DE4219876A1 - Radfahrzeug, insbesondere forstmaschine - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Radfahrzeug, insbesondere
eine Forstmaschine mit einem zweigeteilten Rahmen, einem die
beiden Teile des Rahmens verbindenden, zur Lenkung des
Radfahrzeugs vorgesehenen Knickgelenk, mindestens drei,
jeweils durch einen Ölmotor angetriebenen Rädern und mit
mindestens zwei die Ölmotoren speisenden Ölpumpen, wobei für
den Antrieb der Ölpumpen eine Brennkraftmaschine vorgesehen
ist und die Ölpumpen mit einer Steuerung verbundene, den
Mengendurchsatz bestimmende Steuerventile aufweisen. Ein
bekanntes Problem mittels Knickgelenken gelenkter
Radfahrzeuge besteht darin, daß die einzelnen Räder bei der
Kurvenfahrt auf Kurvenbahnen mit stark unterschiedlichen
Kurvenradien bewegt werden. Bei der erwünschten,
vollständigen Bodenhaftung resultieren hieraus stark
unterschiedliche Umdrehungsgeschwindigkeiten der inneren und
äußeren Räder. Diese Unterschiede können in der Praxis
durchaus die Größenordnung eines Faktors 8 erreichen.
Ein Radfahrzeug der eingangs beschriebenen Art ist bekannt.
Bei ihm sind vier, achsweise zu Paaren zusammengefaßte Räder
vorgesehen. Jeder Achse ist eine Ölpumpe zugeordnet. Dabei
werden die beiden Ölmotoren der Räder einer Achse durch eine
gemeinsame, sich verzweigende Druckleitung mit Öl gespeißt.
Der Verzweigung kommt hierbei die Aufgabe eines Differentials
zu. Bei der Kurvenfahrt steigt der Drehwiderstand des inneren
Rades einer Achse an, während er bei dem äußeren abnimmt.
Dementsprechend verteilt sich das von der Ölpumpe geförderte
Öl im wesentlichen auf den Ölmotor des äußeren Rades.
Nachteilig stellt sich hierbei jedoch heraus, daß das innere
und das äußere Rad einer Achse bei der Kurvenfahrt nicht mit
dem gleichen Drehmoment beaufschlagt werden. Dies führt dazu,
daß insbesondere bei den inneren Rädern häufig ein
Durchdrehen zu beobachten ist. Ein solches Durchdrehen ist
bei einer Forstmaschine in aller Regel mit der Zerstörung des
betroffenen Waldbodens verbunden und äußerst unerwünscht. Der
Waldboden ist aber auch schon negativ betroffen, wenn es nur
zu einem geringen Schlupf des inneren Rades einer Achse bei
der Kurvenfahrt kommt. Dieser Schlupf ist durch die
ungünstige Drehmomentverteilung und die geringe
Widerstandsfähigkeit des Waldbodens jedoch nicht
auszuschließen. Zur Vermeidung des Durchdrehens einzelner
Räder sind bei dem bekannten Radfahrzeug mit der Steuerung
verbundene Drehzahlaufnehmer an den Rädern vorgesehen. Sobald
die Steuerung über die Drehzahlaufnehmer das Durchdrehen
eines Rades registriert, fährt sie den Mengendurchsatz der
der entsprechenden Achse zugeordneten Ölpumpe herunter.
Hierdurch sinkt das von dem Ölmotor des durchdrehenden Rades
ausgeübte Drehmoment ab, bis das Rad wieder greift. Als
nachteilig stellt sich jedoch heraus, daß auch das
gegenüberliegende Rad der betroffenen Achse mit vermindertem
Drehmoment angetrieben wird. Sobald bei dem bekannten
Radfahrzeug nur ein Rad durchdreht, fällt die gesamte Achse
für den Vortrieb des Radfahrzeugs aus. Abgesehen davon muß es
als grundsätzlich nachteilig angesehen werden, daß erst das
Durchdrehen eines Rades die entgegenwirkende Aktivität der
Steuerung auslöst.
Bei einem weiteren Radfahrzeug der eingangs beschriebenen Art
ist es bekannt, für jeweils zwei zu einer Achse
zusammengefaßte Räder eine Ölpumpe vorzusehen, wobei die die
Ölmotoren versorgende Ölleitung in einem Mengenteiler
verzweigt. Der Mengenteiler hat die Funktion eines
Sperrdifferentials und trägt Sorge, daß alle Räder des
Radfahrzeugs beständig angetrieben werden. Nachteilig ist
hierbei jedoch, daß die Räder einer Achse gleiche
Umdrehungsgeschwindigkeiten aufweisen. Für Kurvenfahrten ist
der Mengenteiler daher gänzlich ungeeignet. In der Regel ist
er aus diesem Grund zuschaltbar ausgebildet.
