S43-0022P-WO PCT

Raupenantrieb für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einem solchen Raupenantrieb und Verfahren zum Fahren eines solchen Fahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft Raupenantriebe für Fahrzeuge, Fahrzeuge mit solchen Raupenantrieben sowie Verfahren zu Fahren solcher Fahrzeuge.

Konventionelle Fahrzeuge haben seit Jahrzehnten typischerweise luftgefüllte Reifen. Es gibt aber eine Reihe von Spezialfahrzeugen, die Raupen oder Ketten als Antrieb aufweisen. Diese Fahrzeuge sind jedoch häufig groß, schwer und teuer.

Bei den Fahrzeugen mit Luftreifen treten bekanntermaßen verschiedene Probleme auf, die bisher nicht haben behoben werden können, obwohl viel Zeit und Geld in die Weiterentwicklung neuer Reifenprofile, verbesserter Gummimischungen und dergleichen investiert wird. Ein konventionelles Straßenfahrzeug hat zum Beispiel Schlupfprobleme beim Anfahren, da die angetriebenen Reifen die Tendenz haben durchzudrehen. Das führt zu Abrieb der Reifen, zu Leistungsverlusten und zu einem erhöhten Verbrauch. Beim Bremsen sind die Reifen häufig auch nicht in der Lage die gewünschte Verzögerung zu erzeugen, was zu relativ langen Bremswegen führt. Bei schlechten

Straßenverhältnissen, wie Schnee, Schneematsch, Eis und Wasser, kommen die heutigen Reifen trotz aller Fortschritte schnell an ihre Grenzen. Bei Aquaplaning zum Beispiel haben die Reifen die Tendenz aufzuschwimmen, was zu gefährlichen Situationen führen kann. Außerdem können luftgefüllte Reifen platzen oder Luft verlieren. Dieses Problem wird erst seit neuestem mit sogenannten run-flat Reifen vermieden, die aber wiederum nicht besonders komfortabel abrollen.

Raupenfahrzeuge sind typischerweise sehr groß und schwer. Einige wenige Exemplare sind etwas kleiner. Es handelt sich jedoch in jedem Fall jeweils um Spezialfahrzeuge für Nischenanwendungen wie Pistenraupen und dergleichen. Kleine Raupenfahrzeuge sind zum Beispiel den Japanischen Patentanmeldungen mit den Publikationsnummern JP9175446 A und JP9175448 A zu entnehmen. Ein Endlosriemenantrieb für ein Fahrzeug ist der kanadischen Patentanmeldungen mit den Publikationsnummern CA2591755 zu entnehmen

Es stellt sich die Aufgabe einen Antrieb für Fahrzeuge bereit zu stellen, der die beschriebenen Nachteile beseitigt oder mindestens reduziert.

Insbesondere stellt sich auch die Aufgabe Fahrzeuge bereit zu stellen, die einen solchen verbesserten Antrieb aufweisen. Außerdem stellt sich die Aufgabe neuartige Fahrzeugtypen zu entwickeln und Verfahren zum Fahren solcher Fahrzeuge anzubieten.

Gemäß Erfindung wird ein Raupenantrieb für Fahrzeuge bereit gestellt, der mit mindestens zwei Reifen und einer flexiblen und geschlossenen um die zwei Reifen umlaufende Raupe ausgestattet ist. Diese Raupe ist mehrschichtig aufgebaut, wobei eine äußere Schicht als Lauffläche ausgelegt ist. Eine innere Schicht steht kraft- und/oder formschlüssig direkt mit einem Umfangsbereich der Reifen in Wechselwirkung. Es ist eine Zwischenschicht/Verbundschicht vorhanden, welche die innere Schicht und die äußere Schicht in Wirkverbindung setzt. Diese Zwischenschicht/Verbundschicht weist eine Mehrzahl von stegartigen Zugelementen auf, die sich zwischen der inneren Schicht und der äußeren Schicht erstrecken.

Im Folgenden sind einige Vorteile eines solchen neuartigen Raupenantriebs aufgezählt:

- Die Auflagefläche zum Untergrund ist deutlich größer als bei Luftreifen; - Antriebskräfte werden besser und nahezu schlupffrei auf den Untergrund übertragen;

- Beim Bremsen werden sehr hohe Verzögerungswerte erreicht;

- Der Seitenhalt ist größer als bei Luftreifen;

- Die Tendenz zur Zerstörung einer Asphaltoberfläche und zur Spurrillenbildung ist reduziert;

- Bei schwierigen Verhältnissen sind ein ausreichender Vortrieb und gute Bremseigenschaften sichergestellt;

- Ein Fahrzeug mit neuartigem Raupenantrieb ist geländegängig.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Beschreibung, den Figuren und den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

In den Zeichnungen sind verschiedene Aspekte der Erfindung schematisch dargestellt, wobei die Zeichnungen zeigen :

Fig. 1 : eine Vorderansicht, die einen konventionellen Luftreifen zeigt; Fig. 2A: eine Vorderansicht, die Details eines ersten erfindungsgemässen

Raupenantriebs bei langsamer Fahrt zeigt;

Fig. 2B: eine Vorderansicht, die Details des ersten erfindungsgemässen Raupenantriebs bei schneller Fahrt zeigt;

Fig. 2C: eine Draufsicht, die Details des ersten erfindungsgemässen

Raupenantriebs zeigt; Fig. 2D: eine Seitenansicht, die Details des ersten erfindungsgemässen

Raupenantriebs zeigt; Fig. 3 : eine Draufsicht, die Details eines zweiten erfindungsgemässen

Raupenantriebs zeigt; Fig. 4: eine Seitenansicht, die Details eines dritten erfindungsgemässen

Raupenantriebs zeigt;

Fig. 5: eine Seitenansicht, die Details mehrerer erfindungsgemässer Raupenantriebe zeigt;

Fig. 5A: eine Seitenansicht mit Details eines erfindungsgemässen

Raupenantriebs; Fig. 5B: eine Seitenansicht mit Details eines erfindungsgemässen

Raupenantriebs; Fig. 5C: eine Seitenansicht mit Details eines erfindungsgemässen

Raupenantriebs; Fig. 6A: eine Draufsicht, die den Schritt des Zusammenführens oder

