NO874146L - Laasningsfri hastighetsbegrenser (brems) for kjoeretoeyer ved vaesketrykk med kraftoverfoering. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en bremseannordning bestående av en hydraulisk hastighetsbegrenser for kjøretøyer som ved ett regulerbart gjennomløpsareal begrenser den avgitte oljemengden fra en til hjulet påmontert navmotor (tannhjuls-pumpe etc), og som derfor bare virker oppbremsende for den hastighet (oljelevering) som overstiger gjennomløpsarealet. Dette gjør at bremsevirkningen avtar eller opphører helt når veigrepet mot hjulet opphører, og motsatt øker med hjulets hastighet når hjulet igjen får tak.

For enkelthets skyld er navmotoren her tegnet som en tannhjuls-pumpe, og uten lager etc, men også andre typer kan benyttes om de har tilfredsstillende pumpevirkning ved tvungen rotasjon.

Ved vanlige kjøretøysbremser skjer bremsingen ved at hjulet holdes igjen av en friksjonskraft. Denne er minst under fart (glidende friksjon), og øker når hjulet stopper opp (statisk friksjon), hvilket gjør at hjulene lettere låser seg.

Dette medfører også at hele bremsearbeidet som jo ommgjøres

til varme vil skape problem med å bortlede denne, eller medføre begrenset andvendelse av bremsene.

Ved hydraulisk hastighetsbegrensning fremmkommer ikke bremse-funksjonen av friksjon, men av mottrykk i væske.

Dette virker på følgende måte: En navmotor som også virker som hydraulisk pumpe når den drives av hjulet til å rotere med dette leverer en hvis mengde olje i forhold til hjulets og pumpens hastighet. Denne oljemengden trenger, noe avhengig av oljens viskositet, ett bestemt gjennomløpsareal for at ikke mottrykk skal oppstå. (Denne forskjellen p.g.av oljens viskositet vil i praksis være betydningsløs, da betjeningen foregår manuellt). Ved å regulere utløpsarealet reguleres altså den maksimale oljestrøm og dermed pumpen/hjulets hastighet. Den oljemengden som også tilsvarer en hviss hastighet, som overstiger gjennom-løpsarealet vil demmes opp som mottrykk mot rotasjon av pumpen, men så snart mottrykket har bremset pumpen/hjulet ned til at oljemengden kan passere gjennomløpsarealet uhindret, vil også bremsevirkningén opphøre. Gjennomløpsarealet må da' strupes mere for å oppnå videre bremsevirkning. Dette medfører også følgende: Når gjennomløpsarealet er strupet og det er oppstått en bremsevirkning kan det hende at hjulet mister sitt veigrep på glatt føre, men da det er hjulets veigrep som gjennom hjulet/pumpen som må overvinne mottrykket for å opprettholde sin tidligere hastighet, vil dette følgelig medføre ett øyeblikkelig trykkfall, hvilket gjør at hjulet løper fritt intil det igjen får tak i underlaget og derved øker sin hastighet over det som tilsvarer gjennomløpsarealet. Hjulene blir derfor blokkeringsfrie.

Dette fremmgår i følge oppfinnelsen av vedlagte tegninger i Fig. 1, der oljen fra tannhjulene(som her) 2.1 og 2.2 passerer ut gjennom åpningen 3.1 i kikventilen 3, og videre gjennom 3.2 gjennom kjøleren 7, og ut gjennom 4.2 i kikventilen 4, og deretter gjennom sleidestemplet 5 tilbake gjennom kikåpningen 4.1 til pumpen 2.1/2.2. Hvis olje fra bremsepedalens pumpe-sylinder føres gjennom teleskoprøret 6 vil stemplet 5 bevege seg nedover og strupe på oljestrømmen. Oljestrømmen på pumpens trykkside vil da demme seg opp med selvforsterkende effekt, slik at øket kraft fra hjulet øker mottrykket tilsvarende og derved motstanden mot rotasjon, mens minsking av dreiekraften også minsker trykket og rotasjonsmotstanden.

Enhver stilling av sleiden 5 vil altså tilsvare en motsvarende hjulhastighet hvor dreiemotstanden øker eller minsker, og under denne igjen vil hjulet løpe fritt. Når stemplet/sleiden 5 trykkes ett stykke ned vil trykket bygge seg tilsvarende opp avhengig av kjøretøyets fart og vekt og hjulene vil bremses opp med en kraft som tilsvarer oljetrykket, som igjen tilsvarer kjøre-tøyets vekt X retardasjonen. Dette gjør at bremseeffekten kan bli flere ganger kraftigere enn for vanlige friksjonsbremser. Dette spiller imidlertid mindre rolle på forholdsvis glatt veibane ved at systemets bremseeffekt avhenger av veigrepet,

men for f.eks tørre betongdekkers skyld mæ det innstalleres en sikkerhetsventil mellom pumens ut og innløp for at retardasjonen, ikke skal bli skadelig stor.

