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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht auf ein schwerkraftgetriebenes Fahrzeug, insbesondere
Schlitten, Bob, Seifenkiste, Renner oder dergleichen, mit einem
Geschwindigkeitsbegrenzer.
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Hintergrund der Erfindung
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Während des
Sommers bieten Skierholungsgebiete in den Bergen Schlittenabfahrten
auf einer Bahn an. Die Bahn besteht gewöhnlich aus einer Einheit aus
vorgefertigten Teilen, die eine Vielzahl unterschiedlicher Kurven
und Geraden umfassen. Die Bahn ist so ausgeformt und ausgelegt,
dass sie sich an das Berggelände
anpasst und kann in der Länge zwischen
305 und 1524 m (1000 bis 5000 Fuß) betragen abhängig vom
vertikalen Gefälle
zwischen Anfang und Ende. Die Bahnen werden normalerweise auf einem
Unterbau im Boden verlegt mit einer Neigung, die z. B. von 10 bis
22 Prozent variieren kann. Die Bahn kann auch aus einer Straße, einem
Pfad oder anderem Gelände
bestehen, das eine Neigung oder ein Gefälle aufweist.
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Herkömmliche
Schlitten besitzen Kufen zum Gleiten, Räder zum Beschleunigen und Gummistreifen
zum Bremsen. Jeder Schlitten ist ausgelegt einen Fahrer zu tragen,
der die Geschwindigkeit des Schlittens mit einem Steuerknüppel steuert.
Der Steuerknüppel
führt zum
Beschleunigen, wenn er nach vorne geschoben wird, zum Gleiten, wenn
er in seine Mittellage verbracht wird, und zum Bremsen, wenn er nach
hinten gezogen wird.
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In
einer Bahn, die eine kräftige
Neigung von z. B. 16–22
Prozent besitzt, wird normalerweise ein Schlitten eingesetzt, bei
dem am Steuerknüppel
Vorderräder
sowie Kufen vorgesehen sind. Wird der Steuerknüppel nach vorne geschoben,
heben die Räder
einen Teil des Schlittenunterbaus weg von der Bahn, was zu weniger
Reibung der Kufen auf der Bahn führt.
In einer Bahn, die eine geringere Neigung von z. B. 10–15 Prozent
besitzt, wird normalerweise ein Schlitten eingesetzt, bei dem Vorder-
und Hinterräder
sowie Kufen vorgesehen sind. Die Hinterräder sind auf weniger stark
geneigten Bahnen notwendig wegen der Reibung, die durch die Kufen
auf der Bahn verursacht wird, denn sonst würde es der Schlitten nicht
die Bahn hinunter schaffen. An herkömmlichen Schlitten, die für stärker geneigte
Bahnen gedacht sind, sind keine Hinterräder vorgesehen, weil der Schlitten
damit zu schnell werden würde.
Ein Schlitten ohne Hinterräder
neigt jedoch zum „Schwänzeln", was ein Schlitten
mit Hinterrädern
nicht tut. Folglich läuft
ein Schlitten mit Hinterrädern
ruhiger und weniger unfallgefährdet,
ist aber nicht auf Bahnen mit kräftigerer
Neigung anwendbar, weil die Hinterräder den Schlitten zu schnell
machen würden.
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Eine
herkömmliche
Schlittenbremse wird im Patent
US
2 467 932 beschrieben.
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Wie
zu erwarten ist, fahren einige Fahrer die Bahn zu schnell hinunter,
was manchmal zu Unfällen mit
Verletzungen führt.
