CZ33484U1 - Pásové vyprošťovací zařízení pro kolová vozidla - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká oblasti dopravy a rozšiřuje schopnosti stávajících silničních a terénních kolových vozidel o schopnost samovyproštění, bez větší manuální zátěže na posádku vozidla. Stejně tak může být technické řešení významné pro kolovou techniku v oblasti sportovních terénních závodů aut nebo pro kolovou techniku ozbrojených sil a bezpečnostních sborů.

Dosavadní stav techniky

Průjezdnost techniky patří mezi jeden ze základních ukazatelů užitných vlastností vozidla. Pohyb vozidla je realizován přenosem sil mezi koly, resp. pásy vozidla a podložkou. Tuto schopnost přenosu sil nazýváme adheze, která vlivem třecích sil umožňuje vyvíjet tažné abrzdné síly. Naproti adhezi působí druhá veličina zvaná valivý odpor udávaná koeficientem valivého odporu. Velikost koeficientu valivého odporu je závislá na druhu kontaktních materiálů a vlastnostech povrchů, také na poloměru valeného tělesa a na jeho rychlosti.

Zatímco pro silniční vozidla pohybující se po zpevněných komunikacích je důležitější adheze, tedy třecí síly působící mezi komunikací a koly vozidla (běhounem kol), protože valivý odpor povrchu tuhé vozovky je nízký, pro jízdy po nezpevněných komunikacích nebo terénem se poměry radikálně mění. Zatímco vyšší přítlačná síla vozidla působící na pneumatiky, a tím na vozovku, může v rámci adheze na tuhé vozovce zvýšit vzájemné třecí síly běhounu kola a povrchu vozovky, a tím zlepšit přenos trakčních sil, při jízdě v terénu naopak vyšší měrný tlak na podložku zvyšuje deformaci nezpevněné podložky, boření běhounu a zvyšuje tak valivý odpor. Výsledkem může být až zapadnutí vozidla, přinášející nutnost jeho vyproštění.

Mezi základní prvky stabilizace jízda a zlepšení průchodnosti vozidel terénem, jsou elektronické systémy jako, ABS, který brání blokování aprokluzu kol při jízdě po kluzkém a měkkém povrchu, systém ASR, který zlepšuje stabilitu vozidla a přenos sil od motoru na vozovku. Dalšími jsou například nej různější uzávěrka diferenciálů, bránící rozdílnému pohybu kol v rámci jedné nápravy mající za výsledek prokluzování kola s menší adhezi a blokaci kola s vyšší adhezi. Uzavřená uzávěrka diferenciálu tak umožní samovyproštění vozidla tam, kde jen jedno nebo část hnacích kol vozidla uvízlo v měkkém terénu a jejich adhezní síly nejsou schopny přenášet dostatečnou trakční sílu, zatímco jiná kola ano.

Spoléhat se na vyproštění další osobou, resp. jinou technikou, není vždy z časového hlediska vhodné, proto dalším řešením úkolových podvozků jsou přípravky pro samovyproštění, mezi které můžeme řadit např. sněhové řetězy, navijáky a nej různější podložky kol. Některé z těchto prostředků však nejsou čistě vyprošťovacími, jako sněhové řetězy. Ty mohou sloužit i ke zvýšení trakčních schopností kol a průjezdových vlastností vozidla v závějích a na namrzlých vozovkách tím, že umožňují svým tvrdým výběžkovitým povrchem kontakt kola s vozovkou v případech, kdy běhoun pneumatiky díky kluzké vrstvě ledu nebo sněhu ztrácí svůj adhezní kontakt s vozovkou. Pro kluzké terény lze využít i pneumatiky s hřeby povolené pro některá vozidla s právem přednosti v jízdě nebo speciální běhouny pneumatik, zvyšující hranový záběr, odvod nečistot a vody a rozrušující kluzkou ledovou vrstvu tak, aby se maximalizoval hranový záběr nebo zvýšila přilnavost pneumatiky k povrchu vozovky.