Det som foran er nevnt om systemets bremseeffekt og blokkeringsfrie hjul etc. gir i seg selv den nest beste bremseeffekt som kan oppnås. Den beste oppnås når maksimal oppbremsing oppnås uten at hjulets berøringspunkt beveger seg i forhold til veibanen(ikke sklir). Dette oppnås i følge oppfinnelsen ved en overstyring av stemplet 5 i fig 1 slik at dreiemotstanden til en hver tid ligger like under hjulenes veigrep.

Den enkleste måten og oppnå dette anntas å være ved hjelp av ett referansehjul som vanlig ikke blir oppbremset som i fig 2 for å måle kjøretøyets og ikke hjulenes hastighet. Dette kan enten være boggihjul eller ett ekstra målehjul med bare hastighetsmåling som oppgave, eller ev. annen teknikk som er i stand til å måle kjøretøyets hastighet/bevegelse uavhengig av de oppbremsede hjulene. Dette skjer i følge oppfinnelsen som vist i fig.2 ved at både forhjul 1 og bakhjul 2 og ett referansehjul 3 ved hver sin lille oljepumpe 1.1 - 2.1 - 3.1 og 3.2 avgir en mindre oljemengde oljemengde til overstyring av stemplene 5 i fig 1. Benyttes f.eks tannhjulspumper sørger avløpstrupninger 1.2-2.2- og3.2 for passende redusert trykk slik at referansehjulet 3 går lettest mulig.

Oljen fra 3.1 og 2.1 trykker på hver sin side av stemplet i sylinderen 2.3. Dersom hjulet 2 begynner å miste grepet mot. veibanen vil dets hastighet avta, og trykket fra 3.1 blir større enn fra 2.1. Bevegelsen som oppstår i 2.3 overføres til strupingsstemplet 5 i fig 1 til å åpne dette,sammtidig som bryteren 2.4 varsler ved lys. Når bremseeffekten av hjulet 2 er redusert til å følge veibanen gjennopprettes likevekten i 2.3, og bremseeffekten øker igjen ved at motsatt bevegelse overføres til stempel 5 i fig 1. Det samme skjer med hjulet 1.

Varmeavledning: Varmgangen oppstår og opptas her i selve oljen, hvilket gjør at den enkelt kan bortledes ved at oljen fra den ene siden til den andre av hjulmotor/pumpe passerer gjennom kjøleren 7 med kjølerørene 7.1 hvor kjølevann tilkobles direkte fra viftekjølt radiator gjennom vannløpene 7.2 og 7.3.

Omkobling fremmdrift/bremsing/nødbrems/parkeringsbrems:

Ved fremmdrift snus kikventilene 3 og 4 med åpnongene mot kanalene 8 og 9 som er inn/utløp fra hydraulikkpumpe/motor (trykkgivende pumpe), samt inn mot navmotor.

Ved bremsing snus kikventilene 3 og 4 inn mot navmotor samt

mot bakveggen (tetning).

Ved bruk somparkerigs eller som nødbrems snus begge ventil-åpningene mot bakveggen og oljeavløpet fra navmotoren er av-stengt. Ved bakslagsventilen 10 kan olje slippe derfa og inn til navmotoren, men ikke tilbake, og navmotoren er dermed sikret mot å gå tom for olje'.

Drift, kraftoverføring: Siden det benyttes en eller'annen form for motor til å utføre bremsearbeidet vil det også være natur-lig å benytte denne til kraftoverføring. Det oppnås derved en krets med uavhengig drift på 2,4 eller flere hjul, også på henger ved behov som kan nyttes ved mindre hastighet og større kraftbehov, mens det ved høyere hastigheter kobles motordriften via differnsial direkte til hjulene gjennom akselen 2.4 i fig 1. Den eneste form for gir som da trengs er da den som er vist i fig 3.

Giret: Dette kan i følge oppfinnelsen utføres som i fig 3.: Når akselen 1 drives til å rotere fra motoren med tannhjulet 1.1 bringer dette planethjulene 2 til å rotere med om sin egen aksel 2.1 som ytterst er festet til innsiden av hjulet 3. Planethjulene 2 er på andre siden i inngrep med hjulet 4.1

på utgående aksel 4. Ytterst på hjulet 3 er en tannkrans som går i inngrep med drivhjulet til en tannhjulspumpe/motor 5. Kraften fra 1.1 fordeles via planethjulene 2 og og aksel 2.1 mellom 3 og 4.1 med halve hastigheten og derved dobbel kraft på hjulet 3. Når akselen 4 holdes igjen av vognhjulet vil i første omgang hjulet 3 bringes til å rotere dersom pumpen 5 løper fritt, og akselen 4 være uten drift (frikoblet).

