by simply controlling the distance between the slide bearings 52 and the associated shafts 48 can change its direction of movement.
9 and 10 show a further exemplary embodiment of a device for imparting a lawful movement to a foot 60 corresponding to the above-mentioned zones 4 in side and front views.
The foot 60 is arranged at the lower end of a rod 61 and the rod 61 extends through a slide bearing 62 to the outer end of a first crank arm 63 to which the rod 61 is articulated. The crank arm 63 is non-rotatably connected to a shaft 64, on the other end of which a second crank arm 65 is placed. The shaft 64 is mounted in the central area of a carrier 67 extending downward from a base plate 66. The lower part of the carrier 67 has a longitudinal slot 68 in which a block 69 is slidably mounted. The slide bearing 62 is rotatably connected to the block 69 about an axis directed perpendicularly to the rod 61.
To move the block 69 and thus the slide bearing 62 in the longitudinal direction of the slot 68, the block 69 is connected to control means (not shown) arranged above the base plate via a connecting rod 70 which extends through an opening 71 in the base plate 66. The connecting rod 70 is arranged so that it does not protrude into the range of motion of the crank arms 63 and 65.
The drive of the crank arms 63 and 65 takes place via hydraulic drive cylinders 72 and 73, one end of which is articulated to the base plate 66 and the other end of which is connected to the corresponding crank arms. The control means which are necessary for supplying the pressure medium for the drive cylinders 72 and 73 are not shown.
The crank arms 63 and 65 can form a crankshaft with other crank arms, similar to what is indicated by dashed lines in FIG. 7, so that all devices arranged in the same transverse direction are driven jointly by the two drive cylinders 72 and 73.
11 shows the mode of operation of ten devices according to FIGS. 9 and 10, arranged one behind the other in the direction of movement, in a schematic representation.
The essential difference between the device according to FIGS. 9 and 10 and the device according to FIGS.
6 and 7 is that the sliding bearing 62 is arranged between the foot 60 and the connection point between the rod 61 and the crank arm 63. This ensures that the feet 60 are given a retrograde wave movement instead of a direct wave movement. If the crank arm is driven counterclockwise, the wave movement runs to the left according to arrow 74 and the vehicle is moved to the right according to arrow 75.
By moving the blocks 69 with the help of the connecting rods 70, the ratio between the enlargement and reduction of the distances between adjacent feet 60 can be changed, which also enables a change in direction of the vehicle, which is equipped with devices according to FIGS. 9 and 10 becomes.
A further exemplary embodiment of a device for imparting regular movements to a foot 76 is shown schematically in FIG. This device comprises a first hydraulic drive cylinder 77, on whose piston rod 78 the foot 76 is arranged, and a second hydraulic drive cylinder 79 whose piston rod 80 is articulated to the first drive cylinder 77. The first drive cylinder 77 is supported on a base plate 81 and the second drive cylinder 79 is connected in an articulated manner to a strut 82 extending downward from the base plate 81. With the aid of the first drive cylinder 77, the foot 76 is raised and lowered and with the aid of the second drive cylinder 79, the foot 76 is moved back and forth.
Both drive cylinders 77 and 79 are double-acting drive cylinders; H. the pressure medium can be supplied or discharged on both sides of the piston 83 or 84.
The pressure medium is not presented to the facility by one.
The pressure source provided, which can be a pump, is fed via a supply line 85 to a first magnetically actuated two-way valve 86 and passes from this via a line 87 into the upper working chamber 88 of the drive cylinder 77.Because the line 87 'is closed by a second magnetically actuated two-way valve 89 is, the pressure medium can only get into the working space 88, whereby the piston 83 and thus the foot 76 is lowered. The pressure medium displaced in the lower working chamber 90 of the first drive cylinder 77 reaches the right working chamber 95 of the second drive cylinder 79 via a line 91, the second two-way valve 89, a line 92, a magnetically operated shuttle valve 93 and a line 94, so that the piston 84 moved to the left.
The pressure medium located in the left working chamber 96 of the drive cylinder 79 passes via a line 97, the shuttle valve 93 and a discharge line 98 into an equalization vessel (not shown). The diameter of the piston 84 of the second drive cylinder 79 is preferably T2 times as large as the diameter of the piston 83 of the first drive cylinder 77. For this reason, the path that the piston 84 covers is twice smaller than the path that the piston 83 covers. On the piston rod 78 a nose 99 is net angeord which cooperates with switches 101, 102 and 103 attached to an extension 100 of the drive cylinder 77.