Bei einem Radfahrzeug der eingangs beschriebenen Art ist es
auch bekannt, für jeden Ölmotor eine separate Ölpumpe
vorzusehen. Dies erlaubt den Verzicht auf einen Mengenteiler,
der in nachteiliger Weise mit einer hohen Verlustleistung
verbunden ist. Bei dem bekannten Radfahrzeug werden die
Steuerventile der jeweils einer Achse zugeordneten Ölpumpen
synchron betätigt um gute Eigenschaften beim Geradeausfahren
zu erreichen. Bei der Kurvenfahrt reagieren die einzelnen
Ölpumpen in gewissem Umfang auf den unterschiedlichen
Rollwiderstand des inneren und des äußeren Rades einer Achse.
Beim Durchfahren enger Kurven vermögen sie jedoch nicht, die
unterschiedlichen Kurvenradien der inneren und äußeren Räder
auszugleichen. Der Einsatz eines solchen Radfahrzeugs auf
Waldboden ist grundsätzlich mit großen Beschädigungen
desselben verbunden.
Bei einem Radfahrzeug der eingangs beschriebenen Art ist es
bekannt, die einzelnen Räder höhenverstellbar auszubilden, um
einen Einsatz des Radfahrzeugs in Hanglagen zu ermöglichen.
Hierbei sind für die Räder Tragarme vorgesehen, die an dem
Rahmen des Radfahrzeugs schwenkbar gelagert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radfahrzeug der
eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, das insbesondere für
den Einsatz auf Waldboden geeignet ist. Hierbei soll auch bei
Kurvenfahrten einer möglichst weitgehenden Schonung des
Waldbodens, als auch einem maximalen Vortrieb des
Radfahrzeugs Rechnung getragen werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß an dem
Knickgelenk ein Winkelgeber vorgesehen ist und daß der
Winkelgeber mit der Steuerung verbunden ist, wobei die
Steuerung die Steuerventile in Abhängigkeit von dem Signal
des Winkelgebers derart betätigt, daß das Verhältnis der
Umdrehungsgeschwindigkeiten der einzelnen Räder und das
Verhältnis der zugehörigen Kurvenradien einander entsprechen.
Hiermit wird erstmals ein Radfahrzeug aufgezeigt, bei dem
nicht das auf bereits durchdrehende Räder einwirkende
Drehmoment zurückgenommen wird, sondern bei dem alle Räder
auch bei der Kurvenfahrt entsprechend ihren Bewegungsbahnen
ideal angetrieben werden. Die Umdrehungsgeschwindigkeiten der
einzelnen Räder sind automatisch so aufeinander abgestimmt,
daß praktisch kein und theoretisch nur ein gleichzeitiges
Durchdrehen aller Räder möglich ist. Hieraus resultiert
automatisch der maximal realisierbare Vortrieb für das
Radfahrzeug. Selbst beim Durchfahren enger Kurven auf
Waldboden kann dessen Beschädigung nahezu ausgeschlossen
werden. Die Belastung des Waldbodens ist durch alle Räder
gleich und gleich gering.
Die Räder können in zwei parallelen Spuren angeordnet sein
und jeweils gleichen Abstand zu dem Knickgelenk aufweisen,
wobei jeder Spur eine Ölpumpe zugeordnet ist. Sofern sie bzw.
die zugeordneten Achsen jeweils gleichen Abstand zu dem
Knickgelenk aufweisen, werden die inneren und die äußeren
Räder des Radfahrzeugs bei der Kurvenfahrt immer auf
Kurvenbahnen mit etwa gleichen Kurvenradien bewegt. Aus
diesem Grund ist das neue Radfahrzeug, falls es seine
Abmessungen erlauben, am einfachsten mit zwei getrennten
Ölkreisläufen, jeweils für die Räder einer Spur auszurüsten.
Jedem Ölmotor kann aber auch eine separate Ölpumpe zugeordnet
sein. Dies führt auch bei Radfahrzeugen, deren Knickgelenk
bezogen auf die Lage seiner Räder außermittig angeordnet ist,
zu dem angestrebten maximalen Vortrieb. Die
Umdrehungsgeschwindigkeiten der einzelnen Räder sind genau
auf die unterschiedlichen Bewegungsbahnen abgestimmt.
Zwischen der Ölpumpe einer Spur und den zugehörigen Ölmotoren
kann ein zuschaltbarer Mengenteiler vorgesehen sein. Der
zuschaltbare Mengenteiler wirkt hier als Sperrdifferential
zwischen den Rädern einer Spur. Er macht sich somit bei der
Kurvenfahrt in aller Regel nicht negativ bemerkbar. Die hohe
Verlustleistung des Mengenteilers läßt sein Zuschalten jedoch
nur unter Extrembedingungen sinnvoll erscheinen. Statt des
Mengenteilers können auch für alle Räder einer Spur separate
Pumpen vorgesehen sein, deren Steuerventile von der Steuerung
gleichsinnig betätigt werden. Hierzu reicht es, jeweils das
Steuerventil einer Pumpe je Spur direkt anzusteuern und die
anderen anzukoppeln.