Speciální oblastí využití samovyprošťovacích prostředků je oblast armády. Vojenská technika je svým určením přímo předurčena pro kombinovaný provoz tvořený nejen jízdou po silnici, ale též jízdou po nezpevněných komunikacích a v terénu. Pro zvýšení průjezdnosti především těžké techniky je tato často opatřována pásy. Ty mají lepší parametry rozložení hmotnosti vozidla při

- 1 CZ 33484 U1 jeho průchodu měkkým terénem, což v kombinaci s výstupky zvyšujícím záběr pásu přináší kýžený průjezdový efekt.

K uváznutí techniky však může dojít i z důvodu nedostatečné světlé výšky vozidel, tedy stavu, kdy průjezdný profil podvozku, určující, jak hluboko může technika zapadnout, aniž by došlo k přímému kontaktu pevných částí podvozku s podložím a tzv. uváznutí na břiše, znamenající, že funkce pohonného systému je eliminována díky přímému přerušení jeho kontaktu s podložím, nedostačuje.

Základním úkolem systémů pro vyproštění je zvýšit trakci kol a eliminovat další boření kol do měkkého terénu. Krom již zmiňovaných řetězů jsou tak využívány především různé nájezdové plošiny, rohože nebo podkládání kol kameny, dřevem apod.

Všechny běžně dostupné prostředky vyproštění mají některé společné parametry přinášející krom výhod i nevýhody. Jedná se především o fakt, že tyto prostředky zabírají místo v úložném prostoru, jejich použití je pracné, mnohdy fýzicky a technicky náročné, a ne vždy jsou tyto prostředky schopny řidiči sami fýzicky zvládnout, včetně prvků stylu jízdy s těmito prvky pro docílení kýženého efektu samovyproštění. Spoléhat na pomoc ostatních účastníků provozu nebo na pomůcky samovyproštění z přírody, jako jsou větve pro podložení, štěrk, písek, hlína zase předpokládá použití např. lopat, kyblíků a dalších pomůcek, které opět zabírají ve vozidle místo a nepatří do běžné výbavy vozidla.

Z dokumentu US 2018/0297652 je známo technické zařízení montovatelné na klasický náboj kolového podvozku nahrazující klasické kolo pásovou náhražkou. Toto řešení je svým určením vhodné především pro stavební a zemědělskou techniku, která je provozována, jak na suchých plochách, tak i v rozbahněném terénu. Důvodem je fakt, že kovové pásy ničí povrch zpevněných komunikací, zatímco zpevněné komunikace značně poškozují pryžové pásy, resp. pryžové patky vkládané do kovových pásů. Nevýhodou je, že se nejedná o prostředek pro vyproštění, neboť výměna kol u uvázlé techniky bez pomoci zvedáků a dílenského nářadí je zcela nemyslitelná.

Z dokumentu CN 202847852 je znám kolo-pásový kombinovaný podvozek s měnitelnou trakční jednotkou. Speciálně kloubově konstruovaný podvozek umožňuje hydraulickou změnu podvozkové části zasunutím kolových polonáprav a vysunutím podvozku pásového. Nevýhodou tohoto řešení je jeho velikost a tím i značná hmotnost. Navíc toto technické řešení je stacionární a nelze jej tedy odebrat a znovu namontovat a měnit tak zatížení podvozku podle potřeby.

Z dokumentu CZ 2011-550 A3 aCZ22833Ul je známo samovyprošťovací pásové zařízení instalovatelné odnímatelně na kolové podvozky především nákladních vozidel s kombinovaným systémem výsunu a pohonu od hlavní pohonné jednotky vozidla prostřednictvím rozvodů kloubovými hřídeli. Toto řešení má hlavní nevýhodu v tom, že vozidlo musí s použitím systému počítat již při výrobě a pro tento účel přizpůsobit přenos točivého momentu a ovládací zařízení pro zapojení tohoto, v reálu, odnímatelného zařízení.

