PL234641B1 - Zespół wypornościowy pojazdu kołowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół wypornościowy pojazdu kołowego, przeznaczony do poruszania się w ekstremalnych warunkach terenowych - w środowisku wodnym, błotnym, głębokiego śniegu, oblodzonych akwenach wodnych, terenach piaszczystych i skalnych.

W parkach narodowych, krajobrazowych i lasach państwowych, prowadzi się prace związane z zahamowaniem sukcesji roślinności na terenach wodnych, grzęzawisk błotnych. Uzyskane wiadomości, odnoszące się do sukcesji różnych zespołów leśnych, opierają się głównie na obserwacjach i badaniach porównawczych, w których uwzględnia się czynniki siedliskowe, a zwłaszcza stopień rozwoju gleby. Do tych prac używa się dostępnych na rynku pojazdów typu amfibia, quad.

Obecnie specjalistyczne pojazdy koncepcyjne, przeznaczone do badań jak i do ratownictwa brzegowego i śródlądowego zbudowane są na bazie auta terenowego i kadłuba łodzi motorowej ze standardowymi kołami pozwalającymi się poruszać w terenie utwardzonym. Niedogodnością tych pojazdów jest jednak to, że nie można ich użyć w terenach grząskich i zaśnieżonych. Znane są również ze stosowania amfibie z napędem gąsienicowym do prowadzenia zabiegów ochronnych na jeziorach, rzekach i kanałach, które umożliwiają dojazd do podwodnego chronionego terenu, koszenie roślin wodnych oraz porządkowanie brzegów kanałów. W przemyśle znane są również pojazdy śnieżne zwane ratrakami, które zaprojektowane są do poruszania po śnieżnym terenie i przygotowania stoków zjazdowych i tras narciarskich do zjazdów. Przystosowanie techniczne tych pojazdów do obserwacji terenowych, realizacji akcji ratowniczych w górach możliwe jest tylko w okresie zimowym, a do transportu rzeczy należy używać holowanej przyczepy bazującej na podwoziu ratraka.

Powyżej przytoczone przykłady pojazdów mimo tego, że są zaprojektowane do pokonania przeszkód w konkretnych warunkach terenowych, nie łączą w sobie tych wszystkich funkcji w jednym. I tak na przykład, gdy pojazd jest przystosowany do pływania i prowadzenia prac na różnego rodzaju ciekach wodnych, nie potrafi się poruszać w terenach grząskich takich jak bagna oraz terenach piaszczystych i głęboko zaśnieżonych. Taka sama sytuacja dotyczy np. pojazdów gąsienicowych, które potrafią się poruszać w terenach grząskich takich jak bagna, ale mają kłopot z poruszaniem się w terenach piaszczystych i głęboko zaśnieżonych oraz wodnych.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 194647 (B1) znany jest pojazd terenowy przeznaczony do poruszania się po podłożu o niskiej nośności, głównie zaś na powierzchni terenów podmokłych i bagnistych. Pojazd ma podwozie, którego głównym elementem nośnym jest dźwigar rurowy i którego linia osiowa pokrywa się ze wzdłużną płaszczyzną symetrii pojazdu. Dźwigar ma przelotowe otwory o osi pionowej, w których osadzone i trwale zamocowane są łożyska poprzeczno-wzdłużne, złożone z tulei zewnętrznej i wciśniętej do jej wnętrza panwi, wyposażonej od dołu w kołnierz oporowy. We wnętrzu panwi ulokowany jest obrotowo rurowy czop, który trwale jest połączony z osią skrętną, przykładowo przednią w połowie jej długości, przy czym każda z osi skrętnych ma na czopie jeden stopień swobody ruchu obrotowego w płaszczyźnie poziomej.