Unfälle
werden normalerweise durch übertriebene
Geschwindigkeit verursacht, die den Fahrer vom Schlitten und auf
die Bahn fallen lässt
oder in einigen Fällen
sogar dazu führt,
dass die Bahn verlassen wird. Wenn Verletzungen auftreten, sind
diese normalerweise gering und bestehen aus Schürfwunden und blauen Flecken,
sie können
aber auch Knochenbrüche
umfassen. Solche Verletzungen sind jedenfalls ärgerlich für einen Bahnbetreiber und können gelegentlich
Prozesse nach sich ziehen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Mängel
am Stand der Technik werden durch das Verwenden eines Geschwindigkeitsbegrenzers
verringert, der gemäss
einem oder mehrer Aspekte der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Allgemein
beschrieben, begrenzt ein Geschwindigkeitsbegrenzer, der gemäss den Grundzügen der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist, die Geschwindigkeit eines schwerkraftgetriebenen
Fahrzeugs, um es zu ermöglichen
Schlitten mit Hinterrädern
anzuwenden für
Abfahrten auf Bahnen oder im Gelände mit
kräftigem
Gefälle.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Geschwindigkeitsbegrenzer
für ein schwerkraftgetriebenes
Fahrzeug geschaffen. Der Geschwindigkeitsbegrenzer umfasst ein Gehäuse, das
eine Flüssigkeit enthält und an
einem Chassis des schwerkraftgetriebenen Fahrzeugs befestigbar ist.
Der Geschwindigkeitsbegrenzer umfasst auch zumindest einen Rotor,
der auf zumindest einer Radachse des schwerkraftgetriebenen Fahrzeugs
innerhalb des Gehäuses
angebracht ist. Der zumindest eine Rotor hat eine äußere Umfangsfläche, die
einer Innenfläche
des Gehäuses
gegenübersteht,
wobei die Drehung der zumindest einen Radachse verlangsamt wird
entsprechend dem Widerstand, den die Flüssigkeit verursacht, die während der
Drehung der zumindest einen Radachse gegen die Innenfläche des
Gehäuses
gedrückt
wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile werden durch die technische Lösung gemäß der vorliegenden
Erfindung erreicht. Andere Ausführungen
und Aspekte der Erfindung werden hier eingehend beschrieben und
als Bestandteil der beanspruchten Erfindung gerechnet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Der
Gegenstand, der die Erfindung ausmacht, wird in den Ansprüchen am
Ende der Beschreibung näher
angegeben und beansprucht. Die oben genannten und andere Gegenstände, Merkmale
und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden ausführlichen
Beschreibung offenbart, in der auf die angelegten Zeichnungen verwiesen
wird, in denen:
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1 zeigt
eine Perspektivansicht einer Oberseite eines schwerkraftgetriebenen
Schlittens, der bei Bergabfahrten in Skierholungsgebieten während des
Sommers benutzt wird;
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2 zeigt
eine Perspektivansicht eines Fahrgestells des schwerkraftgetriebenen
Schlittens, der in 1 gezeigt wird;
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3 zeigt
eine Explosionsdarstellung einer Ausführung einer Hinterachseinheit,
die gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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4 zeigt
eine Explosionsdarstellung einer Ausführung eines Geschwindigkeitsbegrenzers,
der gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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5 zeigt
einen Querschnitt durch den zusammengebauten Geschwindigkeitsbegrenzer,
der in 4 gezeigt wird;
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6 zeigt
eine Seitenansicht einer Ausführung
eines Rotors, der 12 Blätter
hat und in einem Geschwindigkeitsbegrenzer gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann, längs der Linie 6-6 in 5;
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7 zeigt
eine Seitenansicht einer anderen Ausführung eines Rotors, der 18
Blätter
hat und in einem Geschwindigkeitsbegrenzer gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann;
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8A zeigt
eine Seitenansicht einer anderen Ausführung eines Rotors, der 18
Blätter
hat und in einem Geschwindigkeitsbegrenzer gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann;
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8B zeigt
eine Querschnitt durch den Rotor, der in der 8A gezeigt
wird, längs
der Linie 8B-8B;
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9A zeigt
eine Seitenansicht einer anderen Ausführung eines Rotors, der 18
Blätter
hat und der in einem Geschwindigkeitsbegrenzer gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
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9B zeigt
einen Querschnitt durch den Rotor, der in der 9A gezeigt
wird, längs
der Linie 9B-9B;
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10A zeigt eine Seitenansicht einer anderen Ausführung eines
Rotors, der 18 Blätter
hat und der in einem Geschwindigkeitsbegrenzer gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
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10B zeigt einen Querschnitt des Rotors, der in
der 10A gezeigt wird, längs der
Linie 10B-10B;
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11 zeigt
einen Querschnitt einer anderen Ausführung eines Geschwindigkeitsbegrenzers, der
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, einschließlich einer
Achse als Teil einer Hinterachseinheit;
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12 zeigt
eine Explosionsdarstellung einer anderen Ausführung eines Geschwindigkeitsbegrenzers,
der gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile werden durch die technischen Lösungen gemäß vorliegenden
Erfindung erreicht. Andere Ausführungen
und Aspekte der Erfindung werden im folgenden näher beschrieben und als Teil
der beanspruchten Erfindung gerechnet.
