DE1907557A1 - Vorrichtung zur Verminderung des Luftwiderstands bei Fahrzeugen - Google Patents

Description

1 i FEB. 1359

iilectric Fuel Propulsion Incorporated

Ferndale, Mich», V_eSt.A_e —

Vorrichtung zur Verminderung des Luftwiderstands

"bei Fahrzeugen

Die Erfindung "betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Ionisierung eines Teils der ein sich relativ zur luft bewegendes Fahrzeug umströmenden Luft unter Verminderung des Fahrtwind« bzw« Luftwiderstands»

Die. Erfindung eignet sich besonders zur Anwendung in Verbin« dung mit durch Elektromotoren angetriebenen Fahrzeugen, die meist eine wiederaufladbare elektrische Energiequelle mit sich führen, doch ist die Erfindung.nicht auf Fahrzeuge beschränkt, die sich auf Rädern über den Erdboden bewegen, oder auf eine spezielle Fahrzeugart, vielmehr ist die Erfindung wegen der Energie «Einsparung durch Verminderung von Energieverltisten bei jeder Fahrzeugart vorteilhafte Die Erfindung läßt sich mitihin auf jede Art eines Fahrzeugs anwenden-, das einen Fahrtwind« widerstand überwinden muß_o

Etwa zu Beginn des Zwanzigsten Jahrhunderts standen drei Auto« mobiltypen in hartem Konkurrenzkampf miteinander auf dem auf« blühenden Automobilmarkt, nämlich der Dampfwagen, der elektrisch betriebene Kraftwagen und der benzingespeiste Kraft« wagen_e Der Benzin-Kraftwagen erwies sich als Sieger und hat sich seit damals zum Mittelpunkt einer enormen Industrie und tatsächlich der gesamten Lebensführung entwickelt« Die Schwie«

«2«

909838/0956

rigkeiten, die seinerzeit für den Mißerfolg des illektrowagens. verantwortlich waren, sind immer noch nicht vollständig über- wunden worden» Obgleich bereits gewisse Verbesserungen erzielt werden konnten, sind das G-ewlehtj die ^Reichweite, die : Höchstgeschwindigkeit und die "Beschleunigung der meisten Elektrowagen immer noch bei weitem nicht konkurrenzfähig--mit den benzinbetriebenen Kraftwagen» Die Vorzüge des 3Dleirfc.row.agens, nämlich seine Laufruhe, das Fehlen von verunreinigenden Abgasen sowie der billige Betrieb, sind jedoch von solchem Gewicht, daß der Elektrowagen, ungeachtet" seiner ilaehteile, einen Platz auf dem enorm großen AutOmobilmarkt einzunehmen beginnt _a

Die bisherigen. Nachteile konnten durch Yerwendung verbesserter herkömmlicher Blei-Säure-Akkumulätoren sowie völlig neu entwickelter Batterien etwas vermindert werden. Darüberhinaus sind Verfahren zur Speicherung der verfügbaren Energie in den Akkumulatoren sowie zur wirksamsten Ausnutzung dieser Energie entwickelt worden. Ein derartiges Verfahren-verwendet eine Vorrichtung zur Büekgev/innung eines Teils der kine-frischen Energie des Fahrzeugs, dieanderenfalls "beim Abbremsen vernichtet werden würde, durch Nutzbremsung-des !atazeugs. Ein anderes . Verfahren zur Energie-Einsparung durch Verminderung des Fahrzeuggewichts, indem durch das Fahrzeug hinäurchgeblasene Luft ein Luftkissen bildet,.welches einen Teil des Fahrzexiggewichts trägt, ist in Patent oe»V««e···«·>· vom selben Anmeldetag be« schrieben, auf dessen Offenbarung hieriHit Bezug genommen wird_β Die Erfindung betrifft noch ein weiteres Verfahren zur Energie-Einsparung, bei welchem die das Fahrzeug umströmende Luft ionir. siert wird» · -- /-v

Ein guter Teil der für den VortriBb eines Fahrzeugs erforderlichen Energie wird für die Überwindung dee Luf tv/id er stands verbraucht, .da die Luft durch das Fahrzeug verdrängt und zur

909838/09S6

" - . . BAD ORIGINAL

190755?