W polskim zgłoszeniu patentowym nr P380550 (A1) ujawniono konstrukcję do podnoszenia wyporności pojazdu drogowego, która ma formę wydłużonych błotników w postaci podłużnych komór. Komory błotników w widokach z góry i z boku mają kształty zbliżone do prostokątów, ponadto z końców komór wychodzą odpowiednio osłona pierwsza i osłona druga, natomiast z powierzchni dolnej błotników wychodzi szereg osłon gumowych. Wnętrza komór są wypełnione substancją stałą, cechującą się bardzo niskim ciężarem właściwym. Substancja stała ma wysoką ognioodporność i zachowuje stały kształt nadany jej przez powierzchnie wewnętrzne komór.

Z kolejnego polskiego zgłoszenia patentowego nr P412908 (A1) znany jest system mocowania zbiornika wypornościowego do pojazdu ziemno-wodnego przystosowanego do pracy w terenie wodnym, który zawiera pojazd ziemno-wodny, którego burty lub płyta pokładowa wyposażona jest w uchwyty, zbiornik wypornościowy, którego burta wyposażona jest w występy oraz podporowe uchwyty, w którym połączenia pojazdu ziemno-wodnego z podporowymi uchwytami są rozłączne, jak również połączenia podporowych uchwytów z zbiornikiem wypornościowym są rozłączne.

Opona niskociśnieniowa odporna na przebicie, zwłaszcza dla pojazdów terenowych (ATV) ujawniona w polskim zgłoszeniu patentowym nr P318970 (A1) posiada przynajmniej jedną parę wkładek elastomerowych, przy czym jedna wkładka rozciąga się radialnie do wewnątrz od każdej krawędzi bieżnika w kierunku rdzenia drutówki. Ustawiony radialnie wewnętrzny koniec wkładki jest umieszczony od wewnątrz wierzchołka wkładki elastomerowej, znajdującego się powyżej odpowiednich rdzeni drutówki. Rdzenie drutówki posiadają szeroką, zasadniczo płaską, ustawioną radialnie wewnętrzną

PL 234 641 B1 podstawę, która kiedy opona jest zamontowana na tradycyjnym wieńcu nominalnym ATV, umożliwia oponie pozostanie na wieńcu koła, nawet kiedy nie jest ona napompowana. Opona posiada unikalny bieżnik, którego część centralna posiada obwodowy rząd bloków albo występów.

Natomiast międzynarodowe zgłoszenie patentowe nr WO2012091631 (A2) dotyczy pneumatycznych opon samochodowych, a w szczególności opon niskociśnieniowych przeznaczonych do stosowania w pojazdach do jazdy w terenie i na terenach o małej nośności. Opona dla pojazdu terenowego z napędem na wszystkie koła ma obudowę wyposażoną w osnowę o grubości zasadniczo stałej i równej 0,007-0,030 wysokości profilu opony.

Celem wynalazku było zatem zaprojektowanie zespołu wypornościowego pojazdu kołowego, który rozwiązywałby powyżej wymienione problemy i niedogodności. Dodatkowo postanowiono zapewnić rozwiązanie o większej funkcjonalności, które łączy w sobie trzy główne funkcje istniejących już pojazdów: pojazdu terenowego, łodzi poruszającej się po tafli wody oraz pojazdu śnieżnego. Pojazd kołowy wyposażony w zespół wypornościowy według wynalazku ma zdolność poruszania się we wszystkich wyżej opisanych warunkach terenowych bez potrzeby dodatkowej modyfikacji w terenie. Znajduje zastosowanie zarówno w służbach ratowniczych jak i w rolnictwie, leśnictwie i ochronie środowiska.

Zespół wypornościowy pojazdu kołowego, według wynalazku zawiera ramę, złożoną z szeregu połączonych trwale ze sobą podłużnych elementów, które stanowią konstrukcję wsporczą dla kadłuba wypornościowego oraz dla zawieszenia do którego przymocowany jest zespół kół niskociśnieniowych.

Korzystnie, gdy kadłub wypornościowy zbudowany jest z co najmniej trzech części, przy czym skrajne części są zakrzywione do góry, tworząc kształt kadłuba przypominający spłaszczoną literę U.

Korzystnie, gdy kadłub wypornościowy wykonany jest z lekkich stopów metali o łącznej wyporności od 1,5-2,5 tony.