An den Rädern können Drehzahlaufnehmer vorgesehen sein, wobei
die Drehzahlaufnehmer mit der Steuerung verbunden sind und
die Steuerung eine Regelschleife für die Betätigung der
Steuerventile aufweist, die das Signal des Winkelgebers
zusammen mit den Signalen der Drehzahlaufnehmer zur
Bestimmung der Regelgröße verwendet. Die Drehzahlaufnehmer
erlauben eine Erfolgskontrolle der durch die Steuerung
vorgenommenen Betätigung der Steuerventile bezüglich ihrer
Auswirkung auf die Umdrehungsgeschwindigkeiten der einzelnen
Räder. Der Einsatz einer echten Regelschleife eliminiert auf
unproblematische Weise unter anderem das Auftreten
unterschiedlicher Betriebsbedingungen bei den einzelnen
Ölmotoren.
Als Winkelgeber kann ein Wegaufnehmer an einem das
Knickgelenk betätigenden Hydraulikzylinder vorgesehen sein.
Es wäre natürlich auch denkbar, direkt an dem Knickgelenk ein
Drehpontiometer anzuordnen. Der Knickwinkel des Knickgelenks
selbst ist jedoch schwieriger mit Präzision wahrzunehmen als
die in direkter Beziehung zu ihm stehende Länge der das
Knickgelenk betätigenden Hydraulikzylinder. Denkbare wäre
natürlich auch eine separate Messung des Abstands zwischen
einem Punkt des vorderen Teils des Rahmens und einem Punkt
des hinteren Teils des Rahmens des Radfahrzeugs. Im
einfachsten Fall ist der Winkelgeber eine in dem Knickgelenk
gelagerte Scheibe, die mit ihrer als Steuerkurve
ausgebildeten Außenkante direkt auf die Steuerventile
einwirkt. Hierbei erfüllt die Steuerscheibe zugleich die
Aufgabe der Steuerung. Es versteht sich, daß bei dieser
Ausführungsform die Steuerscheibe mit dem einen Teil des
Rahmens des Radfahrzeugs verbunden ist, während die
Steuerventile an dem anderen Rahmen angeordnet sind. Außerdem
ist natürlich die Form der Steuerkurve genau auf die
geometrischen Abmessungen des Radfahrzeugs abzustimmen.
Die Drehzahlaufnehmer an den Rädern können
Induktionsaufnehmer sein. Induktionsaufnehmer haben sich zur
Drehzahlmessung in unterschiedlichsten Anwendungsgebieten
bewährt.
Es können acht Räder vorgesehen sein, wobei jeweils zwei in
einer Spur hintereinanderlaufende Räder funktionell
zusammengefaßt sind. Bei der Verwendung von acht statt vier
Rädern bei einem Radfahrzeug können der auf den Waldboden
ausgeübte Druck und die damit einhergehenden Verdichtungen
stark herabgesetzt werden. Um die Komplexität des Antriebs
hierbei nicht ausufern zu lassen, ist es sinnvoll, jeweils
zwei, in einer Spur hintereinander laufende Räder funktionell
zusammenzufassen. Die Zusammenfassung kann auch das Versorgen
zweier getrennter Ölmotoren mit einer Ölpumpe beschränkt
sein, es ist jedoch auch denkbar, für jeweils zwei
zusammengefaßte Räder nur einen, gemeinsamen Ölmotor
vorzusehen. Als günstig erweist sich in der Regel auch die
gemeinsame Lagerung der beiden Räder an einem Hilfsrahmen,
der um eine Achse gegenüber dem Rahmen des Radfahrzeugs
verschwenkbar ist. So ist es möglich, daß auch bei unebenen
Bodenoberflächen sämtliche Räder des Radfahrzeugs auf dem
Boden aufliegen und an seinem Vortrieb beteiligt sind.
An dem Radfahrzeug können auch zwei miteinander
synchronisierte Knickgelenke vorgesehen sein, wobei der
Rahmen entsprechend dreigeteilt ausgebildet ist und insgesamt
sechs Räder vorgesehen sind. Auf diese Weise ist die
Wendigkeit des Radfahrzeugs steigerbar. Völlige
Schlupffreiheit läßt sich auch hier dadurch erreichen, daß an
einem der Knickgelenke der Winkelgeber vorgesehen ist und die
Steuerung in Abhängigkeit von dem Signal des Winkelgebers die
Steuerventile derart betätigt, daß das Verhältnis der
Umdrehungsgeschwindigkeiten der einzelnen Räder und das
Verhältnis der dazugehörigen Kurvenradien einander
entsprechen. Die einfachste Version weist hier wie bei dem
Radfahrzeug mit nur einem Knickgelenk eine Ölpumpe je Spur
auf, bevorzugt ist aber eine Ausführung, bei der für jedes
der sechs Räder eine eigene Ölpumpe vorgesehen ist.