Seite gedrückt v/erden muß, wofür Energie nötig ist, Die luft erzeugt außerdem Reitrcing zvd.seh.en ihr selbst und der gesamten Außenfläche des Fahrzeugs, und die Überwindung dieser Reibung kostet ebenfalls Energie« Darüberhinaus kann die Luft selbst das Fahrzeug verschieben, es mit Windstößen beaufschlagen und seine Bewegung behindern} zur Überwindung dieser Iiuftbewegungen ist ebenfalls Energie

Die Erfindung reduziert die zur Überwinlung der Lufteinflüsse selbst nötige Energiemenge duKch Ionisierung der Luft um einen Teil des Fahrzeugs herum«, In einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung wird die Ionisierung durch eine Anzahl sich drehender, an der Fahrzeiag-Oberseite montierter Elektr©magnete * erreicht« Obgleich die genaue Ursache für die Ionisierung bei dieser Ausführungsform nicht bekannt ist, wird angenommen, daß das sich ändernde Magnetfeld in der Eahe.der sich drehenden Elektromagnete ein elektrisches leid induziert, welches die Ionisierung der Luft "bewirkt«

Diese Elektromagneten können an einer Scheibe montiert sein, die durch eine lotrechte Welle in Drehung versetzt wird, wel« ehe ihrerseits immer "bei fahrendem Fahrzeug in Drehung ver** setzt wird, so daß die sich drehende Scheibe einer Windmühle ähnelt« Die Welle wird durch Zahnräder angetrieben, die ihrer« ■seits durch ein kleines Schleppraä angetrieben werden, das mit dem Erdböden in Berührung, steht und sich während· der Fahrt des Fahrzeugs drehte -

Diese erfindungsgemäß erreichte Verminderung des Luftwiderstands reduziert die Belastung des Motors und bedeutet somit eine Minderbelastung der vom Fahrzeug getragenen Energiequelle, beispielsweise eines Akkumulators, Benzinmotors b.dgl. Auf diese Weise werden die Betriebslebensdauer und die Wirtschaft-

909838/0956

lichkeit des !Fahrzeugs ebenso erhöht wie seine Reichweite und Geschwindigkeit«, " ■ -

Im folgenden ist eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert« Es zeigern

Fig, 1 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer an der Oberseite eines Fahrzeugs drehbar gelagerten Scheibe und

Fig« 2 eine Aufsicht auf die drehbare Scheibe gemäß Figo 1»

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist ein auf dem Erdboden fahrendes Fahrzeug 18 so ausgebildet daß ein Teil der es umströmenden Luft ionisiert wird, wenn sich eine einer Windmühle ähnelnde und eine Anzahl .von Magneten 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 und 36 tragende Scheibe 20 dreht, die in Fig. 2 in Aufsicht veranschaulicht ist» Die dargestellte Anzahl der Elektromagnete ist nur beispielhaft, da gewünsohtenfalls auch mehr oder weniger Magnete vorgesehen, sein können₀ Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist für den Antrieb des Fahrzeugs 18 beispielsweise ein Elektromotor 38 vorgesehen, der normalerweise durch Akkumulatoren 40, 42, 44 und 46 gespeist wird. Selbstverständlich könnte sich der Elektromotor auch an einer beliebigen-anderen Stelle als der beispielhaft eingezeichneten befinden« Die Erfindung soll jedoch nicht auf eine bestimmte Antriebseinrich·· tung für das Fahrzeug 18 und tatsächlich auch nicht, auf eine, bestimmte Fahrzeugart beschränkt sein, vielmehr ist die Erfindung auf jede Art eines Fahrzeugs anwendbar, das sich durch die Luft hindurch bewegt, einschließlich solcher Fahrzeuge, die auf vier Rädern über den Erdboden rollen, sowie solcher, welche sich übWr dem Erdboden durch die Luft bewegen«. Ebenso sollen die baulichen Merkmale des speziellen Fahrzeugs 18 ge-