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Bevorzugte Ausführungen
der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein hydraulischer Geschwindigkeitsbegrenzer
geschaffen, der an einer Hinterachseinheit eines schwerkraftgetriebenen
Fahrzeugs angebracht wird, um stabilere, sicherere und lustigere
Fahrten zuzulassen. Im folgenden wird der Geschwindigkeitsbegrenzer
in Bezug auf einen alpinen Schlitten beschrieben, aber es sollte
klar sein, dass der Geschwindigkeitsbegrenzer auch für andere
schwerkraftgetriebene Fahrzeuge verwendet werden kann, die bei starkem
Gefälle
Geschwindigkeitssteuerung verlangen, wie z. B. der Seifenkisten,
Bobs, Renner und dergleichen. Es sollte auch klar sein, dass der Geschwindigkeitsbegrenzer
an einer Vorderachseinheit oder an einer oder mehreren Achseinheiten
eines schwerkraftgetriebenen Fahrzeugs angebracht werden kann.
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1 und 2 veranschaulichen
die Oberseite beziehungsweise das Fahrgestell eines als Beispiel
gezeigten alpinen Schlittens 100, der angepasst werden
kann einen Geschwindigkeitsbegrenzer gemäß einem oder mehrerer Aspekte
der vorliegenden Erfindung aufzunehmen. Der alpine Schlitten 100 hat ein
Chassis 110 zum Tragen eines Fahrers auf der Oberseite
und einen Steuerknüppel 120 zum
Steuern von Beschleunigen und Bremsen des Schlittens. Der Steuerknüppel 120 erstreckt
sich durch das Chassis 110 und ist an eine Vorderachseinheit
einer typischen Fahrmechanik für
einen alpinen Schlitten angeschlossen, die an das Fahrgestell (2)
des Chassis 110 angeschlossen ist. Die Fahrmechanik umfasst
eine Kufeneinheit 130 und die Vorderachse, die an die Vorderräder 140 angeschlossen
ist, und wird zum Beschleunigen und Bremsen des Schlittens 100 angewendet.
Der Steuerknüppel 120 wird
dazu angewendet die Anwendung und den Kontakt der Vorderräder 140 und
der Kufen 130 mit der Bahnoberfläche zu steuern. Wenn z. B.
der Steuerknüppel 120 nach
vorn gedrückt
wird, werden die Kufen 130 vom Untergrund hochgehoben,
was dazu führt,
dass der alpine Schlitten 100 mit weniger Reibung läuft weil die
Vorderräder 140 verwendet
werden.
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Der
Schlitten 100 hat auch eine Hinterachseinheit 150 einschließlich Hinterrädern 152.
Die Hinterachseinheit 150 ist am Fahrgestell des Chassis 110 angebracht. 3 veranschaulicht
eine Ausführung
der Hinterachseinheit 150 einschließlich eines Geschwindigkeitsbegrenzers 300 gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt,
umfasst die Hinterachseinheit 150 Hinterräder 152,
die an Radnaben 154 angebracht sind, die mit den Enden
der Hinterachsen 156, 158 in Eingriff stehen.
Die anderen Enden der Hinterachsen 156, 158 stehen
mit dem Geschwindigkeitsbegrenzer 300 in Eingriff. Eine
Befestigungseinheit schafft bringt eine Verbindung der Hinterachseinheit 150 mit
dem Fahrgestell des Chassis 110. Die Befestigungseinheit
umfasst Bügel 180,
welche an das Fahrgestell des Chassis 110 angeschlossen
werden und durch welche die Hinterachsen 156, 158 laufen,
und eine Montageplatte 182, die mit dem Gehäuse 300 des
Geschwindigkeitsbegrenzers verbunden ist.