The switches 101 and 103 are so-called limit switches, which are arranged in the control circuit 104 of the magnetically actuated two-way valves 86 and 89, shown only by dash-dotted lines. Every time the piston 83 reaches its upper or lower position, the nose 99 actuates the limit switch
101 or 103 and the two-way valves 86 and 89 change to the position shown in dashed lines.
If now, as stated above, the pressure medium is fed to the working chamber 88 of the working cylinder 77, the piston 83 moves downwards and the piston 84 of the
Drive cylinder 79 to the left. When the piston 83 has covered half the stroke, the nose 100 hits the switch 102. This is arranged in the control circuit 105, indicated by dash-dotted lines, of the magnetically actuated changeover valve 93. The impact of the nose 100 on the
Switch 102 therefore has the effect that the shuttle valve 93 is brought into the position indicated by dashed lines. This has the consequence that the piston 84 no longer moves to the left, but to the right.
When the piston 83 has reached its lowest position, the piston 84 is again in the position shown in FIG. 12 and the nose 99 actuates the limit switch 103, which causes the pressure medium from the supply line 85 via the two-way valve 86, the is now in the position indicated by dashed lines, and the line 91 'is fed to the lower working chamber 90 of the drive cylinder 77. The piston 83 therefore moves upwards from now on and the pressure medium displaced in the upper working chamber 88 of the drive cylinder 77 reaches the line 87, the two-way valve 89, which is now in the position indicated by dashed lines, the line 92, the shuttle valve 93, which is also in the position indicated by dashed lines, and the line 97 into the working space 96 of the drive cylinder 79.
The piston 84 therefore moves further to the right and when the piston 83 has again covered half of its stroke, the lug 99 actuates the switch 102 again, which causes the shuttle valve 93 to return to the position shown in FIG. whereupon the piston 84 moves to the left again.
Two limit switches 107 and 108 are attached to an extension 106 of the drive cylinder 79 and work together with a nose 109 on the piston rod 80. The two limit switches 107 and 108 are arranged in the control circuit 105 of the shuttle valve 93. Normally the limit switches 107 and 108 do not function because the change in direction of the movement of the piston 84 is carried out by the switch 102. The limit switches 107 and 108 are only provided for the sake of safety and only come into operation when the synchronism of the movement between the two pistons 83 and 84 is no longer guaranteed.
FIG. 13 graphically shows the operation of the device shown in FIG. The lines drawn in FIG. 13 are a simplified representation of the drive cylinders 77, the circles 110 representing the articulated connection between the drive cylinders 77 and the base plate 81 and the circles 111 representing the articulated connection between the piston rods 80 and the drive cylinders 77.
The arrangement of the feet 76, which is represented by the curve 112, performs a wave movement. When the drive cylinders 77 and 79 are actuated in the manner described above, the shaft will propagate in the direction indicated by the arrow 113 and the vehicle will also continue to move in this direction.
In order to maintain the synchronism between the movements of the pistons 83 and 84, even with z. For example, to force irregular stress caused by stones, a synchronization switch 114 is preferably arranged between the two limit switches 107 and 108. This acts on the shuttle valve 93 in such a way that it is brought into a central position in which the two lines 94 and 97 are closed, so that the piston 84 stands still until the piston 83 reaches one of its end positions and the nose 99 one of the limit switches 101 or 103 actuated. The limit switches 101 and 102 act on the shuttle valve 93 via electronic means (not shown), but only when this is in the middle position and ensure that the shuttle valve 93 moves from the middle position to the other end position.
While the shuttle valve 93 is in the middle position, the pressure medium displaced in one of the working spaces 88 or 90 reaches the discharge line 98 via a check valve 115.
A preferred embodiment of a device for imparting regular movements to a foot 116, which corresponds to one of the zones 4 mentioned above, is described below with reference to FIGS. 14 to 16. The foot 116 is connected via three working cylinders 117, 118 and 119 to a base plate 120 which is only indicated by a triangle drawn with dashed lines for the sake of clarity. Such a drive cylinder is shown schematically in FIG. Each drive cylinder comprises a cylinder jacket 121, a piston 122, a piston rod 123 and a signal transmitter 124. An electrical resistor 125 with a sliding sliding contact 126, which is mechanically connected to the piston rod 123 via an actuating lever 127, is arranged in the signal transmitter.
The two ends of the resistor 125 are electrically connected to connection conductors 128 and 129 and the sliding contact 126 is electrically connected to a connection conductor 130. Two limit switches 132 and 133 which can be actuated by a lug 131 arranged on the actuating lever 127 are also provided. At one end of the cylinder jacket 121 and at the free end of the piston rod 123 there is a ball stud
134 or 135, with the aid of which the drive cylinder can be articulated on the one hand to the base plate 120 and on the other hand to the foot 116. The drive cylinders are doubly effective and for this purpose both working spaces 136 and 137 are each connected to a line 138 or
139 connected for supplying or removing a pressure medium.