Dette skjer ved fritt gjennomløp av trykk og sugeside på pumpen 5

Slippes oljetrykk fra en regulerbar hydraulikkpumpe til navmotorene lar man pumpen 5 løpe fritt, og kjøretøyet drives av navmotorene. Når kjøretøyet skal over i større hastigheter stenges oljen til navmotorene ved kikventilene 3 og 4 i fig 1, samt utløpet på pumpen 5 i fig.3. Hjulet 3 i fig 3 bremses da opp og planethjulene 2 dreies om egen aksel 2.1 og overfører kraftenfra 1.1 til 4.1 og 4, men i motsatt dreieretning. Ønskes hastighet over hastigheten til aksel ls slippes oljetrykk inn på pumpen 5 slik at hjulet 3 roterer motsatt vei av akselen 1. Man oppnår derved en trinnløs variasjon av omsetningsforholdet fra OO til 1 (eller mer) med hydraulisk kraftoverføring, og derfra fra 1 til 1 og trinnløst overgir så langt det måtte ønskes ved direkte akseldrift.

Revers oppnås ved å snu oljestrømm til navmotorene. Man kan derved om ønskelig kjøre forover på den ene siden og bakover på den andre. Hastighet akterover blir da som for hydraulisk drift forover.

Frihjul: Hvis akselen 1 driver eller løper fortere enn akselen 4 vil hjulet 3 forsøke å rotere samme veg som akselen 1. Blir akselen 4 trukket av vognhjulene, eller hastigheten, blir større enn ls vil hjulet 3 rotere motsatt vei.

Ved stenging av bare det ene utløpet av pumpen 5 i fig 3 vil bare den ene dreieretning blokkeres. Når akselen 4 vil rotere hurtigere enn 1 vil dreieretningen på pumpen 5 være motsatt av om akselen 1 trekker, hvilket gjør at dette derfor virker som ett automatisk frihjul. Ønskes frihjulet omkoblet til fast drift stenges også den andre siden av pumpen 5.

Innebygget hastighetskontroll, maksemalhastighet:

Ønskes en maksimal hastighet som ikke skal overskrides kan dete enkelt annordnes ved enten overstyring av sleidestemplt 5 i fig 1, eller ett liknende stempel plassert i kikventilen 4. Innstilles dette f.eks på ett gjennomstrømmningsareal tilsv. f.eks. 80 km.t., vil oljetrykket stige så snart denne hastighet overskrides.

Dette trykket overføres via ett stempel direkte til gassregulat-oren. Sammtidig vil en vanlig trykkbryter som til vanlig bremselys kunne gi varsel om overskredet fart.

Det er på denne måte også fremmtidig mulig å overta myndig-hetenes fartskontroller innebygget i kjøretøyet, ved at det f.eks ved hvert trafikkskilt som anngir hastighetssone plass-eres en radiosender i likhet med slike som brukes til å åpne garasjeporter etc. som sender ett.skjermet signal som mottas av tilsv, mottaker i kjøretøyet, og som innstiller det nevnte ekstra sleidestempel etter dette. Hastighetskontrollene kunne da begrenses til å konsentrere seg om de som ulovlig satte systemet ut av funksjon, og dette ville for det meste kunne kontrolleres med automatisk radarkontroll og en radiomottaker som oppfanget signaler for annen hastighet,og startet denne. I en innkjøringsfase til alle kjøretøy er utstyrt med dette

må systemet midletidig være utkoblbart.

Fordelene ved en som her omtalt kombinert hastighetsbegrenser/ kraftoverføring kan oppsumeres slik:

1 Blokkeringsfrie bremser.

2 Ved hjelp av effektiv hastighetsmåling oppnås optimal bremsevirkning under alle forhold.

3 Kraftigere bremser.

4 Trenger ikke bremseforsterker, selv på tygste kjøretøy.

5 Varmgang bortledes effektivt, kan brukes ubegrenset.

Bremsesvikt på grunn av varmgang elimineres.

6 Ingen friksjonsvirkning, minimal slitasje.

7 Brukes til drift av 2, 4 eller flere hjul, også på henger 8 Gir og tospeed overflødig, gir trinnløs variabel om-setning. Kan nyttes som automatgir. 9 2 innbygde nødbremse på hvert hjul. Parkeringsbrems på alle hjul..

10 Erstatter differensial brems/sperre.

11 Valgbart frihjul eller fast drift.

12 Kontroll av maksimal hastighet. Kan utbygges til å overta minst 90 % av all hastighetskontroll av trafikk på

en langt mer effektiv måte.