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Eine
erste Ausführung
des Geschwindigkeitsbegrenzers gemäß einem oder mehrerer Aspekte
der vorliegenden Erfindung wird in 4 bis 6 veranschaulicht. 4 und 5 veranschaulichen einen
Geschwindigkeitsbegrenzer, der zwei Hinterachsen 156, 158 besitzt,
die in der Mitte zwischen den Hinterrädern 152 getrennt
sind, und zwei Rotoren 410, 420, die mit Enden
der Hinterachsen 156, 158 in Eingriff stehen.
Der Geschwindigkeitsbegrenzer umfasst ein Gehäuse 300 (das in 4 aufgebrochen
gezeigt wird um die Innenwand des Gehäuses 300 zu zeigen),
das eine erste Seite 404 und eine zweite Seite 406 hat,
die mit dem Gehäuse 300 verschraubt
oder verbunden oder an ihm befestigt sind und mit einem O-Ring 407 abgedichtet
sind. Lager 452 zum Drehen der Hinterachsen 156, 158 sind
an den Stellen angebracht wo die Hinterachsen 156, 158 sich
durch 158 durch die erste und die zweite Seite 404, 406 des
Gehäuses 300 erstrecken.
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Das
Gehäuse 300,
das die erste Seite 404 und die zweite Seite 406 umfasst,
bildet einen Hohlraum zum Einschluss einer Flüssigkeit. Die erste Seite 404 und
die zweite Seite 406 haben je einen Flansch 405 zur
Befestigung der Montageplatte 182 (3). Der
zentrale Teil der Innenwand des Gehäuses 300 zwischen
der ersten Seite 404 und der zweiten Seite 406 hat
eine rauhe Oberfläche 402,
die z. B. eine Vielzahl Grate und Täler umfasst. Eine Dichtung 500 ist
auch an der Durchführungsstelle
der Hinterachsen 156 und 158 durch die erste Seite 404 und die
zweite Seite 406 vorgesehen.
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Wie
aus 4 und 5 hervorgeht, ist ein Anschlussteil 452 nahe
den Enden der Hinterachsen 156, 158 teleskopisch
angebracht und gesichert. Die Anschlussteile 452 stehen
im Eingriff mit den Rotoren 410 und 420 und veranlassen
die Rotoren 410, 420 sich mit den Hinterachsen 156 bzw. 158 und
den Hinterrädern 152 zu
drehen. Der Rotor 410 hat eine erste Seite 412,
die einer ersten Seite 422 des Rotors 420 zugekehrt
ist, und eine zweite Seite 414, die der ersten Seite 404 des
Gehäuses 300 zugekehrt
ist. Der Rotor 420 hat eine zweite Seite 424,
die der zweiten Seite 406 des Gehäuses 300 zugekehrt
ist. Der Rotor 410 hat auch eine zentrale Nabe 416,
die eine zentrale Nabe 426 des Rotors 412 aufnimmt. Die
zentralen Naben 416 und 426 tragen zur korrekten
Ausrichtung der Hinterachsen 156 und 158 bei, beeinflussen
aber nicht die Drehung der anderen Achsen. Eine Vielzahl Bohrungen 430 umgeben
die zentralen Naben 416 und 426 der Rotoren 410, 420.
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Eine
Platte 418, die eine Vielzahl Bohrungen 419 besitzt,
ist nahe der zweiten Seite 414 des Rotors 410 und
eine Platte 428, die auch eine Vielzahl Bohrungen 429 besitzt,
ist nahe der zweiten Seite 424 des Rotors 420 angebracht. Äußere Umfangsflächen 411, 421 der
Rotoren 410 bzw. 420 stehen der Innenfläche 402 des
Gehäuse 300 gegenüber.