Die Räder können einzeln bzw. paarweise höhenverstellbar
ausgebildet sein. Die Höhenverstellbarkeit der einzelnen
Räder erlaubt nicht nur die Nutzung des Radfahrzeugs in
unebenem Gelände, wie beispielsweise Hanglagen, sondern
ermöglicht auch den gleichzeitigen Kontakt aller Räder zum
Boden. Hierdurch werden der von den einzelnen Rädern
ausgeübte Druck und auch die mit dem Vortrieb des
Radfahrzeugs verbundenen Kräfte minimiert.
Für die Räder können Tragarme vorgesehen sein, die an dem
Rahmen schwenkbar gelagert sind. Auf diese Weise ist eine
zuverlässige und robuste Höhenverstellbarkeit der Räder
realisiert. Die Erfindung wird im folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Es
zeigt
Fig. 1 ein Funktionsschaubild zu einer ersten
Ausführungsform des Radfahrzeugs,
Fig. 2 zwei Prinzipskizzen zu dem Radfahrzeug bei der
Kurvenfahrt,
Fig. 3 ein Funktionsschaubild zu einer zweiten
Ausführungsform des Radfahrzeugs und
Fig. 4 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform
des Radfahrzeugs.
Das in Fig. 1 wiedergegebene Radfahrzeug 1 weist einen
zweigeteilten Rahmen 2, 3 auf. Die beiden Teile 2, 3 des
Rahmens sind durch ein Knickgelenk 4 miteinander verbunden.
Das Knickgelenk 4 ermöglicht ein Verschwenken der beiden
Teile 2, 3 des Rahmens um eine vertikale, senkrecht zur
Zeichenebene verlaufende Schwenkachse. Hierdurch ist eine
Möglichkeit, das Radfahrzeug 1 zu lenken, realisiert.
Betätigt wird das Knickgelenk 4 durch zwei gegeneinander
geschaltete Hydraulikzylinder 5, 6. An beiden Teilen 2, 3 des
Rahmens sind jeweils zwei zu einer Achse 29 bzw. 30
zusammengefaßte Räder 7, 8 bzw. 9, 10 vorgesehen. Der Abstand
der Räder 7 bis 10 bzw. der Achsen 29 und 30 zu dem
Knickgelenk ist hier jeweils identisch. Jedes der Räder 7 bis
10 wird durch einen Ölmotor 11 bis 14 angetrieben. Die
Ölmotoren 11 bis 14 werden von zwei Ölpumpen 15, 16 gespeist.
Für den Antrieb der Ölpumpen ist eine Brennkraftmaschine 17
vorgesehen. Jede Ölpumpe 15, 16 ist den Rädern 7, 9 bzw. 8,
10 einer Spur zugeordnet. So ist die Ölpumpe 15 über
Zulaufleitungen 18 und Rücklaufleitungen 19 mit den Ölmotoren
11, 13 verbunden. Entsprechend besteht eine Vernetzung der
Ölpumpe 16 über Zulaufleitungen 20 und Rücklaufleitungen 21
mit den Ölmotoren 12, 14. Die Zulaufleitungen 18, 20 und die
Rücklaufleitungen 19, 21 verzweigen sich jeweils von der
Ölpumpe 15 bzw. 16 zu den entsprechenden Ölmotoren 7, 9 bzw.
8, 10. An den Verzweigungen der Zulaufleitungen 18, 20 sind
zuschaltbare Mengenteiler 22, 23 vorgesehen. Die Mengenteiler
22, 23 teilen im zugeschalteten Zustand den von den Ölpumpen
15, 16 kommenden Ölstrom in jeweils zwei mengenmäßig gleiche
Teile auf. Dies ist jedoch nur unter Inkaufnahme einer hohen
Verlustleistung zu erreichen. Bei nicht zugeschalteten
Mengenteilern 22, 23 sucht sich das von den Ölpumpen 15, 16
kommende Öl den Weg des geringeren Widerstands. Dies kann
dazu führen, daß bei schwierigen Traktionsverhältnissen eines
der Räder 7, 9 bzw. 8, 10 durchdreht, während das andere
stillsteht. Die Ölpumpen 15, 16 werden zwar gemeinsam durch
die Brennkraftmaschine 17 angetrieben, ihr Öldurchsatz läßt
sich jedoch jeweils unabhängig voneinander durch von einer
Steuerung 24 betätigte Steuerventile 25, 26 einstellen. Die
Steuerung 24 berücksichtigt bei der Betätigung der
Steuerventile 25, 26 verschiedene Größen, unter anderem die
Drehzahl der Brennkraftmaschine 17 und den Gegendruck in den
Zulaufleitungen 18, 20. Hier soll jedoch nur auf die Größe
eingegangen werden, die zu einer unterschiedlichen Betätigung
der Steuerventile 25 und 26 durch die Steuerung 24 führt. An
dem Knickgelenk 4 ist ein Winkelgeber 27 vorgesehen, der mit
der Steuerung 24 über eine Signalleitung 28 verbunden ist.