Zusammensetzens eines Raupenantriebs zeigt; Fig. 6B: eine Seitenansicht des Raupenantriebs von Fig. 6A nach dem

Zusammenführen oder Zusammensetzen;

Fig. 7: eine Seitenansicht eines weiteren des Raupenantriebs der Erfindung; Fig. 8: eine Seitenansicht eines weiteren des Raupenantriebs der Erfindung; Fig. 9: eine Seitenansicht, die Details eines erfindungsgemässen Raupenrades oder Vorderrades zeigt;

Fig. 10A: eine Seitenansicht eines weiteren Raupenantriebs der Erfindung in einem ersten Betriebszustand; Fig. 1OB: eine Seitenansicht des Raupenantriebs nach Fig. 10A der Erfindung in einem zweiten Betriebszustand; Fig. 11 : eine Seitenansicht eines weiteren Raupenantriebs der Erfindung in einem weiteren möglichen Betriebszustand;

Fig. 12A: eine Seitenansicht eines weiteren Raupenantriebs der Erfindung; Fig. 12B: eine Seitenansicht des Raupenantriebs nach Fig. 12A der Erfindung beim Umlaufen um einen Raupenreifen; Fig. 13 : eine perspektivische, schematisierte Ansicht eines neuen Fahrzeugs mit einem erfindungsgemässen Raupenantrieb; Fig. 14: eine perspektivische, schematisierte Ansicht eines weiteren neuen

Fahrzeugs mit einem erfindungsgemässen Raupenantrieb.

Detaillierte Beschreibung

In Fig. 1 ist ein konventioneller Luftreifen 1 in einer Vorderansicht gezeigt. Der Luftreifen 1 rollt hier über einen Straßenbelag 2. Die Rotationsachse ist mit A bezeichnet. Der Reifen 1 hat eine Breite B.

In den Figuren 2A bis 2D sind nun Details einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Gezeigt ist ein Raupenantrieb 10, der bei dieser Ausführungsform eine Hybridform aus Luftreifen 11 und Raupe 12 darstellt. Auch hier ist die Rotationsachse mit A bezeichnet. Der Aufbau dieses Raupenantriebs 10 ist wie folgt. Der Raupenantrieb 10 hat mindestens auf einer Achse (Vorderachse oder Hinterachse) eine Zwillingskonstellation, die einen Luftreifen 11 umfasst, der dünner sein kann als der Luftreifen 1. Dieser Luftreifen 11 liegt vorzugsweise auf der Innenseite. Neben dem Luftreifen 11 sitzt koaxial ein Raupenreifen 12.1. Dieser Raupenreifen 12.1 kann auch als Luftreifen ausgeführt sein, oder er kann einen Aufbau haben, der in den folgenden Absätzen beschrieben wird. Der Raupenreifen 12.1 hat einen Durchmesser D2, der kleiner ist als der Durchmesser Dl des Luftreifens 11. Entlang des Umfangs des Raupenreifens 12.1 läuft ein spezielles Raupenband 12.2. Dieses Raupenband 12.2 umschlingt den Raupenreifen 12.1, je nach Konstellation des Raupenantriebs 10, um mindestens 30 Grad. In den Figuren 2A bis 2D ist eine Konstellation gezeigt, bei welcher der Umschlingungswinkel ca. 180 Grad beträgt.

Der Luftreifen 11 ist so aufgebaut, dass er bei schneller Rotation durch die auftretenden Zentrifugalkräfte seinen Durchmesser Dl vergrößert. In Fig. 2B ist ein Zustand bei schneller Fahrt gezeigt. Der Durchmesser hat sich von Dl auf Dl* vergrößert. Der Raupenreifen 12.1 hingegen erfährt keine, oder nur eine unwesentliche Vergrößerung des Durchmessers D2. Dadurch, dass sich der Durchmesser des Luftreifens 11 vergrößert, verliert die Raupe 12.2 mit und mit den Kontakt zur Fahrbahn 2.

Ein Fahrzeug 20, das mit einem solchen Raupenantrieb 10 ausgerüstet ist, kann also in mindestens zwei Konstellationen betrieben werden. Bei langsamer Fahrt (z.B. im Stadtverkehr oder beim Einparken) fährt das Fahrzeug 20 auf den Luftreifen 11 und den Raupen 12.2, wie in Fig. 2A gezeigt. Wenn die

Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 zunimmt, vergrößert sich der Durchmesser Dl des Luftreifens 11 zunehmend. Dadurch wird der Strassenkontakt des Raupenbands 12.2 reduziert, bis schlussendlich nur noch der Luftreifen 11 entlang der Strasse 2 abrollt.

In Fig. 2C ist eine entsprechende Draufsicht des Raupenantriebs 10 gezeigt. Der Umriss eines Fahrzeugs 20 ist nur durch strichlierte Linien angedeutet. Man kann erkennen, dass die beiden Raupenbänder 12.2 am Fahrzeug 20 nach außen weisen, während die Luftreifen 11 innen liegend angeordnet sind. Die Luftreifen 11 und die Raupenreifen 12.1 sitzen jeweils koaxial auf den Achsen A am vorderen und am hinteren Ende des Fahrzeugs 20.

In Fig. 2D ist eine entsprechende Seitenansicht des Raupenantriebs 10 vom Fahrzeuginneren her gezeigt. Der Luftreifen 11 kann in der bekannten Art und Weise von einer Felge 13 getragen werden und sich um die Achse A drehen. Wenn sich das Fahrzeug 20 in Richtung des Pfeils V nach links bewegt, so dreht sich der Luftreifen 11 im Gegenuhrzeigersinn, wie durch den Pfeil R angedeutet. Die Raupe 12.2 läuft oben nach links (siehe Pfeil Al), umschlingt dann den Raupenreifen 12.1, der hier nicht zu sehen ist, weil er hinter dem Luftreifen 11 liegt, und läuft dann entlang der Strasse 2 nach rechts, wie durch den Pfeil A2 angedeutet. Gezeigt ist hier der Zustand bei langsamer Fahrt nach Fig. 2A.