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Während des
Betriebes strömt
Flüssigkeit aus
und zum mittleren Teil des Gehäuses 300 aus und
zu Flüssigkeitskammern 502, 504 (5)
durch die Vielzahl an Bohrungen 419, 429, die
in den Platten 418 bzw. 428 aufgeformt sind, und
die Mehrzahl an Bohrungen 430, die in den zentralen Naben 416, 426 der
Rotoren 410 bzw. 420 ausgeformt sind. Die Vielzahl
an Bohrungen 419, 429, die in den Platten 418 bzw. 429 ausgeformt
sind, und die Vielzahl an Bohrungen 430, die in den Naben 416, 426 der
Rotoren 410 bzw. 420 ausgeformt sind, schaffen
eine Flüssigkeitsverbindung
zwischen dem Mittelteil des Gehäuses 300 und
zwei äußeren Flüssigkeitskammern 502, 504 um
im Betrieb Umwälzung
von Flüssigkeit
zu gestatten. Ohne diese Durchlassbohrungen würde der Betrieb der Rotoren
ohne Umwälzung vonstatten
gehen und ständig
gleichen Teil der Flüssigkeit
umwälzen
ohne irgendeinen Austrag zu den Flüssigkeitskammern 502, 504.
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Wie
aus 6 hervorgeht, umfassen die zweiten Seiten 414 und 424 der
Rotoren 410 bzw. 420 eine Vielzahl Rotorblätter 702,
die enge Flüssigkeitskanäle (z. B. 704)
und breite Spitzen besitzen. Verschieden andere Ausführungen,
die eine Vielzahl Rotorblätter
auf den zweiten Seiten 414 und 424 der Rotoren 410 bzw. 420 aufweisen
und die im Geschwindigkeitsbegrenzer gemäß Prinzipien der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können,
sind in 6 bis 10B veranschaulicht,
in denen Zollmaßeinheiten
angegeben werden. Die Anzahl und die Winkel der Flüssigkeitskanäle und Rotorblätter und
die Profile derselben können
die spezifische Leistung des Schlittens beeinflussen (z. B. Gegenkraft
gegen Geschwindigkeit) abhängig
von den Bedingungen der Bahn und der gewünschten Geschwindigkeit. In
den alternativen Ausführungen
arbeiten die Rotorblätter ähnlich dem
Laufrad einer Zentrifugalpumpe. Eine jede dieser Rotorausführungen
kann in Bezug auf die Breite der Blattspitzen, den Winkel der Blätter, den
Abstand zwischen den Blättern,
die Maße,
die Anzahl der verwendeten Blätter und
andere relevante Eigenschaften im Rahmen des Standes der Technik
variieren.
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Zusätzlich zur
Anwendung unterschiedlicher Typen von Rotoren, kann die Leistung
des Geschwindigkeitsbegrenzers durch den Typ der Flüssigkeit
beeinflusst werden. Je dickflüssiger
z. B. die verwendete Flüssigkeit
ist, desto mehr Widerstand stellt sie dem Betrieb der Rotoren, die
im Geschwindigkeitsbegrenzer benutzt werden, entgegen. Die Größe des Widerstandes
hängt von
der Flüssigkeitsviskosität ab. Veränderungen
von sehr wenig Widerstand bis zu sehr viel Widerstand sind von der
benutzten Flüssigkeit
abhängig.
Die Art der Flüssigkeitsviskosität die verwendet
wird ist auch abhängig
vom Gefälle
der Rutsche oder Bahn. Obgleich Mineralöl benutzt werden kann, hat
es sich erwiesen, dass Mineralöl
nicht seine Ausgangsviskosität
beibehält
während
durch Reibung Energie absorbiert wird. Bei Tests sank die Widerstandskraft
des Begrenzers mit bis zu 40% bei einem Temperaturanstieg von weniger
als 38°C
(100 Grad Fahrenheit). Dieser Widerstandsverlust verschlechtert
die gewünschte
Funktion des Geschwindigkeitsbegrenzers.
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Silikonflüssigkeit
führt zu
einer mehr wünschenswerten
Leistung als Mineralöl,
weil sie bei ähnlichem
Temperaturaufstieg weniger an Viskosität verliert. Tatsächlich zeigte
es sich bei Tests mit Silikonflüssigkeit,
dass eine Verringerung von weniger als 2% des Widerstandes gemessen
werden konnten bei einer Laufzeit von vier Minuten und einer Drehzahl
entsprechend einer Geschwindigkeit von 35 km/h (22 Meilen pro Stunde)
und einen Temperaturanstieg von ungefähr 21°C (70 Grad Fahrenheit). Folglich
führt eine
Silikonflüssigkeit
oder eine Flüssigkeit
mit ähnlichen
Temperaturbeständigkeitseigenschaften
zu besseren Leistungsresultaten bei einem Geschwindigkeitsbegrenzer
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung.