13 Enkle betjeninger som alle kan gjøres under fart.

Claims (10)

1. Låsningsfri hastighetsbegrenser (brems) for kjøretøyer ved væsketrykk med kraftoverføring, karakterisert ved opparbeidelse av hydraulisk mottrykk ved regulering av gjennomløpsarealet mellom trykk og sugeside på en hydraulisk pumpe/navmotor som er festet til hvert hjul.

2. Låsningsfri hastighetsbegrenser (brems) for kjøretøyer i følge krav 1, karakterisert ved at den samme hydrauliske pumpe/ navmotor nyttes i forbindelse med en annen regulerbar hydraulisk pumpe (trykkgiver) tilkoblet kjøretøyets motor som kraftoverføring til kjøretøyets og eventuellt til tilhengers hjul.

3 . Låsningsfri hastighetsbegrenser (brems) for kjøretøyer i følge krav 1, karakterisert ved at hastigheten på ett nøytralt ikke oppbremset hjul motholdes hastigheten på.de oppbremsede hjul, f.eks. ved oljetrykk fra det nøytrale hjul som mottrykk for ojetrykk fra de oppbremsende hjul som i fig 2 over ett stempel, og hvor den resulterende bevegelse overføres til overstyring av gjennomløpsarealet i den hydrauliske pumpe/navmotor nevnt i krav 1, ved at forskjell i de to hastigheter øker gjennomstrømningsarealet inntil lik hastighet igjen er oppnådd.

4 Låsningsfri hastighetsbegrenser (brems)for kjøretøyer i følge krav 1 og 2, karakterisert ved at det mellom den hydraliske pumpe/navmotors ut og innløpsside innmonteres en oljekjøler som enten kjøles av kjølvann fra radiator, olje eller andre kjølemedier.

5 . Låsningsfri hastighetsbegrenser (brems) for kjøretøyer i følge krav 1 og 2, karakterisert ved at det gjennom pumpen/navmotoren føres en aksel 2.4 i fig 1 for direkte drift fra kardan/aksel.

6. Låsningsfri hastighetsbegrenser (brems) for kjøretøyer i følge krav 1, 2 og 3, karakterisert ved at det som det fremmgår i fig 3 i stedet for gir på akselen 1 mellom motor og differensial annbringes ett gir som i fig.

3 fordeler inngående aksels bevegelse/kraft mellom utgående aksel etter samme prinsipp som i en differensial, og en hydraulisk pumpe/motor, 5, som enten ved å løpe fritt virker som frikopling, eller ved å stenges for utløpet den ene vei virker som frihjul, eller stengt begge veier virker som en direkte kopling.

7. Låsningsfri hastighetsbegrenser (brems) for kjøretøyer i følge krav 1 og- 2, karakterisert ved at det ved pumpen/navmotorens inn og utløp annbringes ventiler, f.eks. kikventiler 3 og 4 i fig 1, som kan velge mellom sluttet kretsløp mellom inn og utløp gjennom kjøleren 7, eller mellom pumpe/navmotor fig 1 og trykkgiverpumpe, eller en eller begge løp til pumpe/navmotor helt stengt, og som kan betjenes enten manuellt mekanisk, hydraulisk,elektrisk eller annet.

8 Låsningsfri hastighetsbegrenser (brems) for kjøretøyer i følge krav 1, 2 Og 3, karakterisert ved at enten i pumpen/navmoorens innløp eller utløpsside eller begge steder annbringes en gjennomstrømningsregulator, f. eks. ett sleidestempel 5 i fig 1 som kan opereres uavhengig av de andre ventilannordninger som er nevnt i krav 7.

9. Låsningsfri hastighetsbegrenser (brems) for kjøretøyer i følge krav 1, 7. og 8, karakterisert ved at det enten nyttes en grensestoppanordning for det ene sleidestempel 5 eller ett annet liknende stempel i kikventilen 3 som kan stilles til en maksimalgrense for ønsket oljegjehnomstrømning, samt en overføring av det trykk som måtte oppstå ved hastighet tilsvarende over dette areal via ett stempel/sylinder,belg etc. til drivmotorens hastighets-regulator (gas) for automatisk kontroll av maksimal hastighet, og hvor sleidestemplet for gjennomstrømningsarealet kan innstilles i trinn på forhåndsinnstilte hastigheter.

10. Låsningsfri hastighetsbegrenser. (brems) for kjøretøyer i følge krav 9, karakterisert ved at de annordninger som forhåndsinnstiller maksimalhastigheten enten kan være manuellt regulert fra kjøretøyet eller fjærnstyrt ved radiomottaker i kjøretøyet og sender for kort avstand som sender ett skjermet signal fra veikanten i likhet med sendere for garasjeporter, modellfly etc. eller begge deler, og som derved fjernstyrt kan sette ned hastigheten og eventuellt stoppe kjøretøy om nødvendig, samt fra kjøretøyet sende ut varselsignal til andre ved stopp ved ras, kollisjon etc.