Die Steuerung 24 betätigt die Steuerventile 25, 26 in
Abhängigkeit von dem Signal des Winkelgebers 27 derart, daß
das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeiten der einzelnen
Räder 7 bis 10 und das Verhältnis der zugehörigen
Kurvenradien einander entsprechen. Die Steuerung
berücksichtigt das Signal des Winkelgebers 27 also nur
insofern, als daß es das Maß für die Krümmung einer
durchfahrenen Kurve ist. Der Zusammenhang zwischen den
Umdrehungsgeschwindigkeiten der einzelnen Räder 7 bis 10 und
den zugehörigen Kurvenradien soll im folgenden anhand von
Fig. 2 erläutert werden.
In Fig. 2a ist das Radfahrzeug 1 gemäß Fig. 1 durch die
Teile 2, 3 des Rahmens mit dem sie verbindenden Knickgelenk 4
und die zu den Achsen 29, 30 zusammengefaßten Räder 7, 8 bzw.
9, 10 angedeutet. Das Radfahrzeug 1 befindet sich hierbei auf
einer Kurvenfahrt, bei der das Knickgelenk 4 um einen Winkel
31 gegenüber seiner Normallage gemäß Fig. 1 betätigt ist.
Der Winkel 31 hat denselben Betrag wie ein Winkel 32, unter
dem sich die verlängerten Achsen 29, 30 in einem Punkt 33
schneiden. Um den Punkt 33 bewegen sich die jeweils einer
Spur zugeordneten Räder 7, 9 bzw. 8, 10 auf einer Kreisbahn 34
bzw. 35 mit einem Kurvenradius 36 bzw. 57. Dies ist auf
die Tatsache zurückzuführen, daß das Knickgelenk 4 bezogen
auf die Lage der Räder 7 bis 10 bzw. die Achse 29, 30 mittig
in dem Radfahrzeug angeordnet ist. Das Radfahrzeug 1 gemäß
Fig. 1 ist ein sogenannter "Spurgänger". Die hinteren Räder
bewegen sich jeweils in der Spur der vorderen Räder. Wenn
alle Räder des Radfahrzeugs 1 vollständige Bodenhaftung
aufweisen, muß das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeiten
der Räder der inneren Spur 7, 9 zu den Rädern der äußeren
Spur 8, 10 dem Verhältnis des Kurvenradius 36 der inneren
Kreisbahn 34 zu dem Kurvenradius 57 der äußeren Kreisbahn 35
genau entsprechen. Da das Verhältnis der Kurvenradien 36, 57
ausschließlich von dem Winkel 31 sowie den Abmessungen des
Radfahrzeugs abhängt, kann die Steuerung 24 gemäß Fig. 1
ausschließlich aufgrund des Signals des Winkelgebers 24 an
dem Knickgelenk 4 die Steuerventile 25, 26 an den Ölpumpen
15, 16 in der notwendigen Weise betätigen. Wenn sich die
Räder 8, 10 der äußeren Spur mit angemessen höherer bzw. die
Räder 7, 9 der inneren Spur mit angemessen niedrigerer
Geschwindigkeit fortbewegen, muß keine Verspannung des
Radfahrzeugs 1 kontinuierlich durch Schlupf der einzelnen
Räder 7 bis 10 ausgeglichen werden. Dementsprechend tritt
nicht die aus dem Stand der Technik bekannte Beschädigung des
Untergrunds, insbesondere bei Waldboden, auf. Bei Zuschaltung
der Mengenteiler 22, 23 gemäß Fig. 1 weist das Radfahrzeug 1
einen idealen Vierradantrieb auf. Das heißt, alle Räder
können, wenn überhaupt nur gleichzeitig durchdrehen. Im
Gegensatz zu der achsweisen Zuordnung einer Ölpumpe mit
Mengenteiler weist die spurweise Zuordnung nicht die
bekannten Nachteile bei der Kurvenfahrt auf. Sinn macht die
spurweise Anordnung der Ölpumpen 15, 16 natürlich nur in
Verbindung mit der Steuerung 24, da von ihr keinerlei
Differentialwirkung ausgeht. Die bekannten, hohen
Verlustleistungen zugeschalteter Mengenteiler sind
selbstverständlich auch bei dem neuen Radfahrzeug zu
beobachten. Daher kann es von Vorteil sein, auch bei mittig
angeordnetem Knickgelenk 4 für jedes der Räder 7 bis 10 eine
separate Ölpumpe vorzusehen. In diesem Fall kann die direkte
Betätigung der Steuerventile 25, 26 einer Ölpumpe 15, 16 je
Spur ausreichend sein, wenn die Steuerventile der weiteren
Ölpumpen beispielsweise über Steuerdruckleitungen angekoppelt
sind.