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Im
Betrieb wird die Geschwindigkeit des Schlittens begrenzt, indem
man einen Geschwindigkeitsbegrenzer verwendet, der gemäß den Prinzipien der
vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Während der Schlitten einer Bahn
nach unten folgt, drehen sich Hinterräder 152 und veranlassen
gleichzeitig die Hinterachsen 156, 158 sich zu
drehen. Die Drehung der Hinterachsen 156, 158 veranlasst
ihre jeweiligen Rotoren 410, 420 sich auch gleichzeitig
zu drehen. Die Drehung der Rotoren 410, 420 führt dazu,
dass die Flüssigkeit,
die im Gehäuse 300 enthalten
ist, umgewälzt
und das Flüssigkeit
gegen die rauhe Innenfläche 402 des
Gehäuses 300 gedrückt wird.
Infolgedessen wird der Drehung der Rotoren ein Widerstand entgegengesetzt
durch das Zusammenwirken der Kanäle
und der Spitzen der Rotoren, die Flüssigkeit gegen die rauhe Innenfläche 402 des
Gehäuses 300 und
durch die Vielzahl an Bohrungen 419, 429 drücken und
so die Umdrehungsgeschwindigkeit der Hinterachsen 156, 158 begrenzen,
die ihrerseits die Drehung der Hinterräder 152 einschränken. Wenn folglich
die Umdrehungsgeschwindigkeit der Hinterräder 152 einen Schwellenwiderstand
des Geschwindigkeitsbegrenzers erreicht, lässt es der Geschwindigkeitsbegrenzer
nicht zu oder verhindert er, dass sich die Hinterräder 152 zu
schnell zu drehen. Durch die Anwendung von zwei Achsen 156, 158,
wird die Umdrehungsgeschwindigkeit jedes Hinterrades einzeln durch
den jeweiligen Rotor und durch das Zusammenwirken von der rauhen
Innenfläche 402 und der
Flüssigkeit
gesteuert. Wenn der Schlitten z. B. einer Biegung folgt oder durch
eine Kurve entlang der Bahn läuft,
dreht sich das eine Hinterrad schneller als das andere und schränkt der
Geschwindigkeitsbegrenzer gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfin dung überschüssige Geschwindigkeit
jedes einzelnen Rades und des Schlittens insgesamt ein.
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In
einer alternativen Ausführung,
die in 11 gezeigt wird, kann für die Hinterachseinheit eine
Achse 1202 zur Anwendung kommen, die einen Geschwindigkeitsbegrenzer
mit nur einem Rotor 1204 hat. Bei anderen Ausführungen
kann die Hinterachseinheit mehr als zwei Hinterachsen umfassen (z. B.
drei Achsen) und Geschwindigkeitsbegrenzer mit nur einem oder mit
mehreren Rotoren. Bei einer Hinterachseinheit, die, wie in 11 gezeigt,
nur eine einzige Achse und einen Rotor hat, erstreckt sich die einzige
Achse 1202 durch das Gehäuses 300 und nach
außen
durch die ersten und zweiten Seiten 404, 406.
Dichtungen 500 und O-Ringe oder Scheiben 407,
die Leckage der Flüssigkeit
verhindern, die im Gehäuses 300 enthalten
ist, und Lager 452, die Drehung der einzigen Achse 1202 ermöglichen,
sind da angebracht, wo die einzige Achse 1202 durch die erste
und die zweite Seite 404, 406 des Gehäuses 300 geführt ist.
Der einzige Rotor 1202 hat Rotorblätter auf den Seiten, die den
Platten 418, 429 gegenüberstehen, die gemäß denen
für die
vorher besprochen Rotoren 410, 420 ausgeformt
sind.
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Im
Betrieb (oder bei Abfahrt des Schlittens eine Bahn hinunter) führt die
Drehung der Hinterräder 152 gleichzeitig
zur Drehung der einzigen Achse 1202, die den einzigen Rotor 1204 antreibt.