-5-909838/0 9 Se ;

190755?

maß Pig. 1 keinesfalls eine Einschränkung der Erfindung darstelle^ da die Erfindung ohne weiteres auf Fahrzeuge verschiedener Form und unterschiedlichen Aufbaus anwendbar ist_e

Die Räder 48 und 50, die zum Zweck der Erläuterung der Erfindung als die Hinterräder angesehen werden sollen, werden über eine Achse 52 durch den Elektromotor 38 angetrieben« Die Akku*," mulatoren 40, 42, 44 und 46 liefern die Energie für den Antrieb des Elektromotors 38 und können durch einen Regler 60 in vielfache Parallel- und Reihenschaltung geschaltetv werden, und zwar in Abhängigkeit von den durch den Fahrer über das nicht dargestellte Fahrpedal übermittelten Kommandosignalen« Die gewählte Spannung wird vom Regler 60 über Leitungen 61 und 62 an den Motor 38 angelegt»

Der Regler 60 und die Akkumulatoren 40 - 46 ruhen bei der dargestellten Ausführungsform auf einer Plattform 63, die im vorliegenden Fall aus einem zylindrischen, hohlen, offenendigen Behälter besteht, dessen Achse durch den Mittelpunkt des Fahrzeugs 18 gebildet wird» Selbstverständlich braucht.sich die Plattform 63 nicht in einer bestimmten Lage im Fahrzeug zu befinden und braucht keinen bestimmten Aufbau zu besitzen, sondern kann dem jeweiligen Zweck entsprechend angeordnet und ausgebildet sein₀

Das spezielle Fahrzeug 18 gemäß Fig. 1 ist praktisch rund una \vird von einer kreisrunden Stoßstange 64 umfaßt, die auf beliebige Weise am Fahrzeug 18 befestigt sein kann« Beispielsweise könnte die Stoßstange .64 durch eine Anzahl von Speichen mit der Karosserie 66 oder einer nicht dargestellten Nabe verbunden seinj wahlweise könnte die Stoßstange 64 auch einfach 'an einer kreisförmigen, aus Vollmaterial bestehenden Metallscheibe befestigt sein, die als Fahrzeugboden dienen könnte,,

-6-909838/0 956

~⁶~ .; 190755?

Daa Fahrzeug 18 ist außerdem mit einem Metall-Dach 70 und einem rundum verlaufenden Fenster 68 versehen, durch "welches der Fahrer zu sehen vermag«,

Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Ionisierung der Luft durch die sich drehende Vollmaterial-Scheihe 20 "bewirkt, an welcher die Elektromagnete 22, 24, 26, 28, 3Ö*-32, 34 und 36 montiert sind» Diese Elektromagnete werden-durch . die Akkumulatoren 4-0, 4-2, 44 und 46 über zwei Leitungen 74 und 76 erregt, die vom Regler 60 abgehen und den Strom der Reihe nach durch die einzelnen Elektromagnete fließen lassen«, Wahlweise kann für diesen Zweck auch eine getrennte Stromquelle nebst einer beliebigen Einrichtung zum Erregen der Elektromagnete vorgesehen sein«» Ebenso können anstelle oder in Verbindung mit den Elektromagneten Dauermagnete verwendet werden»