Úkolem technického řešení je navrhnout samovyprošťovací zařízení na bázi odnímatelného pásového podvozku, které by bylo použitelné na kterékoli vozidlo s dostatečnou světlou výškou a podvozkovým profilem, bez nutnosti předchozích výrobních konstrukčních úprav podvozku vozidla. Technické řešení musí být schopno být poháněno od hlavní pohonné jednotky vozidla, na něž bude instalováno, bez předchozích nebo následných konstrukčních úprav pohonných systému, systémů ovládání apod. Využitelné jsou například standardní vývody tlakových ovládání hydrauliky, elektriky nebo vzduchu, standardně na vozidle instalované např. pro účely připojení přívěsů nebo návěsů.

-2 CZ 33484 U1

Podstata technického řešení

Nedostatky známých technických řešení řeší navrhované pásové vyprošťovací zařízení pro kolová vozidla, které obsahuje pásový vyprošťovací podvozek s kostrou podvozku, s hnacím kolem, napínacím kolem, pojezdovými koly a pojezdovým pásem. Pásový vyprošťovací podvozek je uspořádaný ve spodní části vozidla pod rámem vozidla a je spojený s pákovým mechanismem. Pákový mechanismus je upevněný k rámu vozidla a je opatřeným pohonem pro polohování pákového mechanismu a s ním spojeného pásového vyprošťovacího podvozku. Pákový mechanismus má dvě základní polohy, tedy polohu přepravní, kdy je zařízení složeno do co nejmenšího tvaru pod rámem vozidla v oblasti podvozku a polohu vyprošťovací, kdy je zařízení vysunuto do vztyčené polohy tak, že se pásový vyprošťovací podvozek dotýká podložky a současně hnacího kola vozidla. Vzájemný dotyk a tím vyvolaný přenos točivého momentu z hnacího kola vozidla na pásový vyprošťovací podvozek je prováděn prostřednictvím převodového satelitu. Převodový satelit je uspořádán vně pojezdového pásu v oblasti, kde se z vnitřní strany pojezdový pás dotýká obvodového profilu hnacího kola pásového vyprošťovacího podvozku.

Ve výhodném provedení je převodový satelit tvořen třecím kolem s povrchem z materiálu s vysokou přilnavostí. Náboj třecího kola je upevněný prostřednictvím dvojice přítlačných ramen k náboji hnacího kola pásového vyprošťovacího podvozku a/nebo ke kostře pásového vyprošťovacího podvozku. Ve výhodném provedení je povrch třecího kola tvořen vrstvou gumy s vysokou adhezní přilnavostí tak, aby přenos sil byl co nej efektivnější a s co nejmenšími ztrátami vzniklými prokluzem jednotlivých styčných ploch.

V jiném výhodném provedení je převodový satelit tvořen pásovým převodovým mechanismem. Tento mechanismus je tvořen alespoň trojicí unašečů, nosnou platformou a svrchním pásem. Nosná platforma je v tomto výhodném provedení pomocí dvojice přítlačných ramen současně kotvena k náboji hnacího kola pásového vyprošťovacího podvozku a ke kostře pásového vyprošťovacího podvozku.

V dalším výhodném provedení je pákový mechanismus tvořen úchyty, vzpěrami, příčkami a pohonem. Úchyty jsou v tomto výhodném provedení odnímatelně kotveny na vnější podvozkové straně rámu vozidla v mezinápravovém prostoru. Toto uchycení umožňuje implementaci zařízení na vozidlo dle potřeby trvale nebo jen na dobu, kdy je potřeba zařízení predikovatelná budoucím účelem použití vozidla. K úchytům jsou otočně na kloubech jedním svým koncem kotveny vzpěry a pohon. Druhý konec vzpěr je otočně, opět na kloubech, kotven ke kostře pásového vyprošťovacího podvozku. Vždy dvojice vzpěr v jedné boční vertikální rovině je spojena příčkou vytvářející společný vzpěmý rám tvaru písmena H, přinášející zařízení lepší boční stabilitu ve vyprošťovací poloze. Pohon je svým druhým koncem otočně na kloubu kotven kjedné z příček pro vytvoření zdvihacího mechanismu pásového vyprošťovacího zařízení.

Podle jiného výhodného provedení je pohonem hydraulický nebo pneumatický píst s elektrickým nebo hydraulickým nebo pneumatickým ovládáním připojený na hydraulickou nebo elektrickou nebo pneumatickou soustavu vozidla. Ovladač pohonu je ve výhodném provedení vyveden do kabiny vozidla.