In den Figuren 2A bis 2D ist zu erkennen, dass das Raupenband 12.2 einen flachen, riemenartigen Aufbau hat. Im Inneren des Raupenbands 12.2 kann ein

Zugelement 12.3, zum Beispiel ein Stahlseil oder Aramidseil angeordnet sein, wie in Fig. 2A und in Fig. 2D angedeutet. Dieses Zugelement 12.3 erhöht die

Reißfestigkeit des Raupenbands 12.2 und erlaubt es höhere

Umfangsgeschwindigkeiten und Zentrifugalkräfte aufzunehmen.

Diese Ausführungsform hat zahlreiche Vorteile, von denen im Folgenden die wesentlichsten aufgeführt sind :

- Die Auflagefläche zum Untergrund 2 ist wegen den Kombination aus Luftreifen 11 und Raupenbändern 12.2 bei langsamer Fahrt deutlich größer als bei konventionellen Fahrzeugen, die nur Luftreifen 1 aufweisen;

- Antriebskräfte werden bei langsamer Fahrt besser und nahezu schlupffrei auf den Untergrund 2 übertragen;

- Beim Bremsen werden sehr hohe Verzögerungswerte erreicht;

- Der Seitenhalt ist bei langsamer Fahrt größer als bei Luftreifen 1; - Die Tendenz zur Zerstörung einer Asphaltoberfläche 2 und zur

Spurrillenbildung ist bei langsamer Fahrt reduziert;

- Bei schwierigen Verhältnissen sind bei langsamer Fahrt ein ausreichender Vortrieb und gute Bremseigenschaften sichergestellt;

- Ein Fahrzeug 20 mit neuartigem Raupenantrieb 10 ist geländegängig; - Bei schneller Fahrt reduziert sich der Rollwiderstand wegen der dünneren Luftreifen 11; - Das Fahrzeug 20 ist extrem wendig, da man mit einer gegenläufigen

Bewegung der beiden Raupenbänder 12.2 lenken kann. Ein solches Fahrzeug

20 kann auf der Stelle wenden.

Vorzugsweise hat das Raupenband 12.2 bei der in den Figuren 2A bis 2D gezeigten Ausführungsform jedoch einen Schichtaufbau, wie im Folgenden weiter beschrieben wird.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Raupenantriebs 10 und eines entsprechenden Fahrzeugs 20 gezeigt. Auch hier hat der Raupenantrieb 10 einen Aufbau, der ähnlich ist wie die im Zusammenhang mit den Figuren 2A bis 2D beschriebene Lösung. Der Raupenantrieb 10 ist aber etwas kürzer und erstreckt sich nicht über die ganze Länge L des Fahrzeugs. Die Länge Ll des eigentlichen Raupenteils des Raupenantriebs 10 beträgt ca. 20 - 80 % der Fahrzeuglänge L. Vorzugsweise sind vorne oder hinten am Fahrzeug 20 zwei lenkbare Reifen 14 (z.B. konventionelle Luftreifen 1) angeordnet. Auch bei dieser Ausführungsform kann durch eine Änderung des Durchmessers Dl der Luftreifen 11 das Raupenband 12.2 bei schnellerer Fahrt von der Fahrbahn 2 abgehoben werden, wie bereits beschrieben.

In Fig. 3 ist durch die Schrägstellung der Reifen 14 angedeutet, dass das Fahrzeug 20 extrem wendig ist. Man kann sowohl mit den Reifen 14, als auch optional mit einer gegenläufigen Bewegung der beiden Raupenbänder 12.2 lenken.

Diese Ausführungsform hat zahlreiche Vorteile, von denen im Folgenden die wesentlichsten aufgeführt sind :

- Die Auflagefläche zum Untergrund 2 ist wegen den Kombination aus Reifen 14, Luftreifen 11 und Raupenbändern 12.2 bei langsamer Fahrt deutlich größer als bei konventionellen Fahrzeugen, die nur Luftreifen 1 aufweisen;

- Antriebskräfte werden bei langsamer Fahrt besser und nahezu schlupffrei auf den Untergrund 2 übertragen;

- Beim Bremsen werden sehr hohe Verzögerungswerte erreicht; - Der Seitenhalt ist bei langsamer Fahrt größer als bei Luftreifen 1 ; - Die Tendenz zur Zerstörung einer Asphaltoberfläche 2 und zur Spurrillenbildung ist bei langsamer Fahrt reduziert;

- Bei schwierigen Verhältnissen sind bei langsamer Fahrt ein ausreichender Vortrieb und gute Bremseigenschaften sichergestellt; - Ein Fahrzeug 20 mit neuartigem Raupenantrieb 10 ist geländegängig;

- Bei schneller Fahrt reduziert sich der Rollwiderstand wegen der dünneren Luftreifen 11;

- Das Fahrzeug 20 ist extrem wendig, da man sowohl mit den Reifen 14, als auch optional mit einer gegenläufigen Bewegung der beiden Raupen 12.2 lenken kann. Ein solches Fahrzeug 20 kann fast auf der Stelle wenden.

Es ist aber auch möglich ein Fahrzeug 20 nach Fig. 3 mit einem Raupenantrieb 10 nach einer der folgenden Ausführungsformen auszustatten.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Raupenantriebs 10 und eines entsprechenden Fahrzeugs 20 gezeigt. Hier hat der Raupenantrieb 10 einen etwas anderen Aufbau als die bisher beschriebenen Ausführungsformen. Der Raupenantrieb 10 erstreckt sich nicht über die ganze Länge L des Fahrzeugs 20. Die Länge Ll des eigentlichen Raupenteils des Raupenantriebs 10 beträgt ca. 20 - 80 % der Fahrzeuglänge L. Vorzugsweise sind vorne oder hinten am Fahrzeug 20 zwei lenkbare Reifen 15 angeordnet. Besonders bevorzugt sind Reifen 15, die luftlos und/oder schlauchlos ausgeführt sind.