Die Erfindung soll selbstverständlich nicht.auf eine bestimmte Art der Ionisierung beschränkt sein_? da innerhalb des Rahmens der Erfindung auch andere Einrichtungen zur Ionisierung der Luft, beispielsweise durch Strahlung, Röntgenstrahlung, Ultraviolettstrahlung, elektrische Felder, Erwärmung o_edgl_e angewandt werden können_e Ebenso soll die spezielle Aixsführungsform, bei welcher die Ionisierung durch Magnete bewirkt wird, keinesfalls auf eine Magnete tragende Drehscheibe beschränkt seine Jeder Magnet könnte v/ahlyreise auch an einem Drehflügel angebracht sein und durch, diesen gedreht werden» Außerdem könnten die Magnete sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite der Scheibe 20 angeordnet sein« Obgleich die Magnete bei/Anordnung am Umfang der Scheibe 20 auf größtmögliche Geschwindigkeit kommen, könnten sie ^ev/ünschtenfalls auch an anderen Stellen der Scheibe angeordnei; sein*

-7,

90 9 838/0 956

~⁷~ 1 9 D 7 5 5 7

Bei der in den Figo 1 und 2 dargestellten Ausführungsform wird die SeheiDe 20 immer in Drehung versetzt, wenn sich das Fahrzeug 18 über den Erdboden bewegte Me Scheibe 20 ist mittels einer nicht dargestellten, beliebigen Aufbau besitzenden ,Verbindung-mit einer lotrechten Welle 80 verbunden, die das Dach 70 durchsetzt und in einer Wellenführung 81 gelagert ist, welche eine freie Drehbewegung der Welle zulaßt» Die die Scheibe 20 in Drehung versetzende Welle 80 ist mit einem waagerechten Kegelzahnrad 83 verbunden und in einem fahrzeugfesten Träger 84 gelagert, in welchem außda?dem ein kleines Rad 86 gelagert ist, das bei der dargestellten Ausführungsform in der Mhe des Fahrzeug~Mittelpunkts angeordnet ist» Das Kegelzahn« rad 83 kämmt mit einem auf einer waagerechten Welle 90 sitzen-* den lotrechten Zahnrad 88, das durch ein weiteres, auf derselben Welle 90 sitzendes lotrechtes Zahnrad 89 angetrieben wird_β Das Zahnrad 80 wird durcb. noch ein weiteres kleines, lotrechtes Zahnrad 91 angetrieben, das über eine Welle 92 unmittelbar mit dem kleinen Had 86 verbunden ist, so daß sieh das Zahnrad 91 bei sich drehendem kleinen Rad 86 stets mitdröht und seine Drehbewegung auf die lotrechte Welle 80 überträgt· Infolge dieser Anordnung ist die Drehzahl der Welle 80 eine Funktion der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 18. Die Umlaufgeschwindigkeit der an der Scheibe 20 montierten Magnete 22 - 36 ist mithin eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeite

Wahlweise kann die Welle 80 über Zahnräder, ähnlich wie durch das kleine Rad 86, unmittelbar durch den Elektromotor 38oder durch eine beliebige andere Einrichtung angetrieben werden» Bei einer Anordnung, bei welcher die Welle durch den Elektromotor 38 getrieben wird, wäre die Drehzahl der Welle 80 eine Funktion der Drehzahl des Motors 38 und nicht der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 18. Selbst bei der Anordnung gemäß Fig.1 treibt jedoch der Elektromotor 38 selbstverständlich.die Welle 80 indirekt an, da Energie aufgewandt werden muß, um daß Rad

909838/0956

„8- ■■-■;■.■·■::;. V; ·

; 190755?

86 über den Erdboden zu schleppen«,

Die Welle 80 kann vom kleinen Rad 86 getrennt werden, indem die Welle ßO einfach angehoben wird, so daß die Zahnräder 83 und 88 außer Eingriff miteinander gelangen) dies kann jedoch auchaif andere Weise bewerkstelligt werden* Beispielsweise kann an der Welle 80 eine Kupplung zum Ein^ uM Ausrücken der Scheibe 20 vorgesehen sein« Ebenso könnte data kleine Rad 86 außer Berührung mit dem Erdboden angehoben werden_e