V dalším výhodném provedení jsou jeden z unašečů převodového satelitu a hnací kolo pásového vyprošťovacího podvozku opatřeny přídavným ozubený kolem. Tato ozubená kola jsou ve vyprošťovací poloze zařízení ve společném záběru pro efektivnější přenos trakční síly od hnacího kola vozidla na hnací kolo pásového vyprošťovacího podvozku.

Hlavní výhodou technického řešení je možnost instalace zařízení na většinu rozměrově vhodných kolových vozidel, a to bez nutnosti předchozích konstrukčních nebo servisních úprav dotčeného vozidla. Díky přenosu hybnosti z vozidla na vyprošťovací pásové zařízení prostřednictvím

-3 CZ 33484 U1 převodového satelitu odpadá nutnost propojení pohonného systému vozidla s vyprošťovacím pásovým zařízením. Propojení ovládacího systému zařízení s příslušnou soustavou vozidla je provedeno pomocí běžných elektrických nebo hadicových spojek bez nutnosti konstrukčních úprav.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže objasněno pomocí výkresů, které znázorňují:

Obr. 1 boční pohled na pásové vyprošťovací zařízení pro kolová vozidla umístěné na vozidle a vysunuté do vyprošťovací polohy;

Obr. 2 horní pohled na pásové vyprošťovací zařízení pro kolová vozidla umístěné na vozidle a vysunuté do vyprošťovací polohy;

Obr. 3 boční pohled na převodový satelit v provedení s unašeči;

Obr. 4 boční pohled na převodový satelit v provedení s dvojicí ozubených kol.

Příklady uskutečnění technického řešení

Podle obr. 1 a 2 obsahuje pásové vyprošťovací zařízení 1 pro kolová vozidla pásový vyprošťovací podvozek 2 s kostrou 3 podvozku 2, s hnacím kolem 4, napínacím kolem 5, pojezdovými koly 6 a pojezdovým pásem 7. Pásový vyprošťovací podvozek 2 je uspořádaný ve spodní části vozidla pod rámem 9 vozidla a je spojený s pákovým mechanismem 8. Pákový mechanismus 8 je upevněný k rámu 9 vozidla a vytváří hlavní stabilizační prvek celého zařízení

I udávající jeho vertikální i horizontální pozici a stabilitu. Pákový mechanismus 8 je opatřeným pohonem 10 pro polohování pákového mechanismu 8 as ním spojeného pásového vyprošťovacího podvozku 2. Pákový mechanismus 8 má dvě základní polohy, tedy polohu přepravní, kdy je zařízení 1 složeno do co nejmenšího tvaru pod rámem 9 vozidla v oblasti podvozku a polohu vyprošťovací, kdy je zařízení 1 vysunuto do vztyčené polohy tak, že se pásový vyprošťovací podvozek 2 dotýká podložky a současně hnacího kola 12 vozidla. Vzájemný dotyk, a tím vyvolaný přenos točivého momentu z hnacího kola 12 vozidla na pásový vyprošťovací podvozek 2 je prováděn prostřednictvím převodového satelitu 11. Převodový satelit

II je podle obr. 1 uspořádán vně pojezdového pásu 7 v oblasti, kde se z vnitřní strany pojezdový pás 7 dotýká obvodového profilu hnacího kola 4 pásového vyprošťovacího podvozku 2. Při vztyčení zařízení 1 do vyprošťovací polohy podle obr. 1 je převodový satelit 11 vsunut do přímého společného záběru mezi hnací kolo 12 vozidla a pásový vyprošťovací podvozek 2, přičemž krom přenosu hybné síly provádí převodový satelit 11 i změnu směru otáčení kroutícího momentu tak, aby výsledný pohon pásového vyprošťovacího podvozku 2 byl ve stejném směru, jako směr otáčení hnacího kola 12 vozidla.