Korzystnie, gdy zespół kół niskociśnieniowych 4a, 4b, 4c, 4d zawiera opony niskociśnieniowe o ciśnieniu od 0,3 do 1,5 bar oraz o łącznej wyporności 1,5-2,0 tony.

Korzystnie, gdy zespół kół niskociśnieniowych 4a, 4b, 4c, 4d sterowany jest przez centralny system pompowania z możliwością automatycznego ustawiania ciśnienia w kołach, w zakresie od 0,1 do 1,8 bar.

Zespół wypornościowy pojazdu kołowego, jest to zespół wielu dopasowanych do siebie elementów, zarówno pod względem geometrycznym jak i funkcjonalnym, połączonych za pomocą elementów łączeniowych ramy z elementami wypornościowymi, zespołem napędowym, zawieszeniem oraz kołami niskociśnieniowymi. Zachowane zostały również, parametry techniczne związane z geometrią terenową pojazdu, który dotyczy między innymi prześwitu poprzecznego i podłużnego.

Zespół wypornościowy pojazdu kołowego według wynalazku pozwala pojazdowi swobodnie i bezpiecznie poruszać się w trudnych warunkach terenowych oraz transportować ludzi i przedmioty na znaczne odległości.

Sposób operowania zespołem wypornościowym pojazdu kołowego, polega na takiej samej zasadzie jak prowadzenie każdego innego pojazdu terenowego, ale z możliwością jednoczesnego pokonywania przeszkód terenowych w czterech różnych środowiskach takich jak: środowisku wodnym, bagiennym, pustynnym i śnieżnym, bez potrzeby dostosowania pojazdu do danych warunków. Operator pojazdu, będzie mógł posiadać tylko uprawnienia do kierowania kołowym, mechanicznym pojazdem samochodowym, bez potrzeby posiadania patentu żeglarskiego czy dokumentu operatora pojazdu gąsienicowego.

Dodatkowe zalety pojazdu wyposażonego w zespół wypornościowy to niski koszt utrzymania w gotowości służb ratowniczych, wzrost bezpieczeństwa obsługi operatorów pojazdów i osób im towarzyszących oraz ograniczenie obsługi personalnej o różnych specjalnościach zawodowych.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach realizacji nie ograniczając jego zakresu oraz na rysunku, na którym:

fig. 1 przedstawia zespół wypornościowy w widoku rozstrzelonym, fig. 2 przedstawia kadłub wypornościowy w widoku aksonometrycznym z dołu, fig. 3 przedstawia kadłub wypornościowy w widoku aksonometrycznym z góry, fig. 4 przedstawia kadłub wypornościowy w widoku z góry.

P r z y k ł a d 1

Zespół wypornościowy pojazdu kołowego został zaprojektowany z przeznaczaniem do pracy w terenie wodnym, błotnym, terenach głębokiego śniegu, oblodzonych akwenach wodnych, terenach piaszczystych i skalnych. Pojazd posiada ramę 1, która złożona jest z szeregu połączonych trwale ze