16 shows the electrical block diagram and the hydraulic control means for one of the drive cylinders, e.g. B.
the drive cylinder 117. The elements shown in the dot-dashed block are accommodated in a container 140 common to all three drive cylinders 117, 118 and 119, see FIG. 14. The connection conductor 129 of the resistor 125 is connected to ground and the other connection conductor 128 is a stabilized positive voltage is supplied. The sliding contact 126 is connected to the first input of a comparator 141 via the connecting conductor 130. A reference voltage is fed to the other input of the comparator 141 via a connection terminal 142. The comparator 141 has two outputs 143 and 144 which are each connected to an input of two power amplifiers 145 and 146, respectively. A signal appears at the output 143 of the comparator 141 when the reference voltage is more negative than the voltage tapped from the sliding contact 126.
A signal appears at output 144 if the reference voltage is more positive than the voltage tapped from sliding contact 126 and no signal appears at both outputs 143 and 144 if the reference voltage and the voltage tapped from sliding contact 126 are approximately the same. The outputs of the power amplifiers 145 and 146 are connected via lines 147 and 148 to windings 149 and 150 of a magnetically actuated shuttle valve 151. This valve can take three positions, i. H. a first position, as shown in FIG. 16, when the winding 149 is excited, a second, middle position, when none of the windings is excited, and a third position, not shown, when the winding 150 is excited.
The shuttle valve 151 is supplied with a pressure medium from a pump (not shown) via a supply line 152. The pressure medium reaches the lower working chamber 137 of the drive cylinder 117 via the shuttle valve 151 and the line 139 when, for example, as is the case in the illustration in FIG. 16, the winding 149 is displaced in the upper working chamber 136 Pressure medium arrives via the line 138, the shuttle valve 151 and a discharge line 153 into an equalization vessel (not shown). The piston rod 123 moves upwards because the reference voltage applied to the connection terminal 142 is more positive than the voltage tapped in the sliding contact 126.
With the movement of the piston rod, the tap 126 is also moved upwards, so that the voltage tapped by the sliding contact 126 also becomes more positive and if this tapped voltage is approximately the same as the reference voltage, no more signal is generated at the output 144 of the comparator 141 and the winding 149 is no longer excited, which has the effect that the shuttle valve 151 returns to its central position and thereby blocks the flow of pressure medium to the two working spaces 136 and 137.
If, for example, the reference signal fed to terminal 142 is more negative than the voltage tapped off by sliding contact 126, the comparator generates a signal at its output 143 which is amplified in output amplifier 145 and via line 147 excites winding 150 of the changeover valve so that it switches over and the pressure medium supplied via the supply line 152 is supplied to the upper working chamber 136 of the drive cylinder 117 via the line 138. This has the effect that the piston rod 123 moves downward. The pressure medium displaced in the lower working space 137 reaches the discharge line 153 via the line 139 and the shuttle valve 151.
At the same time, the sliding contact 126 is also led downwards and when the voltage tapped by it is again approximately the same as the reference voltage, the signal at the output 143 of the comparator 141 disappears and the winding 150 is no longer excited, causing the shuttle valve to move into its middle Position returns and prevents the flow of pressure medium.
The limit switches 132 and 133, which are each arranged at the end of the path of movement of the nose 131 attached to the actuating lever, do not normally function, but are only provided for the sake of safety.
If, for example, the piston rod 123 and thus the nose 131 is moved so far down as a result of a disturbance that the nose 131 hits the limit switch 133, a monostable multivibrator 154 is triggered and this gives a pulse of a certain length via a conductor 155 to a blocking input 156 of the power amplifier 145. This turns off the excitation of the winding 150.
At the same time, the pulse generated by the monostable multivibrator 154 arrives at the input of the power amplifier 146 via a diode 157, which causes the winding 149 to be excited and the pressure medium to be fed to the lower working chamber 137 of the drive cylinder 117 via the line 139. The piston rod 123 moves upwards so that the limit switch 133 is opened again. If the disturbance has meanwhile disappeared, the arrangement according to FIG. 16 operates normally again. However, if the fault is still present, the process described above is repeated. If the piston rod 123 moves too far upwards as a result of a disturbance, so that the nose 131 actuates the limit switch 132, another monostable multivibrator 158 generates a pulse of a certain duration and this pulse reaches a blocking input 160 of the power amplifier 146 via a conductor 159.
This has the effect that the winding 149 of the shuttle valve 151 is switched off.
At the same time, this pulse reaches the input of the power amplifier 145 via a diode 161, which excites the winding 150 of the shuttle valve 151 so that the pressure medium is fed to the upper working chamber 136 of the drive cylinder 117, so that the piston rod 123 moves downwards, whereby the limit switch 132 is opened.
As mentioned above, the reference voltage is applied to terminals 142 and 162 of the arrangement according to FIG.
16 created. The movement of the piston rod 123 is proportional to the applied reference voltage. If this reference voltage is, for example, half of the stabilized voltage applied to the connecting conductor 128 of the resistor 125, the piston 122 of the drive cylinder 117 is in the middle of its path of movement. If the reference voltage, which is a direct voltage, is superimposed with a sinusoidal alternating voltage, the piston 122 of the drive cylinder 117 is periodically moved up and down, the speed being greatest in the middle area and lowest in the end area of the movements. If a sawtooth-shaped alternating voltage is superimposed on the reference voltage, the piston 122 likewise moves up and down periodically, but this piston moves essentially uniformly between the reversal points.
With the arrangement according to FIG. 16, the movement of the piston rod 123 can be easily controlled with the aid of a reference voltage, with only one restriction, namely the frequency of the alternating voltage superimposed on the reference voltage may be one of the inertia of the mass of the piston 122, the piston rod 123 of the shuttle valve 150 and the pressure medium-dependent maximum value do not exceed. Since the input resistance of the comparator 152 is very high, practically no power is required to control the movement of the piston rod 123.
In the container 140 visible in FIG. 14, three arrangements are accommodated, shown in the block shown in phantom in FIG. 16. From this container 140 lead to each of the three drive cylinders 117, 118 and 119 two lines 138 and 139 for supplying and removing the pressure medium and one flexible electrical cable 163 for connecting the resistor 125, the sliding contact 126 and the two limit switches 132 and 133. The three feed lines 152 are connected via a branch piece (not shown) to a main feed line 164, via which the pressure medium is introduced into the container 140.
The three discharge lines 153 are also connected via a branch piece (not shown) to a main discharge line 165, via which the pressure medium is discharged from the container. An electrical cable 166 also protrudes from the container 140 via which the stabilized voltage for the resistors 125, the operating voltage for the comparator 141, the power amplifiers 145 and 146 and the monostable multivibrators 154 and 158 as well as the reference voltages for controlling the movements of the piston rods of the drive cylinders 117, 118 and 119 are fed.
With reference to FIG. 17, the operation of the device according to FIG. 14 is described in more detail below.
Fig. 17a shows the side view of this device in a very simplified representation. The ball studs 134 of the drive cylinders 117, 118 and 119 are connected in an articulated manner to the base plate 120 at points 167 and 168. The drive cylinder 117 is visible in its full length, while the two drive cylinders 118 and 119 lie in a plane which is perpendicular to the plane of the drawing, so that only the drive cylinder 118 is visible in a shortened form. The connection point 169 of the three ends of the drive cylinders, which ends are not connected to the base plate 120, corresponds to the foot 116.
If the connection terminal 142 of the arrangement according to FIG. 16 with the drive cylinder 117 is supplied with a reference voltage according to the curve 170 according to FIG. 1 7b and the connection terminals 142 of the arrangements with the drive cylinders 118 and 119 are each supplied with a reference voltage according to the curve 171, then the connection point 169 or
the foot 116 clockwise along an approximately circular path 172. If the phase shift Q, between the two sinusoidal curves 170 and 171 is 36, for example. The time which is shown in Fig.
17a, corresponds to the time t 1, which is indicated in FIG. 17b.
If the phase shift 4) is zero, the connection point 169 or the foot 116 moves up and down only along a straight line perpendicular to the base plate 120, with the result that no thrust force is exerted on the vehicle. If the phase shift is d) -36, d. That is, when the curve 171 precedes the curve 170, the connection point 169 or the foot 116 is moved counterclockwise along the approximately circular path 172. This causes the force acting on the vehicle to act in the opposite direction. The diameter of the closed path 172 can be changed by changing the amplitude of the alternating voltage superimposed on the reference voltage.
17c shows a snapshot of a number of connection points 169 arranged one behind the other in the direction of movement, which result in a waveform which can be changed almost at will by changing the above-mentioned phase shift 4) and the amplitude of the alternating voltage superimposed on the reference voltage, and therefore the operational Requirements can be customized.
A vehicle that is equipped with a large number of devices according to FIG. 14 can, for example, be turned on the spot about an axis running vertically through its center if the devices arranged in the central area of the base area of the vehicle have reference voltages without phase shifts The reference voltages with increasing phase shifts in the positive direction are supplied from the center to the outside of the devices and the reference voltages with increasing phase shifts in the negative direction are supplied to the devices arranged outwards from the center to the other side.
Various exemplary embodiments of devices for imparting legal movements to feet, which correspond to the zones 4 mentioned at the outset, are described above. With reference to FIG.
18-22 some embodiments of such feet are described.
FIG. 18 shows an arrangement of several feet 173, of which a single one is shown in section in FIG. 19. Each foot comprises a cover plate 174 and a sole plate 175 which are fastened to one another by means of screws 176. Two lugs 177, only one of which is visible in FIG. 19, project upward from the cover plate 174. A bore through which a bolt 178 extends is provided in the two lugs 177. This bolt also extends through the lower end of a rod 179, which end protrudes between the lugs 177. The rod 179 can be one of the rods of the devices according to FIGS. 5, 6, 9 or 12.
Instead of the shoulders 177, recesses (not shown) for receiving the three ball pins 135 of the piston rods 123 of the device according to FIG. 14 can be provided in the cover plate 174.
Between the cover plate 174 and the sole plate 175 there is a resistant, elastic layer 180, e.g. B. made of neoprene or rubber, pinched. This layer 180 primarily prevents dirt from between the feet 173 from getting up to the drive devices of the feet.
Another embodiment of feet 181 is shown in FIG. These each have a plate 183 articulated to the rod 182. An H-shaped intermediate member 184, viewed in cross section, is arranged between two adjacent plates 183, the edge of the plates 183 protruding more or less deeply between the legs 185 and 186 of the intermediate members 184.
So that the intermediate links remain in the middle between two adjacent feet, even if the distance between these feet changes, are between the webs
187 between the legs 185 and 186 and the opposite end faces of the plates 183 spring elements 188 arranged. The intermediate members 184, which partially rest on the floor, are preferably made of metal or a metal alloy.
A preferred embodiment of a base of the vehicle, which is provided with a plurality of the devices described above, is shown in FIGS. 21 and 22 in section. On the upper side of an elastic layer 189, e.g. B. a neoprene layer, plates 190 are pressed, each having a hemispherical recess 191. On each of these plates 191 a ring 192 with an opening 193 is placed, which together with the recess 191 form a not entirely spherical cavity. A ball pin 195 attached to the lower end of a rod 194 is arranged in this cavity.
So that no dirt from the front, the back or the long sides of the pad, z. B. formed by the layer 189, can reach the devices, this layer is pulled up on the front, rear and the longitudinal sides and attached to the vehicle frame, not shown.
23 shows the diagrammatic representation of a simple traction vehicle 196 which is suitable for locomotion in a terrain with soft ground. This vehicle has three groups 197, 198, 199 of a number of devices according to FIGS. 9 and 10 arranged in the longitudinal direction of the vehicle, of which only the downwardly projecting rods 61 are visible. Each of these groups preferably comprises 25 devices, so that the base area 200 of the vehicle has at least three wave peaks or wave troughs. The greater the number of wave crests or wave troughs, the more stable and calm the vehicle is during its movement.
There are only three facilities in each transverse row. The lower ends of the rods 61 of these three devices are hinged to a cross bar 201.
The two outer rods 61 are also arranged displaceably in the transverse and longitudinal directions of the transverse bar. Therefore, it is possible that the stroke can be different depending on the position of the connecting rods 70 of the three rods 61 hinged to the transverse bar 201. In this way, the vehicle 196 can also make changes in direction.
A baseboard 202 is provided below the cross bar 201 and an elastic layer 203 is clamped between these two bars, which prevents dirt from reaching the devices.
A vehicle equipped with the devices described above has the following advantages:
In the drive method described above, the drive force is exerted on another piece of soil at each subsequent point in time, regardless of how the soil behaves and therefore no actual spinning can take place.
If the retrograde wave type is used for propulsion, then on very soft, muddy ground or in the water, an additional propulsive force can arise because the material pressed into the raised wave parts is pressed backwards by the wave migration and generates a recoil.
Since the wave movements can be generated in any direction, the vehicle cannot be assigned a pronounced direction of movement, i. H. it can move in all directions.
If an elastic layer is used as a base, suction on the floor can be achieved by sealing the raised shaft parts over time and by generating a negative pressure. The seal can be achieved, for example, by foam or sealing lips.