Podle jednoho příkladu uskutečnění tohoto technického řešení je převodový satelit 11 tvořen třecím kolem s povrchem z materiálu s vysokou přilnavostí. Náboj třecího kola je upevněný prostřednictvím dvojice přítlačných ramen 13 k náboji hnacího kola 4 pásového vyprošťovacího podvozku 2 a/nebo ke kostře 3 pásového vyprošťovacího podvozku 2. Povrch třecího kola je v tomto příkladu uskutečnění tvořen vrstvou gumy s vysokou adhezní přilnavostí tak, aby přenos sil byl co nej efektivnější a s co nejmenšími ztrátami vzniklými prokluzem jednotlivých styčných ploch.

Podle jiného příkladu uskutečnění tohoto technického řešení uvedeného na obr. 3 je převodový satelit 11 tvořen pásovým převodovým mechanismem. Tento mechanismus je tvořen alespoň trojicí unašečů 14, nosnou platformou 15 a svrchním pásem 16. Nosná platforma 15 je v tomto příkladu uskutečnění pomocí dvojice přítlačných ramen 13 současně kotvena k náboji hnacího kola 4 pásového vyprošťovacího podvozku 2 a ke kostře 3 pásového vyprošťovacího podvozku 2.

-4CZ 33484 U1

Podle obr. 1 a 2 pákový mechanismus 8 tvořen úchyty 17. vzpěrami 18. příčkami 22 a pohonem 10. Úchyty 17 jsou v tomto příkladu uskutečnění odnímátelně kotveny na vnější podvozkové straně rámu 9 vozidla v mezinápravovém prostoru. Toto uchycení umožňuje implementaci zařízení 1_ na vozidlo dle potřeby trvale nebo jen na dobu, kdy je potřeba zařízení 1. predikovatelná budoucím účelem použití vozidla. K úchytům 17 jsou otočně na kloubech 19 jedním svým koncem kotveny vzpěry 18 a pohon 10. Druhý konec vzpěr 18 je otočně, opět na kloubech 19, kotven ke kostře 3 pásového vyprošťovacího podvozku 2. Vždy dvojice vzpěr 18 v jedné boční vertikální rovině je spojena příčkou 22 vytvářející společný vzpěmý rám 23 tvaru písmena H, přinášející zařízení 1 lepší boční stabilitu ve vyprošťovací poloze. Především při vyprošťování vozidla v nakloněné poloze do boku, by mohlo u jednoduchého nespojitého použití vzpěr 18 dojít k vylomení vzpěr 18, a tím poškození celého pásového vyprošťovacího zařízení 1. Pohon 10 je svým druhým koncem otočně na kloubu 19 kotven k jedné z příček 22 pro vytvoření zdvihacího mechanismu pásového vyprošťovacího zařízení 1.

Pohonem 10 je podle tohoto příkladu uskutečnění technického řešení hydraulický nebo pneumatický píst s elektrickým nebo hydraulickým nebo pneumatickým ovládáním připojený na hydraulickou nebo elektrickou nebo pneumatickou soustavu vozidla. Ovladač pohonu 10 je ve výhodném provedení vyveden do kabiny vozidla.

Podle dalšího příkladu uskutečnění technického řešení, zobrazeném na obr. 4, jsou jeden z unašečů 14 převodového satelitu 11 a hnací kolo 4 pásového vyprošťovacího podvozku 2 opatřeny přídavným ozubený kolem 20, 21. Tato ozubená kola 20, 21 jsou ve vyprošťovací poloze zařízení 1_ ve společném záběru pro efektivnější přenos trakční síly od hnacího kola 12 vozidla na hnací kolo 4 pásového vyprošťovacího podvozku 2.