Die Welle 80 kann an jeder beliebigen Stelle am Fahrzeug 18 angeordnet sein; bei der dargestellten Ausführungsform ist sie jedoch im Mittelpunkt des Fahrzeugs 18 angeordnete Diese Welle 80 kann auch in Verbindung mit dem elektrisch getriebenen luftkissenfahrzeug gemäß dem eingangs genannten Patent angewandt werden« Selbstverständlich kann die Erfindung sowohl für sich als auch in Verbindung mit der Konstruktion gemäß diesem genannten Patent angewandt werden_ö

Zusammenfassend schafft die Erfindung mithin eine Vorrichtung zur Ionisierung der ein Fahrzeug umströmenden luft zwecks Verminderung des Wind- bzw. luftwiderstandes In bevorzugter Ausführungsform geschieht diese Ionisierung durch, an einer an der Fahrzeugoberseite drehbar angeordneten Scheibe montierte Elek« tromagnete« Die Scheibe kann durch Batteries^sinoiri oder durch¹ die Fahrzeug-Bewegung über die Räder des Fahrzeugs oder über ein zusätzliches kleines Rad in Drehung versetzt werden» das mit dem Erdboden in Berührung steht und seine Bewegung über ein Zahnrad-Vorgelege überträgt·

Selbstverständlich soll die Erfindung keinesfalfe auf die Verwendung bei einer bestimmten Fahrzeugart oder auf eine bestimmte Art der Einrichtung zur Ionisierung der luft beschränkt sein, vielmehr soll die vorstehend dargestellte und beschriebene·.. Ausführungsform die Erfindung beispielhaft erläutern,

909838/0956

da selbstverständlich zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen

-10-

Claims (1)

1. Pat e η tan. s ρ r ü ehe

   1. j Vorrichtung zur Verminderung des Luftwid er stands eines sich relativ zur Luft bewegenden Fahrzeugs, gekennzeiclir net durch eine Einrichtung zur Ionisierung eines ieils der das Fahrzeug umströmenden Luft,

   2_e Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Ionisiereinrichtung mindestens einen Magneten äiif· weist» , - ■■-..'-■■ \

   3ο Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet eine Drahtspule 'aufweist, welche von einem ei.e]fctrischen Strom durchflossen werden kann.

   4i Vorrichtung nach Anspruch 2 Oder 3\ dadurch gekennzexcti.*- net, daß die Ionisier einrichtung eine den. Magneten In Drehung versetiaöhdö Scheibe aufWeisti

   5ο Vorfichtüng nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, die Scheibe an der Oberseite des -Fahrzeugs drehbar gelagert isti ■

   * Bi Vorricntüng nach Änsp'ruch *4 oder 5* dadurch g^ekennzeiblmet, äSl die Bcheibe in drehung versetzbar isi; wenn sich d

   in

   7« Vorrichtung nach einem der Vorangehendin i.hsp;riiche zur /fei·— minderün% d'eö Eüftwideriständs für 'ein elektrisch nie §ährizeug mit einem von mehreren, fiadefn getragenen Aüfb'Su Und einfem iiefctromO%ur iüm iS^Mrihiini^v der fiader| um daö ^hrieüg änzütreiBln|

   BAD ORIGINAL

   durch, eine an der Fahrzeug-Oberseite montierte Scheibe, eine mit der Scheibe verbundene lotrechte Welle, die in Drehung versetzbar ist, um bei in Fahrt "befindlichem Fahr zeug die Scheibe zu drehen, und mehrere mit Abstand voneinander an der Seheibe angebrachte und sich mit ihr mitdrehende Elelrtroiüagnete zur Ionisierung der das Fahrzeug umströmenden luft imd mithin zur Herabsetzung des Widerstands der das Fahrzeug umströmenden Luftο

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7-, -sdadurch gekennzeich net, daß ein mit dem Erdboden in Berührung stehendes, sich bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug drehendes und hierbei die Welle in Drehung versetzendes Rad vorgesehen ist.

   909838/0956

   SZ

   Lee rs e i t e