Fig. 2b zeigt eine Ausführungsform des Radfahrzeugs 1, bei
dem das Knickgelenk 4 außermittig angeordnet ist. Zur
Darstellung der hierbei auftretenden Effekte wurde eine
extrem exzentrische Lage für das Knickgelenk 4 gewählt. Es
ist sofort ersichtlich, daß der Punkt 33, in dem sich die
verlängerten Achsen 29 und 30 schneiden, zu den einzelnen
Rädern 7 bis 10 jeweils einen unterschiedlichen Abstand
aufweist. Dementsprechend treten auch unterschiedliche
Kreisbahnen 34, 34′, 35, 35′ mit unterschiedlichen
Kurvenradien 36, 36′, 57, 57′ auf. Um unter diesen
Bedingungen einen optimalen Vortrieb für das Radfahrzeug 1 zu
gewährleisten, muß jedem Rad 7 bis 10 eine separate Ölpumpe
25, 26 zugeordnet sein. Weiterhin muß die Steuerung 12 alle
Steuerventile 15, 16 der Ölpumpen 25, 26 einzeln, in
Abhängigkeit von den Kurvenradien 36, 36′, 57, 57′ betätigen.
Mit nur zwei Ölpumpen 25, 26 ist bei außermittiger Lage des
Knickgelenks 4, sofern der maximale Vortrieb angestrebt wird,
nicht auszukommen.
Die in Fig. 3 wiedergegebene weitere Ausführungsform des
Radfahrzeugs 1 weist ebenfalls den zweiteiligen Rahmen 2, 3
mit dem durch die Hydraulikzylinder 5, 6 betätigten
Knickgelenk 4 auf. Ebenso ist die Brennkraftmaschine 17 und
die Steuerung 24 vorgesehen. An der Brennkraftmaschine 17
sind jedoch neben den Ölpumpen 15, 16 zwei weitere Ölpumpen
15′, 16′ vorgesehen. Diese sind, wie bereits angedeutet,
notwendig, da hier das Knickgelenk 4 außermittig in dem
Radfahrzeug 1 angeordnet ist. Die Exzentrizität bleibt aber
hinter der gemäß Fig. 2b zurück. Die Ölpumpen 15′, 16′
verfügen analog zu den Ölpumpen 15, 16 über von der Steuerung
24 betätigte Steuerventile 25′, 26′. Durch die zusätzlichen
Ölpumpen 25′, 26′ kann auf die Verzweigung der
Zulaufleitungen 18, 20 und der Rücklaufleitungen 19, 21
verzichtet werden. Statt dessen sind weitere Zulaufleitungen
18′, 20′ und Rücklaufleitungen 19′, 21′ vorgesehen. Das
Radfahrzeug 2 gemäß Fig. 3 ist mit insgesamt acht Rädern 7
bis 10 und 7′ bis 10′ ausgestattet. Jeweils zwei in einer
Spur hintereinanderlaufende Räder 7 und 7′, 8 und 8′, 9 und
9′, 10 und 10′ sind funktionell zusammengefaßt. Sie sind
gemeinsam an einem gegenüber dem Rahmen 2, 3 des Radfahrzeugs
verschwenkbaren Hilfsrahmen 37 bis 40 gelagert. An den
Hilfsrahmen 37 bis 40 sind die Ölmotoren 11 bis 14
vorgesehen, von denen das anfallende Drehmoment mechanisch
auf die entsprechenden Räder 7 bis 10, 7′ bis 10′ übertragen
wird. Es wäre bei entsprechend größerem Aufwand genauso
möglich, für jedes Rad 7 bis 10, 7′ bis 10′ einen separaten
Ölmotor vorzusehen. Die gegenüber dem Rahmen 2, 3 des
Radfahrzeugs 1 verschwenkbaren Hilfsrahmen 37 bis 40 erlauben
eine Bodenauflage aller Räder 7 bis 10, 7′ bis 10′ auch bei
unebenem Gelände. Die Steuerung 24 betätigt die Steuerventile
25, 26, 25′, 26′ in Abhängigkeit von dem Signal des
Winkelgebers 27, das ihr über die Signalleitung 28 zugeführt
wird. Der Winkelgeber 27 ist hier als Wegaufnehmer an dem
Hydraulikzylinder 5 vorgesehen. An dem Hydraulikzylinder 5
wirkt sich ein Betätigen des Knickgelenks 4 stärker aus, als
in dessen direkter Nähe. So ist der Zustand des Knickgelenks
4 am Ort des Hydraulikzylinders 5 einfacher präzise zu
verfolgen. Zur Erfolgskontrolle der Betätigung der
Steuerventile 25, 26, 25′, 26′ durch die Steuerung 24 sind
Drehzahlaufnehmer 41 bis 44 vorgesehen. Die Drehzahlaufnehmer
41 bis 44 sind über Signalleitungen 45 bis 48 mit der
Steuerung 24 verbunden. Die Drehzahlaufnehmer 41 bis 44
registrieren die tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten
der Räder 7 bis 10, 7′ bis 10′ entweder direkt an den Rädern
oder bereits an der Ausgangswelle der entsprechenden
Ölmotoren 11 bis 14. In der Steuerung 24 ist eine
Regelschleife für die Betätigung der Steuerventile 25, 26,
25′, 26′ vorgesehen, bei der das Signal des Winkelgebers 27
zusammen mit den Signalen der Drehzahlaufnehmer 41 bis 44 zur
Ermittlung der Regelgröße Verwendung findet. Die Steuerung 24
berücksichtigt somit automatisch unterschiedliche
Betriebsverhältnisse bei den einzelnen Ölmotoren 11 bis 14,
die anderweitig zu Abweichungen von dem angestrebten idealen
Vierradantrieb führen würden. Die Ausführungsform des
Radfahrzeugs gemäß Fig. 3 weist bei nur mäßig erhöhter
Verlustleistung durch die zusätzlichen Ölpumpen 15′, 16′
einen permanent kontrollierten Antrieb aller Räder 7 bis 10,
7′ bis 10′ auf. Die Steuerung 24 erlaubt erstmals auch eine
Betätigung des Knickgelenks 4 beim stehenden Radfahrzeug 1,
ohne daß die Räder 7 bis 10 und 7′ bis 10′ in einen Freilauf
überführt werden müssen. Mit gezielt angetriebenen Rädern 7
bis 10, 7′ bis 10′ können sogar die Hydraulikzylinder 5, 6
bei der Betätigung des Knickgelenks 4 unterstützt werden.