Právě vysoká přilnavost jednotlivých materiálů tvořících povrch styčných ploch hnacího kola 4 pásového vyprošťovacího podvozku 2, napínacího kola 5, pojezdových kol 6, pojezdového pásu 7, unašečů 14. třecího kola, svrchního pásu 16 a běhounu hnacího kola 12 vozidla je nezbytným předpokladem pro co nejúčinnější přenos pohybových sil z vozidla na pásové vyprošťovací zařízení 1 a následně na podložku. Přenos sil třením může být podle některého z příkladů uskutečnění technického řešení u pásových mechanismů nahrazen přenosem sil pomocí vzájemně v záběru zabírajících zubů, nebo děr a zubů, jak je tomu částečně u řešení podle obr. 4.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení lze využít v oblasti dopravy, jako doplňkové zařízení silničních kolových vozidel. Z tohoto důvodu své uplatnění najde především u závodních vozidel a speciálů, kde požadavek na průchodnost nejrůznějším terénem je důležitým faktorem pro úspěch. Své uplatnění však může najít i v oblasti bezpečnostních sborů, kdy toto řešení dává taktickou výhodu kolové technice před klasickým provedením podvozků a částečně eliminuje nutnost dalších vyprošťovacích a samovyprošťovacích prostředků pro vyproštění uváznuté nebo zapadlé techniky.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (7)

1. Pásové vyprošťovací zařízení (1) pro kolová vozidla, obsahující pásový vyprošťovací podvozek (2) s kostrou (3) podvozku (2), s hnacím kolem (4), napínacím kolem (5), pojezdovými koly (6) a pojezdovým pásem (7) uspořádaný ve spodní části pod rámem (9) vozidla, a spojený s pákovým mechanismem (8) upevněným k rámu (9) vozidla a opatřeným pohonem (10) pro polohování pákového mechanismu (8) a s ním spojeného pásového vyprošťovacího podvozku (2) z přepravní polohy do polohy vyprošťovací, vyznačující se tím, že pásový vyprošťovací

-5 CZ 33484 U1 podvozek (2) je opatřen převodovým satelitem (11) zabírajícím ve vyprošťovací poloze s hnacím kolem (12) vozidla a současně s pojezdovým pásem (7), přičemž převodový satelit (11) je uspořádán vně pojezdového pásu (7) v oblasti hnacího kola (4) pásového vyprošťovacího podvozku (2).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že převodový satelit (11) je třecí kolo s povrchem z materiálu s vysokou přilnavostí a s nábojem upevněným dvojicí přítlačných ramen (13) k náboji hnacího kola (4) pásového vyprošťovacího podvozku (2) a/nebo ke kostře (3) pásového vyprošťovacího podvozku (2).

3. Zařízení podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že povrch třecího kola tvoří vrstva gumy s vysokou adhezní přilnavostí.

4. Zařízení podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že převodovým satelitem (11) je pásový převodový mechanismus tvořený alespoň trojicí unašečů (14), nosnou platformou (15) a svrchním pásem (16), přičemž nosná platforma (15) je pomocí dvojice přítlačných ramen (13) současně kotvena k náboji hnacího kola (4) pásového vyprošťovacího podvozku (2) a ke kostře (3) pásového vyprošťovacího podvozku (2).

5. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že pákový mechanismus (8) je tvořen úchyty (17), vzpěrami (18), příčkami (22) a pohonem (10), přičemž úchyty (17) jsou odnímatelně kotveny na vnější podvozkové straně rámu (9) vozidla v mezinápravovém prostoru, k úchytům (17) j sou otočně na kloubech (19) j edním svým koncem kotveny vzpěry (18) a pohon (10) a druhý konec vzpěr (18) je otočně na kloubech (19) kotven ke kostře (3) pásového vyprošťovacího podvozku (2), že vždy dvojice vzpěr (18) v jedné boční vertikální rovině je spojena příčkou (22) vytvářející společný vzpěmý rám (23), přičemž pohon (10) je svým druhým koncem otočně na kloubu (19) kotven k jedné z příček (22) pro vytvoření zdvižného mechanismu.

6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že pohonem (10) je hydraulický nebo pneumatický píst s elektrickým nebo hydraulickým nebo pneumatickým ovládáním připojený na hydraulickou nebo elektrickou nebo pneumatickou soustavu vozidla s ovladačem vyvedeným do kabiny vozidla.

7. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že jeden z unašečů (14) převodového satelitu (11) a hnací kolo (4) pásového vyprošťovacího podvozku (2) jsou opatřeny ozubenými koly (20, 21) ve společném záběru, pro efektivnější přenos trakční síly od hnacího kola (12) vozidla na hnací kolo (4) pásového vyprošťovacího podvozku (2).