Besonders als Raupenantrieb 10 geeignet ist eine Anordnung, die mindestens zwei Raupenreifen 16.1 umfasst, die um ihre jeweiligen Rotationsachsen rotieren. Diese Rotationsachsen stehen hier senkrecht zur Zeichenebene. Die Raupe 16 ist mehrschichtig aufgebaut und umfasst mindestens eine äußere Lauffläche 16.2 (auch äußere Schicht genannt) und eine innere Schicht 16.3, die kraft- und/oder formschlüssig direkt mit einem Umfangsbereich der Raupenreifen 16.1 in Wechselwirkung steht. In Fig. 4 ist eine Konstellation gezeigt, bei welcher der Umschlingungswinkel bei jedem der Raupenreifen 16.1 ca. 180 Grad beträgt. Gemäß Erfindung ist eine Verbundschicht 16.4 (als Zwischenschicht) zwischen der inneren Schicht 16.3 und der Lauffläche 16.2 angeordnet. Die Verbundschicht 16.4 setzt die innere Schicht 16.3 und die Lauffläche 16.2 zueinander in Wirkverbindung. Die Verbundschicht 16.4 umfasst eine Mehrzahl von (stegartigen) Zugelementen 16.5, die sich zwischen der inneren Schicht 16.3 und der Lauffläche 16.2, respektive einer nach innen gewandten Seite der Lauffläche 16.2 erstrecken.

Ein solcher neuartiger mehrschichtiger Aufbau einer Raupe hat zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Raupen und Ketten. Einige dieser Vorteile sind im Folgenden genannt:

- jede der einzelnen Schichten und Baugruppen kann wegen ihrer räumlichen und funktionalen Trennung einzeln optimiert werden. - Die Lauffläche 16.2 kann z.B. in Bezug auf Schlupfverhalten, Robustheit, Laufeigenschaften und Bremseigenschaften optimiert werden.

- Die innere Schicht 16.3 kann z.B. in Bezug auf die Kraftübertragung zwischen den Raupenreifen 16.1 und der nach innen gewandten Seite der inneren Schicht 16.3, Robustheit, Dehnbarkeit und Laufeigenschaften optimiert werden.

- Die erfindungsgemäße Verbundschicht 16.4 übernimmt verschiedene Funktionen und kann auch entsprechend den Umständen optimiert werden. o Einerseits stellt die Verbundschicht 16.4 eine Wirkverbindung her zwischen der inneren Schicht 16.3 und der Lauffläche 16.2. Wenn z.B. einer der Raupenreifen 16.1 von einem Motor angetrieben wird, dann dreht sich der

Raupenreifen 16.1. Diese Drehbewegung wird am äußeren Umfang des Raupenreifens 16.1 kraft und/oder formschlüssig auf innere Schicht 16.3 übertragen. Dadurch wird die innere Schicht 16.3 in Bewegung versetzt. Diese Bewegung wird über die Verbundschicht 16.4 an die Lauffläche 16.2 übertragen. Wegen Trägheitsmomenten und Reibungskräften, die auftreten, tritt eine kleine zeitliche Verzögerung ein, bevor erst die Verbundschicht 16.4 und dann die Lauffläche 16.2 einer Bewegung der inneren Schicht 16.3 folgen. In diesem Übergangsmoment zieht die Verbundschicht 16.4, respektive die Zugelemente 16.5 der Verbundschicht 16.4, die Lauffläche 16.2 nach. o Andererseits hat vor allem die Verbundschicht 16.4 der Raupe eine dämpfende Wirkung, die aufgrund des mehrschichtigen Aufbaus entsteht. Je nach Flexibilität der Zugelemente 16.5 haben diese auch bei Druckbeanspruchung eine leicht federnde (rückfedemde) Wirkung. o Beim Bremsen oder Beschleunigen ergibt sich durch den mehrschichtigen Aufbau ein verträglicheres Verhalten als bei konventionellen Ketten oder Raupen, die sehr abrupt ansprechen. Ein Raupenfahrzeug, das bremst, hat bei geringen Geschwindigkeiten keine, oder nur einen sehr kurzen Bremsweg. Das führt im Straßenverkehr unter Umständen zu

Auffahrunfällen oder zu Gefährdungen nachfolgender Fahrzeuge. Diese Gefahr wird durch die Erfindung deutlich reduziert und der Fahrkomfort wird gleichzeitig erhöht. o Bei Geschwindigkeiten, die deutlich über 50 km/h liegen, werden konventionelle Ketten und Raupen ruppig und laut. Die erfindungsgemäße

Verbundschicht 16.4 hat hervorragende Schnelllaufeigenschaften. Außerdem rollt sie deutlich leiser und mit weniger Vibrationen ab. o Außerdem kann die Grenzgeschwindigkeit, bei der die Raupenanordnung 10 zu zerreißen droht, deutlich höher angesiedelt werden. Mit einer solchen Raupenanordnung 10 sind, je nach Auslegung des mehrschichtigen Aufbaus,

Geschwindigkeiten von deutlich über 100 km/h bis zu 180 km/h erreichbar. o Weiterhin ist die Wechselwirkung zwischen der Raupenanordnung 10 und der Strassenoberfläche 2, oder einem zu befahrenden Gelände deutlich weniger schädlich.

Der Reifen 15 kann optional analog aufgebaut sein wie die beschriebene Raupenanordnung 10. Es kann eine Verbundschicht 15.3 zwischen einer Felgenanordnung 15.1 und einer Lauffläche 15.2 sitzen. Die Verbundschicht 15.3 umfasst auch hier eine Mehrzahl von (stegartigen) Zugelementen 15.4, die sich zwischen der Felgenanordnung 15.1 und der Lauffläche 15.2 erstrecken. Anders als bei der Raupe ist die Felgenanordnung 15.1 hier fest über die Zugelemente 15.4 mit der Lauffläche 15.2 verbunden. Die Verbundschicht 15.3 setzt die Felgenanordnung 15.1 und die Lauffläche 15.2 in Wirkverbindung. Ein solcher Reifen 15 kann bei Bedarf auch wie ein Michelin „Tweel" ausgestaltet sein. Details zu einem solchen „Tweel" sind zum Beispiel der Patentanmeldung mit der Publikationsnummer WO2008036789 A2 zu entnehmen.