Während der
einzige Rotor 1202 sich dreht, wird Flüssigkeit durch die Bohrungen 419, 429 in
den Platten 418 bzw. 428 in den mittleren Teil
des Gehäuses 300 gesaugt
und gegen die Innenfläche 402 des
Gehäuses 300 gedrückt, was
der Drehung einzigen Rotors 1204 einen Rotationswiderstand
oder eine Gegenkraft entgegensetzt. Wenn der Rotor 1204 sich
schneller dreht, führt
das zu mehr Reibung und wird der Drehung des Rotors 1204 ein
immer höherer
Widerstand entgegengesetzt. Diese Reibung und dieser Widerstand
begrenzt schließlich
die Umdrehungsgeschwindigkeit des einzigen Rotors 1204,
der die Umdrehungsgeschwindigkeit der einzigen Achse 1202 und
beeinflusst und folglich die Umdrehungsgeschwindigkeit der Hinterräder 152.
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12 zeigt
eine weitere Ausführung
eines Geschwindigkeitsbegrenzers gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung für
einen alpinen Schlitten. Wie aus 12 hervorgeht
umfasst die Hinterachseinheit eine mittlere Achse 1302,
die an Radachsen 1304, 1306 für die Hinterräder 152 angeschlossen
ist. Der Geschwindigkeitsbegrenzer 1302 umfasst eine Hydraulikeinheit,
die ein Getriebegehäuse 1328 und
einen abgedichteten Flüssigkeitsbehälter 1314 einschließt um eine
Flüssigkeit
umzuwälzen
um die Drehung der mittleren Achse 1302 zu regeln.
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Das
Getriebegehäuse 1328 beherbergt
ein erstes Hydraulikpumpenzahnrad 1320 und ein zweites
Hydraulikpumpenzahnrad 1322. Das erste Hydraulikpumpenzahnrad 320 erstreckt
sich durch und dreht sich mit der mittleren Achse 1302.
Während sich
der Schlitten bewegt, greift das erste Hydraulikpumpenzahnrad 1320 mit
dem zweiten Hydraulikpumpenzahnrad 1322 ein und treibt
dieses an. Eine Pumpenzahnradwelle 1324 trägt das zweite
Hydraulikpumpenzahnrad 1322. Schwimmende Pumpenlager 1326 sind
auf beiden Seiten der ersten und des zweiten Hydraulikpumpenzahnrads 1320, 1322 angebracht
um Drehung der mittleren Achse 1302 und der Pumpenwelle 1324 zu
ermöglichen.
Das Zahnradpumpengehäuse 1328 und
eine Außenseite 1316 des
Flüssigkeitsbehälters 1314 bilden
einen Hohlraum, der das erste und das zweite Hydraulikzahnrad 1320, 1324 und
schwimmende Pumpenlager 1326 aufnimmt und Flüssigkeitsverbindung
steht mit dem Flüssigkeitsbehälter 314.
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Wenn
das erste und zweite Hydraulikpumpenzahnrad 1320, 1324 außer Eingriff
geraten, schaffen sie ein erweitertes Volumen auf der Zulaufseite
der Zahnradpumpe. Flüssigkeit
fließt
aus dem Flüssigkeitsbehälter 1314 durch
einen Einlass 1318, der in der Seite 1316 des
Flüssigkeitsbehälters 1314 ausgeformt
ist, in das Zahnradpumpengehäuse 1328 hinein.
Der Eingriff der Pumpenzahnräder 1320, 1322 zwingt
(z. B. unter Druck) die Flüssigkeit
durch eine Auslassöffnung 1319 zurück in den
Flüssigkeitsbehälter. Ein
Durchflussbegrenzer oder eine Blende 1312 ist in der Auslassöffnung 1319 angebracht,
um die Menge der durch die Auslassöffnung 1319 gepumpten
Flüssigkeit
zum Flüssigkeitsbehälter 1314 während der
Drehung des ersten und zweiten Hydraulikzahnrads 1320, 1322 zu
regulieren.
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Die
Enden der mittleren Achse 1302 erstrecken sich durch das
Zahnradpumpengehäuse 1328 beziehungsweise
den geschlossenen Flüssigkeitsbehälter 1314 und
schließt
an Achsen 1304, 1306 für die Hinterräder 152 an.