In Fig. 4 ist das Radfahrzeug 1 in einer Ausführungsform
wiedergegeben, die weitgehend der Ausführungsform gemäß Fig.
1 entspricht. Zusätzlich weist das Radfahrzeug 1 Tragarme 49,
50 auf für die Räder 7 und 9. Auch für die hier nicht
erkennbaren Räder 8 und 10 sind Tragarme vorgesehen. Die
Tragarme 49, 50 sind an ihrem einen Ende schwenkbar an dem
Rahmen 2, 3 des Radfahrzeugs 1 gelagert und tragen an ihrem
anderen Ende die Räder 7, 9. Durch Betätigung von
Hydraulikzylindern 51, 52 wird die Verschwenkbarkeit der
Tragarme 49, 50 zu einer Höhenverstellung für die Räder 7, 9
genutzt. So kann sich das Radfahrzeug 1 auch in extremem
Gelände mit Kontakt aller Räder 7 bis 10 zum Boden
fortbewegen. Hierbei wird sowohl der auf den Untergrund
ausgeübte Druck als auch die auf diesen übertragene Kraft
ideal verteilt. Beschädigungen des überfahrenen Waldbodens
lassen sich hierdurch weiter reduzieren. Außerdem ermöglicht
die Höhenverstellbarkeit der Räder 7 bis 10 natürlich auch
eine verbesserte Einsatzmöglichkeit des Radfahrzeugs in
steilen Hanglagen. Das Radfahrzeug 1 in der Ausführungsform
gemäß Fig. 4 weist eine über einen Drehkranz 53 an dem
Rahmen 2, 3 gelagerte Kabine 54 auf. An der Kabine 54 ist ein
verstellbarer Arbeitsarm 55 mit einer Aufnahmevorrichtung 56
beispielsweise für einen Greifer gelagert.
Bezugszeichenliste
1 Radfahrzeug
2 Teil des Rahmens
3 Teil des Rahmens
4 Knickgelenk
5 Hydraulikzylinder
6 Hydraulikzylinder
7 Rad
8 Rad
9 Rad
10 Rad
11 Ölmotor
12 Ölmotor
13 Ölmotor
14 Ölmotor
15 Ölpumpe
16 Ölpumpe
17 Brennkraftmaschine
18 Zulaufleitung
19 Rücklaufleitung
20 Zulaufleitung
21 Rücklaufleitung
22 Mengenteiler
23 Mengenteiler
24 Steuerung
25 Steuerventil
26 Steuerventil
27 Winkelgeber
28 Signalleitung
29 Achse
30 Achse
31 Winkel
32 Winkel
33 Punkt
34 Kreisbahn
35 Kreisbahn
36 Kurvenradius
37 Hilfsrahmen
38 Hilfsrahmen
39 Hilfsrahmen
40 Hilfsrahmen
41 Drehzahlaufnehmer
42 Drehzahlaufnehmer
43 Drehzahlaufnahmer
44 Drehzahlaufnehmer
45 Signalleitung
46 Signalleitung
47 Signalleitung
48 Signalleitung
49 Tragarm
50 Tragarm
51 Hydraulikzylinder
52 Hydraulikzylinder
53 Drehkranz
54 Kabine
55 Arbeitsarm
56 Aufnahmevorrichtung
57 Kurvenradius
2 Teil des Rahmens
3 Teil des Rahmens
4 Knickgelenk
5 Hydraulikzylinder
6 Hydraulikzylinder
7 Rad
8 Rad
9 Rad
10 Rad
11 Ölmotor
12 Ölmotor
13 Ölmotor
14 Ölmotor
15 Ölpumpe
16 Ölpumpe
17 Brennkraftmaschine
18 Zulaufleitung
19 Rücklaufleitung
20 Zulaufleitung
21 Rücklaufleitung
22 Mengenteiler
23 Mengenteiler
24 Steuerung
25 Steuerventil
26 Steuerventil
27 Winkelgeber
28 Signalleitung
29 Achse
30 Achse
31 Winkel
32 Winkel
33 Punkt
34 Kreisbahn
35 Kreisbahn
36 Kurvenradius
37 Hilfsrahmen
38 Hilfsrahmen
39 Hilfsrahmen
40 Hilfsrahmen
41 Drehzahlaufnehmer
42 Drehzahlaufnehmer
43 Drehzahlaufnahmer
44 Drehzahlaufnehmer
45 Signalleitung
46 Signalleitung
47 Signalleitung
48 Signalleitung
49 Tragarm
50 Tragarm
51 Hydraulikzylinder
52 Hydraulikzylinder
53 Drehkranz
54 Kabine
55 Arbeitsarm
56 Aufnahmevorrichtung
57 Kurvenradius
Claims (10)
1. Radfahrzeug, insbesondere Forstmaschine mit einem
zweigeteilten Rahmen, einem die beiden Teile des Rahmens
verbindenden, zur Lenkung des Radfahrzeugs vorgesehenen
Knickgelenk, mindestens drei, jeweils durch einen Ölmotor
angetriebenen Rädern und mit mindestens zwei die Ölmotoren
speisenden Ölpumpen, wobei für den Antrieb der Ölpumpen eine