Mehrere weitere mehrschichtige Aufbauten von erfindungsgemässen Raupen 17 sind in den Figuren 5, 5A, 5B, und 5C gezeigt. Die Raupe 17 hat wiederum einen mehrschichtigen Aufbau mit einer äußere Schicht, die als Lauffläche 17.2 ausgelegt ist, und mit einer inneren Schicht 17.3, die kraft- und/oder formschlüssig direkt mit einem Umfangsbereich der Raupenreifen (nicht in Fig. 5 gezeigt) in Wechselwirkung steht. Es ist eine Verbundschicht 17.4 vorgesehen, welche die innere Schicht 17.3 und die äußere Schicht 17.2 in Wirkverbindung setzt. Die Verbundschicht 17.4 umfasst eine Mehrzahl von (stegartigen)

Zugelementen 17.5 oder 17.6 oder 17.7 und 17.8, die sich zwischen der inneren Schicht 17.3 und der äußeren Schicht 17.2 erstrecken.

In Fig. 5A ist ein kleiner Abschnitt einer Raupe 17 gezeigt, bei der kleine kugel- oder walzenförmige Zugelemente 17.5 in der Verbundschicht 17.4 angeordnet sind. Diese Zugelemente 17.5 können entweder auf ihrer Oberseite mit der radial nach außen weisenden Fläche der inneren Schicht 17.3 und auf ihrer Unterseite mit der radial nach innen weisenden Fläche der äußeren Schicht 17.2 verbunden sein. In diesem Fall handelt es sich im Sinne des Wortes um Zugelemente. Oder die Zugelemente 17.5 können abwechselnd mit der inneren Schicht 17.3 und der äußeren Schicht 17.2 verbunden sein. In diesem Fall ist zum Beispiel ein erstes Zugelement 17.5 an seiner Oberseite mit der nach außen weisenden Fläche der inneren Schicht 17.3 und ein nächstes Zugelement 17.5 an seiner Unterseite mit der nach innen weisenden Fläche der äußeren Schicht 17.2 verbunden. Eine Zugbeanspruchung kann hier von der äußeren Schicht 17.2 auf die innere Schicht 17.3 nur übertragen werden, wenn benachbarte Zugelement 17.5 untereinander in Wechselwirkung stehen. Diese Elemente werden daher auch als Zugelemente 17.5 bezeichnet, obwohl ihre Wirkungsweise etwas anders ist. Durch diese Art der wechselseitigen Befestigung ergibt sich, wie bei einem Reißverschluss, eine wechselseitig ineinander greifende Konstellation.

In Fig. 5B ist ein kleiner Abschnitt einer Raupe 17 gezeigt, bei der kleine kugel- oder walzenförmige Zugelemente 17.6 in der Verbundschicht 17.4 angeordnet sind. Die Zugelemente 17.6 sind hier hohl oder im Inneren mit einem anderen Material gefüllt. Diese Zugelemente 17.6 können entweder auf ihrer Oberseite mit der nach außen weisenden Fläche der inneren Schicht 17.3 und auf ihrer Unterseite mit der nach innen weisenden Fläche der äußeren Schicht 17.2 verbunden sein. Oder die Zugelemente 17.6 können abwechselnd mit der inneren Schicht 17.3 und der äußeren Schicht 17.2 verbunden sein. In diesem Fall ist zum Beispiel ein erstes Zugelement 17.6 an seiner Oberseite mit der nach außen weisenden Fläche der inneren Schicht 17.3 und ein nächstes Zugelement

17.6 an seiner Unterseite mit der nach innen weisenden Fläche der äußeren Schicht 17.2 verbunden. Eine Zugbeanspruchung kann hier von der äußeren Schicht 17.2 auf die innere Schicht 17.3 nur übertragen werden, wenn benachbarte Zugelement 17.6 untereinander in Wechselwirkung stehen. Durch diese Art der wechselseitigen Befestigung ergibt sich, wie bei einem Reißverschluss, eine wechselseitig ineinander greifende Konstellation.

In Fig. 5C ist ein kleiner Abschnitt einer Raupe 17 gezeigt, bei der kleine haken- oder nasenförmige Zugelemente 17.7 und 17.8 wechselseitig in der

Verbundschicht 17.4 angeordnet sind. Die Zugelemente 17.8 sind an der nach außen weisenden Fläche der inneren Schicht 17.3 befestigt. Die komplementären Zugelement 17.7 sind an der nach innen weisenden Fläche der äußeren Schicht 17.2 befestigt. Eine Zugbeanspruchung kann hier von der äußeren Schicht 17.2 auf die innere Schicht 17.3 nur übertragen werden, wenn benachbarte

Zugelement 17.7 und 17.8 untereinander in Wechselwirkung stehen. Durch diese Art der wechselseitigen Befestigung und aufgrund der Form dieser Zugelemente

17.7 und 17.8 ergibt sich, wie bei einem Reißverschluss, eine sehr stabile wechselseitig ineinander greifende Konstellation.

In den Figuren 6A und 6B ist eine Ausführungsform gezeigt, die ähnlich aufgebaut ist wie die in Fig.5B gezeigte Ausführungsform. Anhand der Figuren 6A und 6B ist das Zusammenfügen oder Zusammensetzen einer solchen mehrschichtigen Raupe 18 gezeigt. In Fig. 6A ist eine schematische Draufsicht gezeigt. In dieser Draufsicht ist ein kurzer Längenabschnitt der äußeren Schicht 18.2 und einer korrespondierender Längenabschnitt einer inneren Schicht 18.3 gezeigt. In der Draufsicht kann man von der inneren Schicht 18.3 nur die nach innen gewandet Fläche sehen. Diese Fläche läuft zum Beispiel um einen Reifen 16.1 herum. An der nach außen gewandten Fläche der inneren Schicht 18.3 sitzen Zugelemente 18.5.

In der Draufsicht kann man von der äußeren Schicht 18.2 nur die nach innen gewandet Fläche sehen. Die nach außen gewandte Fläche, die als Lauffläche dient, ist nur in Fig. 6B sichtbar. In Fig. 6B ist an dieser Lauffläche der äußeren Schicht 18.2 ein optionales Profil 18.8 (z.B. wie bei einem konventionellen Reifen) vorgesehen. An der nach innen gewandten Fläche der äußeren Schicht 18.2 sitzen Zugelemente 18.6. Vorzugsweise sind die Zugelemente 18.5 und Zugelemente 18.6 identisch ausgeführt, oder die Zugelemente 18.5 und 18.6 sind so ausgeführt, dass sie in Bezug auf die gegenseitige Wechselwirkung untereinander optimiert sind. Die Zugelemente 18.5 und 18.6 können zum Beispiel komplementär ausgeführt sein, wie in Fig. 5C angedeutet.

Die Zugelemente 18.5 und 18.6 können an der jeweiligen Fläche der Schichten 18.2, 18.2 angeklebt oder aufvulkanisiert sein. Alternativ oder zusätzlich können Schraub-, Niet- oder Klemmverbindungen eingesetzt werden. In den Figuren 6A und 6B ist eine entsprechende Schraubverbindung 18.7 gezeigt.

Die Dimensionen und die Anordnung der Zugelemente 18.5 und 18.6 ist so gewählt, dass sie in Bezug zueinander auf Lücke sitzen. In Fig. 6A ist durch drei Pfeile A5 angedeutet, dass die äußere Schicht 18.2 samt der Zugelemente 18.6 auf die innere Schicht 18.3 aufgeschoben oder aufgesteckt werden kann. Dabei bewegen sich die Zugelemente 18.6 in die Lücken zwischen den Zugelementen 18.5. Wenn nun die innere Schicht 18.3 durch einen Raupenreifen (z.B. 16.1) in eine Bewegung versetzt wird, wie durch den Pfeil A3 angedeutet, so wird diese Bewegung von den Zugelemente 18.5 auf die Zugelemente 18.6 und somit auch auf die äußere Schicht 18.2 übertragen. Die äußere Schicht 18.2 folgt also der Bewegung, wie durch den Pfeil A4 gezeigt. Im statischen Zustand (d.h. ohne positive oder negative Beschleunigungen) gilt A3=A4. Beim Beschleunigen oder Bremsen, oder bei anderen dynamischen Wechselbelastungen, können die Bewegungsgrößen A3 und A4 kurzzeitig voneinander abweichen.

Da das Raupenband dieser Raupe 18 in sich geschlossen ist, und da die äußere Schicht 18.2 nur bedingt in Längsrichtung dehnbar ist, lassen sich die beiden Schichten 18.2 und 18.3 nicht einfach durch eine Zugkraft K (siehe Fig. 6B) trennen. Ein Trennen der beiden Schichten 18.2, 18.3 ist nur durch eine seitliche Relativbewegung (umgekehrt zur Bewegung A5 in Fig. 6A) möglich, oder durch ein Durchtrennen einer der beiden Schichten 18.2, 18.3.

In Fig. 7 ist eine ähnliche Ausführungsform gezeigt wie in den Figuren 6A und 6B. Hier sind jedoch die Zugelemente 18.5 und 18.6 mittels Vulkanisieren an der jeweiligen Schicht 18.2, 18.3 befestigt. Die Vulkanisierstellen sind durch das Bezugszeichen 18.9 angedeutet.

Durch den Einsatz geeigneter Materialien, Formen und Geometrien lassen sich die Eigenschaften des Schichtaufbaus der verschiedenen Raupen 16, 17, 18 parametrisieren oder optimieren. So können zum Beispiel die Laufeigenschaften, die Traktionsfähigkeit, das Laufgeräusch, die Federcharakteristik und die Reißfestigkeit nach Wunsch vorgeben werden.

In Fig. 8 ist eine weitere ähnliche Ausführungsform gezeigt wie in den Figuren 6A, 6B und 7B. Hier sind jedoch die Zugelemente 18.5 und 18.6 untereinander mittels eines länglichen Verbindungsmittels 19 (z.B. ein Stahlseil oder ein in Längsrichtung dehnbares Band) verbunden. Durch den Einsatz eines solchen Verbindungsmittels lassen sich die Eigenschaften des Schichtaufbaus der Raupe 18 weiter parametrisieren. Ein solches Verbindungsmittel kann auch bei den anderen Ausführungsformen (z.B. der in Fig. 12A und 12B gezeigten) vorteilhaft eingesetzt werden.

Fig. 9 zeigt schematisch den Aufbau eines möglichen Raupenreifens 30, der vorteilhafterweise in einer der bisher besprochenen Ausführungsformen eingesetzt werden kann. Im Inneren kann eine Felge 31 sitzen. Vom Umfang der Felge 31 aus erstrecken sich auch bei dem Raupenreifen 30 Zugelemente 32 tangential und schräg radial nach außen. Am Außenumfang ist eine Außenschicht 33 angeordnet, die dazu ausgelegt ist Antriebsmoment vom Raupenreifen 30 auf die innere Schicht einer der bisher beschriebenen Raupen 16, 17, 18 zu übertragen. Die Zugelemente 32 sind an oder in der Außenschicht 33 befestigt.

Im Zusammenhang mit den Figuren 10A und 1OB wird eine Fahrzeug 20 beschrieben, das einen erfindungsgemässen Raupenantrieb 16 aufweist. Es kommt im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform der Raupenantrieb 16 gemäß der Figur 4 zum Einsatz. Es kann aber auch einer der anderen beschriebenen und gezeigten Raupenantriebe so eingesetzt werden, wie in den Figuren 10A und 1OB gezeigt. Das Fahrzeug 20 hat einen Raupenantrieb 16 mit einer mehrschichtigen Raupe, die um zwei oder mehr Raupenreifen 16.1 umläuft. Zusätzlich weist das Fahrzeug 20 zwei Vorderreifen 15 auf. Anhand eines trapezförmigen Hilfselements 22 ist in Fig. 1OA dargestellt, dass der Raupenantrieb 16 zum Beispiel mit Chassis des Fahrzeugs 20 verbunden sein kann. Diese Verbindung ist hier so ausgelegt, dass ein vorderer Teil des Raupenantriebs 16 bei Bedarf etwas nach oben angehoben werden kann. Der Zustand nach dem Anheben ist in Fig. 1OB gezeigt. Das Anheben kann erfolgen, indem eine Kraft Kl aufgebracht wird, die nach oben zieht, wie in Fig. 1OB gezeigt. Der Achsabstand L2 zwischen den Achsen der beiden Raupenreifen 16.1 bleibt gleich, um sicher zu stellen, dass die Raupe weiterhin gespannt bleibt. Wenn die Kraft Kl auf die Vorderachse AV oder den vorderen Raupenreifen 16.1 einwirkt, so hebt sich der vordere Teil der Raupe zusammen mit dem vorderen Raupenreifen 16.1. Es wird dabei eine Schwenkbewegung um die Hinterachse AH ausgeführt. In dem in Figur 1OB gezeigten Zustand berührt die Raupe den Untergrund 2 nur noch im hinteren Bereich. Dieser Bereich hat z.B. eine Länge L2, die deutlich kürzer ist als die Gesamtlänge (entspricht ungefähr dem Achsabstand L2) des Raupenantriebs 16.

Durch eine solche Maßnahme lässt sich der Raupenantrieb je nach Wunsch und Situation anpassen. Das ermöglicht es zum Beispiel dem Fahrer das Fahrzeug 20 abzustimmen. Oder es kann ab Werk ein Profil vorgegeben werden, das eine solche Anpassung automatisch vornimmt.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform nach den Figuren 10A und 1OB, bei der der Übergang von dem in Fig. 10A gezeigten Zustand zu dem in Fig. 1OB gezeigten Zustand mit Zunahme der Geschwindigkeit erfolgt. Bei höheren Geschwindigkeiten, die zum Beispiel oberhalb von 80km/h liegen, kann der Übergang in den Zustand nach Fig. 1OB eingeleitet werden. Bei schnellen Überland- oder Autobahnfahrten kann das Fahrzeug 20 mit partiell angehobenem Raupenantrieb 16 gefahren werden.

Vorzugsweise werden die Achsen, oder bei einer Raupenrad-Einzelaufhängung die einzelnen Raupenreifen, mittels Stossdämpfern am Fahrzeug 20 befestigt, bzw. aufgehängt. Falls ein verstellbarer Stossdämpfer am der Vorderachse AV des Raupenantriebs, oder an den vorderen Raupenrädern 16.1 angeordnet ist, so können durch ein Verkürzen des Stossdämpfers die Vorderachse AV oder die vorderen Raupenräder 16.1 angehoben werden (wie z.B. in Fig. 1OB gezeigt). Eine Ausführungsform mit partiell anhebbarem Raupenantrieb hat zahlreiche Vorteile, von denen im Folgenden diejenigen aufgeführt sind, durch die sich diese Ausführungsform besonders von den anderen beschriebenen Ausführungsformen unterscheidet: - Bei schneller Fahrt ist die Rollreibung deutlich geringer, wenn ein Teil der Raupe angehoben ist;

- Beim Bremsen kann die Raupe schlagartig abgesenkt werden, um hohe Verzögerungswerte zu erreichen;

- Ein Anheben und Absenken des Raupenantriebs 10 kann im Gelände oder bei widrigen Verhältnissen vorteilhaft sein.

- Das Fahrzeug 20 ist extrem wendig, da man sowohl mit den Vorderreifen 15, als auch optional mit einer gegenläufigen Bewegung der beiden Raupen lenken kann. Durch ein temporäres Anheben der Raupe, kann die Wendigkeit weiter verbessert werden, was zum Beispiel beim Einparken sinnvoll sein kann. Ein solches Fahrzeug 20 kann fast auf der Stelle wenden.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 11 schematisch gezeigt. Das Fahrzeug 20 hat einen Raupenantrieb 21 (z.B. einen Raupenantrieb 16 nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen), wobei die Länge des Raupenantriebs 21 so gewählt ist, dass ein Abstand L3 zwischen dem Raupenantrieb 21 und den Vorderrädern 15 besteht. Dieser Abstand L3 sollte so groß sein, dass beim partiellen Anheben des Raupenantriebs 21 trotzdem ein stabiler Stand des Fahrzeugs 20 auf dem Untergrund 2 gewährleistet ist. Durch ein Anheben der hinteren Raupenreifen oder der Hinterachse AV, kann die Auflagefläche des Raupenantriebs 21 deutlich verkleinert werden. Dadurch, dass der Abstand L3 in diesem Zustand den wirksamen Achsabstand des Fahrzeugs 20 definiert, kann das Fahrzeug 20 leicht gewendet oder eingeparkt werden.

Die Beweglichkeit der verschiedenen beschriebenen Raupen kann zum Beispiel mit geeigneten Stossdämpfern vorgegeben werden, die in Neigung und/oder

Länge einstellbar sind. Es ist möglich die Vorder- und/oder Hinterachse AV, AH in einer Kulissenführung zu führen, um ein Bewegungsprofil beim Anheben eines Teils des Raupenantriebs vorzugeben. Eine weitere Ausführungsform eines Raupenantriebs 41 ist in den Figuren 12A und 12B gezeigt. Der Raupenantrieb 41 umfasst wiederum eine Raupe mit Schichtaufbau. Die innere Schicht 18.3 ist über Zugelemente 18.6 mit einer äußeren Schicht (Lauffläche) 18.2 verbunden, wie bereits im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen beschrieben. Hier ist jedoch jedes der Zugelemente 18.6 mit der inneren Schicht 18.3 fest verbunden (z.B. angeschraubt oder anvulkanisiert). Die äußere Schicht 18.2 ist in kurze Segmente 23 unterteilt. Je eines der Segmente 23 sitzt an einem der Zugelemente 18.6. D.h. jedem der Zugelemente 18.6 ist ein Segment 23 zugeteilt und an diesem befestigt (z.B. angeschraubt oder anvulkanisiert). Die Länge L4 der Segmente 23 kann so gewählt werden, dass sie beim Geradeauslauf der Raupe Stoss an Stoss (Kante and Kante) liegen. D.h. in diesem Fall gibt es keine Lücke (AbI=O) zwischen zwei benachbarten Segmenten 23. Dieser Zustand ist in Fig. 12A gezeigt. Wenn nun diese Raupe um einen Raupenreifen 41.1 herum geführt wird, wie in Fig. 12B ausschnittweise gezeigt, so passieren verschiedene Dinge. Einerseits spreizt oder öffnet sich die Schichtstruktur der Raupe. Das führt dazu, dass benachbarte Zugelemente 18.6 ihren gegenseitigen Abstand etwas vergrößern. Außerdem werden die Segmente 23 auseinander gespreizt, was dazu führt, dass im Bereich des Raupenreifens 41.1 der Abstand Ab2 größer ist als im geraden Bereich, wo der Abstand mit AbI bezeichnet ist. Es gilt hier also, dass Ab2 größer ist als AbI. AbI kann zu Null oder fast zu Null vorgegeben sein, wie in Fig. 12A gezeigt, oder AbI kann einen Wert zwischen 0,5mm und 5cm betragen.

Durch diese Art der Ausführungsform werden verschiedene Vorteile erzielt. Unter anderem kann die Raupe problemlos um Raupenreifen 41.1 oder Umlenkrollen 37 (siehe Figuren 13 und 14) herum geführt werden, die einen kleinen Radius aufweisen. Außerdem lässt sich eine solche Raupe sehr schnell bewegen und ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug 20 kann hohe Reisegeschwindigkeiten erreichen. Beim Fahren über einen Straßenbelag 2 oder einen anderen Untergrund sind die Lücken AbI ganz oder nahezu geschlossen und die Raupe verursacht nur geringe Roll- oder Fahrgeräusche.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 13 gezeigt. Es handelt sich hier um ein neuartiges Fahrzeugkonzept, das seitlich zwei Raupenantriebe 36 (nur einer ist hier sichtbar) und zwei lenkbare Vorderreifen 35 aufweist. Jeder Raupenantrieb 36 umfasst hier zwei Raupenreifen 36.1, eine kleine Umlenkrolle 37 und ein Raupenband 36.2. Diese Elemente des Raupenantriebs 36 und die Vorderreifen 35 können so ausgeführt sein, wie im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen beschrieben. Optional kann der Raupenantrieb 36 partiell angehoben werden, wie zuvor beschrieben. Das Fahrzeug 20 ist vorzugsweise aus einem standardisierten Rahmen aufgebaut, an dem die Fahrzeugteile befestigt sind. Der Unterboden 38 kann als wasserdichte Schale ausgeführt werden, um das Fahrzeug 20 zum Amphibienfahrzeug zu machen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 14 gezeigt. Es handelt sich hier um ein Fahrzeug 20 ähnlich zu dem in Fig. 13 gezeigten Fahrzeug 20. Das Fahrzeug 20 hat seitlich je zwei Raupenantriebe 36 (nur drei sind hier sichtbar). Der hintere Raupenantrieb 36 umfasst hier zwei Raupenreifen 36.1, eine kleine Umlenkrolle 37 und ein Raupenband 36.2. Der vordere Raupenantrieb 36 umfasst einen Raupenreifen 36.1, eine kleine Umlenkrolle 37 und ein kürzeres Raupenband 36.2. Diese Elemente der Raupenantriebe 36 können so ausgeführt sein, wie im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen beschrieben. Optional kann der hintere Raupenantrieb 36 partiell angehoben werden, wie zuvor beschrieben. Das Fahrzeug 20 ist vorzugsweise aus einem standardisierten Rahmen aufgebaut, an dem die Fahrzeugteile befestigt sind. Der Unterboden 38 kann als wasserdichte Schale ausgeführt werden, um das Fahrzeug 20 zum Amphibienfahrzeug zu machen.

Man hat also gemäß Erfindung eine ganze Anzahl von Freiheitsgraden zur Verfügung, um die erfindungsgemässen Raupenantriebe 10, 21 und/oder Raupen 12, 16 17, 18 zu parametrisieren und somit nach Bedarf zu gestalten. Damit werden neue Fahrzeugtypen, von denen einige exemplarisch gezeigt worden sind, möglich.

Ein Fahrzeug 20 kann so ausgelegt werden, die Raupenantriebe 10; 21; 36; 41 je nach Situation selbsttätig vom Fahrzeug 20 oder durch Intervention eines Benutzers (z.B. des Fahrers) angepasst werden können. Bezugszeichen :

Luftreifen 1

Straßenbelag / Untergrund / Fahrbahn 2

Raupenantrieb 10

Luftreifen 11

Raupe 12

Raupenreifen 12.1

Raupenband 12.2

Zugelement 12.3

Felge 13 lenkbare Reifen 14 lenkbare Reifen 15

Felgenanordnung 15.1

Lauffläche 15.2

Verbundschicht 15.3

Zugelemente 15.4

Raupe 16

Raupenreifen 16.1 äußere Lauffläche / äußere Schicht 16.2 innere Schicht 16.3

Verbundschicht 16.4

Zugelemente 16.5

Raupe 17

Lauffläche / äußere Schicht 17.2 innere Schicht 17.3

Verbundschicht 17.4

Zugelemente 17.5 17.6, 17.7, 17.8

Raupe 18 äußere Schicht 18.2 innere Schicht 18.3

Zugelemente 18.5, . 18.6

SScchhrraauubbvveerrbbiinndduunngg 1188..77

Profil 18.8

Vulkanisierstellen 18.9

Verbindungsmittel 19

Fahrzeug 20

Raupenantrieb 21 trapezförmiges Hilfselement 22

Segmente 23

Raupenreifen 30

Felge 31

Zugelemente 32

Außenschicht 33

Vorderreifen 35

Raupenantrieb 36

Raupenreifen 36.1

Raupenband 36.2

Umlenkrolle 37 Unterboden 38

Raupenantrieb 41

Raupenreifen 41.1

Rotationsachse A

Abstand / Lücke AbI

Abstand / Lücke Ab2

Pfeil Al

Pfeil A2

Pfeil A3

Pfeil A4

Pfeile A5

Hinterachse AH

Vorderachse AV

Breite B

Durchmesser Dl

Durchmesser Dl*

Durchmesser D2

Kraft K

Kraft Kl

Länge des Fahrzeugs L

Länge des eigentlichen Raupenteils Ll

Achsabstand L2

Abstand L3

Länge eines Segments 23 L4

Pfeil R

Pfeil V