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Eine
Dichtung 1340, wie zum Beispiel, eine doppelte Lippenöldichtung,
ist an beiden Enden der mittleren Achse 1302 angebracht,
die aus dem Zahnradpumpengehäuse 1328 und
dem Flüssigkeitsbehälter 1314 herausragt
um ein Auslaufen der Flüssigkeit
zu verhindern.
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Jedes
Hinterrad 152 ist an eine Radnabe 1350 angeschlossen,
die am einen Ende einer Radwelle 304 angebracht ist. Das
andere Ende der Radachse 1304 umfasst eine Freilaufkupplung 1352,
die mit dem Ende der Hauptwelle 1302 in Verbindung steht.
Durch die Kupplungen steuert die schnellere Radachse die Zahnradpumpe.
Die Kupplungen 1352 sind notwendig weil die Räder 152 in
den in den Kurven der Bahn unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweisen.
Ein Lager 1360, wie z. B. ein doppeltes gekapseltes Lager,
wird zwischen den zwei Enden der Radwelle zur Befestigung am Chassis 200 des Schlittens 100 angebracht.
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Die
Radachsen 1304, 1306, entweder einzeln oder zusammen
mit der anderen Radachse, treiben die Zahnradpumpe an während der
Schlitten sich die Bahn hinunter bewegt. Während der Schlitten sich die
Bahn hinunter bewegt, veranlassen die Hinterräder 152 die Radachsen 1304, 1306 sich
zu drehen, was wiederum die mittlere Achse 1302 dazu bringt
sich zu drehen. Die Drehung der mittleren Achse 1302 veranlasst
das erste Hydraulikpumpenzahnrad 1320 sich zu drehen. Wegen
dem Zahneingriff führt
die Drehung des ersten Hydraulikpumpenzahnrads 1320 zu
einer Drehung auch des zweite Hydraulikzahnrads 1322. Das
erste und zweite Hydraulikpumpenzahnrad 1320, 1322 veranlassen
die Flüssigkeit
durch den Einlass 1318 vom Flüssigkeitsbehälter 1314 zu
strömen
und drücken
die Flüssigkeit
durch die Auslassöffnung 1312 zurück in Flüssigkeitsbehälter 1314.
Die schnellere Radachse steuert wegen der Freilaufkupplungen die
Zahnradpumpe. Wie oben erwähnt,
erlaubt die Freilaufkupplung Vorlauf der einen Radachse, wenn z.
B. in Kurven die Räder
sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.
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Wenn
der Schlitten schneller läuft,
muss mehr Flüssigkeit
durch die Öffnung 1312 strömen, was
zu einem immer höheren
Widerstand gegen die Drehung des ersten und zweiten Hydraulikzahnrads 1320, 1322 führt. Dieser
Widerstand begrenzt die Umdrehungsgeschwindigkeit dieser Zahnräder, was die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Hauptwelle 1302 beeinflusst
und in der Folge auch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Radachsen 1304.
Folglich führt
die Leistung, die benötigt
wird, um Flüssigkeit durch
die Öffnung 1312 zu
pumpen, zu einer Gegenkraft bei Rädern 152 und wird
schließlich
die Geschwindigkeit des Schlittens gebremst. Diese zusätzliche
Reibung an den Rädern 152 vermindert
die Gefahr herab, dass ein Fahrer zu schnell fährt um auf dem Schlitten zu
bleiben.
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Ein
hydraulischer Geschwindigkeitsbegrenzer oder -regler, der gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ermöglicht es ein schwerkraftgetriebenes
Fahrzeug, das mit Hinterrädern
versehen ist, auf Bahnen mit größerer Steigung anzuwenden,
was zu einem stabileren und sichereren Schlitten führt. Die
Stabilität
des Schlittens führt auch
zu einer lustigeren Fahrt die Bahn hinunter und mindert die Wahrscheinlichkeit
einer Verletzung des Fahrer.
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Auch
wenn hier bevorzugte Ausführungen bildlich
dargestellt und beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann
offensichtlich, dass verschiedene Veränderungs-, Zusatz-, Ersatz-
und ähnliche Möglichkeiten
denkbar sind ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen und dass solche
Möglichkeiten folglich
als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind.