Gleichlaufgetriebe


Eine sehr wichtige Antriebsform für unwegsames Gelände sind Raupen- oder Kettenantriebe. Als Erfinder gilt der amerikanische Ingenieur Benjamin Holt (1849-1920) [2, 3], Gründer der Firma "Caterpillar", die noch heute Raupenfahrzeuge herstellt.

Die Herausforderung beim Raupenfahrzeug sind die Lenkung und die Geradeausfahrt. Gelenkt wird ein Raupenfahrzeug, indem die Raupenketten mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetrieben werden. Ein Antrieb der Ketten in entgegengesetzter Richtung ermöglicht ein Drehen auf der Stelle. Das lässt sich zwar recht leicht realisieren, indem man beide Ketten mit jeweils einem eigenen Motor antreibt - dann allerdings wird die Geradeausfahrt zum Problem, denn zwei Motoren sind nie exakt gleich stark und schnell, und die Reibung der Lager ist praktisch nie identisch. Mit einer Fernsteuerung ist ein Raupenbagger oder Panzer nur sehr mühsam zu steuern.

Eine elegante Lösung des Problems gelingt mit einem Gleichlaufgetriebe. Dafür werden zwei Differentialgetriebe so miteinander kombiniert, dass ein Motor für den Geradeauslauf und einer für die Steuerung (Drehung) des Raupenfahrzeugs zuständig ist. Der Antrieb erfolgt jeweils direkt am Differential. Die eine Achse der parallel angeordneten Differentiale wird über eine Kette (oder ein Zwischenzahnrad) unter Beibehaltung der Drehrichtung miteinander verbunden. Die andere beiden Achsen werden z. B. über eine gerade Anzahl von Zahnrädern unter Änderung der Drehrichtung miteinander gekoppelt.

Abb. 1: Gleichlaufgetriebe mit "Selbstbaudifferential"
Abb. 1: Gleichlaufgetriebe mit "Selbstbaudifferential"


Ein fischertechnik-Funktionsmodell eines solchen Gleichlaufgetriebes mit unseren Selbstbau-Differentialen zeigt Abb. 1; der Antrieb erfolgt mit Kurbeln über Kronräder.
Mit den fischertechnik-Differentialen geht das natürlch auch deutlich eleganter. Abb. 2 zeigt ein Funktionsmodell, in dem die beiden Differentiale längs angeordnet wurden, was zu einer besonders schmalen Konstruktion führt.

Gleichlaufgetriebe mit Längsdifferentialen.jpg
Abb. 2: Gleichlaufgetriebe mit fischertechnik-Differentialen


Eine ausführliche Darstellung der Geschichte des Gleichlaufgetriebes und einiger fischertechnik-Modelle (z. B. Spurfolge-Roboter, Schaufelradantrieb) findet sich in [5].

Quellen

[1] Wikipedia: Kettenfahrzeug .
[2] Dennis Karwatka: Benjamin Holt . In: Technology's Past, 1996, S. 103-105.
[3] Benjamin Holt and the Caterpillar Tractor. Youtube, 2010.
[4] Das Raupenfahrwerk: Geburtsstunde einer epochalen Erfindung . Deutsches Baublatt, Nr. 305, März/April 2004, S. 21.
[5] Das Raupenfahrzeug. In: Dirk Fox, Thomas Püttmann: Technikgeschichte mit fischertechnik. dpunkt-Verlag, 2015.