Brennkraftmaschine vorgesehen ist und die Ölpumpen mit einer
Steuerung verbundene, den Mengendurchsatz bestimmende
Steuerventile aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem
Knickgelenk (4) ein Winkelgeber (27) vorgesehen ist und daß
der Winkelgeber (27) mit der Steuerung (24) verbunden ist,
wobei die Steuerung (24) die Steuerventile (25, 26, 25′, 26′)
in Abhängigkeit von dem Signal des Winkelgebers (27) derart
betätigt, daß das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeiten
der einzelnen Räder (7 bis 10, 7′ bis 10′) und das Verhältnis
der zugehörigen Kurvenradien (36, 57) einander entsprechen.
2. Radfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Räder (7 bis 10) in zwei parallelen Spuren angeordnet
sind sowie jeweils gleichen Abstand zu dem Knickgelenk
aufweisen und daß in jeder Spur eine Ölpumpe (15, 16)
zugeordnet ist.
3. Radfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jedem Ölmotor (11 bis 14) eine Ölpumpe (15, 16, 15′, 16′)
zugeordnet ist.
4. Radfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Ölpumpe (15, 16) einer Spur und den zugehörigen
Ölmotoren (11, 12 bzw. 13, 14) ein zuschaltbarer Mengenteiler
(22, 23) vorgesehen ist.
5. Radfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß an den Rädern (7 bis 10, 7′ bis 10′)
Drehzahlaufnehmer (41 bis 44) vorgesehen sind, daß die
Drehzahlaufnehmer (41 bis 44) mit der Steuerung (24)
verbunden sind und daß die Steuerung (24) eine Regelschleife
für die Betätigung der Steuerventile (25, 26, 25′, 26′)
aufweist, bei der das Signal des Winkelgebers (27) zusammen
mit den Signalen der Drehzahlaufnehmer (41 bis 44) zur
Bestimmung der Regelgröße vorgesehen ist.
6. Radfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß als Winkelgeber (27) ein Wegaufnehmer an
einem das Knickgelenk (4) betätigenden Hydraulikzylinder (5,
6) vorgesehen ist.
7. Radfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehzahlaufnehmer (41 bis 44) an den
Rädern (7 bis 10, 7′ bis 10′) Induktionsaufnehmer sind.
8. Radfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß acht Räder (7 bis 10, 7′ bis 10′)
vorgesehen sind, wobei jeweils zwei in einer Spur
hintereinander laufende Räder funktionell zusammengefaßt
sind.
9. Radfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Räder einzeln bzw. paarweise
höhenverstellbar ausgebildet sind.
10. Radfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Räder (7 bis 10, 7′ bis 10′) Tragarme (49, 50)
vorgesehen sind, die an dem Rahmen (2, 3) schwenkbar gelagert
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4219876A DE4219876C2 (de) | 1991-06-18 | 1992-06-18 | Radfahrzeug, insbesondere Forstmaschine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9107488U DE9107488U1 (de) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | Radfahrzeug, insbesondere Forstmaschine |
DE4219876A DE4219876C2 (de) | 1991-06-18 | 1992-06-18 | Radfahrzeug, insbesondere Forstmaschine |
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DE4219876A1 true DE4219876A1 (de) | 1992-12-24 |
DE4219876C2 DE4219876C2 (de) | 1994-06-16 |
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DE4219876A Expired - Fee Related DE4219876C2 (de) | 1991-06-18 | 1992-06-18 | Radfahrzeug, insbesondere Forstmaschine |
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|
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