PL 234 641 B1 sobą podłużnych elementów, które stanowią konstrukcję wsporczą dla elementu wypornościowego 2 zbudowanego z trzech części, skrajne części są zakrzywione do góry, tworząc kształt kadłuba przypominający spłaszczoną literę U oraz dla połączenia ramy nośnej z zawieszeniem 3, do którego przymocowane są koła niskociśnieniowe 4a, 4b, 4c, 4d. Element wypornościowy 2 ma wyporność 1,5 tony. Zespół kół niskociśnieniowych 4a, 4b, 4c, 4d zawiera opony niskociśnieniowe o ciśnieniu od 0,3 bar oraz o łącznej wyporności 1,5 tony. Zespół wypornościowy wyposażony jest w centralny system pompowania kół, który w zależności od warunków terenowych, z pozycji kabiny operatora pojazdu ma możliwość zmiany ciśnienia w kołach zależnego od typu opony. System jest w pełni zautomatyzowany, pozwalający bardzo precyzyjnie i natychmiastowo ustawić zadane ciśnienie o parametrach najbardziej dogodnych dla koła do pokonania przeszkody terenowej. System jest sprawdzony w różnych warunkach środowiska, zarówno w niskich jak i w wysokich temperaturach. W warunkach wodnych, silnie zapylonych, piasku i błocie oraz w warunkach wysokogórskich. Funkcja ta może być realizowana, gdy pojazd jest w czasie postoju lub też w ruchu. System uwzględnia również parametry niezbędne do regulacji ciśnienia z powodu zmiany temperatury. Po dłuższym postoju, rozpocznie się automatyczne dopompowanie, aby osiągnąć zalecane ustawienia, ponieważ ciśnienie będzie niższe gdy opony są zimne. Jeżeli różnica temperatury jest zbyt wysoka, niskie ciśnienie może zostać zidentyfikowane jako nieszczelność lub małe przebicie. Głównym celem stosowania tego systemu jest poprawa mobilności w tym prędkości transportowanego ładunku poprzez rozłożenie obciążenia w kontakcie pojazdu z podłożem poprzez optymalizację powierzchni styku opony z podłożem, w zależności od terenu (droga utwardzona/szosa, droga gruntowa/szuter, pole orne, piasek, błoto, śnieg).

Główne korzyści to poprawa mobilności pojazdu, poprzez: pewniejsze prowadzenie pojazdu w trudnym terenie, możliwość pokonania miękkiego podłoża (piaski, wydmy, tereny podmokłe), redukcja zrywania przyczepności, poprawa ekonomiczności eksploatacyjnej, oszczędność paliwa, redukcja destrukcji podłoża (zagęszczania), zwiększenie żywotności opon, optymalizacja pracy opon niskociśnieniowych i terenowych oraz poprawa bezpieczeństwa i komfortu użytkowania: wykrywanie i kompensacja nieszczelności podczas jazdy, obniżenie ryzyka rozerwania opony, redukcja wstrząsów i wibracji.

P r z y k ł a d 2

Zespół wypornościowy pojazdu kołowego zbudowany tak jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że zawiera element wypornościowy 2 o wyporności 2,5 tony oraz zespół kół niskociśnieniowych 4a, 4b, 4c, 4d zawiera opony niskociśnieniowe o ciśnieniu 1,5 bar oraz o łącznej wyporności 2 ton.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół wypornościowy pojazdu kołowego, znamienny tym, że zawiera ramę (1) złożoną z szeregu połączonych trwale ze sobą podłużnych elementów, które stanowią konstrukcję wsporczą dla kadłuba wypornościowego (2) oraz dla zawieszenia, do którego przymocowany jest zespół kół niskociśnieniowych (4a, 4b, 4c, 4d).
2. 2. Zespół wypornościowy pojazdu kołowego według zastrz. 1, znamienny tym, że kadłub wypornościowy (2) zbudowany jest z co najmniej trzech części, przy czym skrajne części są zakrzywione do góry, tworząc kształt kadłuba przypominający spłaszczoną literę U.
3. 3. Zespół wypornościowy pojazdu kołowego według zastrz. 2, znamienny tym, że kadłub wypornościowy (2) wykonany jest z lekkich stopów metali o łącznej wyporności od 1,5-2,5 tony.
4. 4. Zespół wypornościowy pojazdu kołowego według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół kół niskociśnieniowych (4a, 4b, 4c, 4d) zawiera opony niskociśnieniowe o ciśnieniu od 0,3 do

   1,5 bar oraz o łącznej wyporności 1,5-2,0 tony.
5. 5. Zespół wypornościowy pojazdu kołowego według zastrz. 4, znamienny tym, że zespół kół niskociśnieniowych (4a, 4b, 4c, 4d) sterowany jest przez centralny system pompowania z możliwością automatycznego ustawiania ciśnienia w kołach, w zakresie od 0,1 do 1,8 bar.