SK50012013A3 - Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo - Google Patents

Abstract

Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo je tvorené aspoň jedným prútovým skeletom (1) nepravidelného uzavretého tvaru, ktorý pozostáva z ľavého a pravého páru horného a dolného oblúka (2, 3), kde aspoň spojnice ľavého a pravého páru horného a dolného oblúka (2, 3) sú prepojené priečnikmi (4). O skelet (1) je s jedným stupňom voľnosti prichytený odpružený tuhý rám (5, 6) dvojkolesovej prednej nápravy a jednokolesovej zadnej nápravy s integrovanou elektrickou pohonnou jednotkou. O skelet (1) sú pripevnené ľahké karosárske dielce čelného priezorového krytu (7), podlahy (8) so zadným krytom a bočných dverových krytov. O dolné oblúky (3) a/alebo o podlahu (8) so zadným krytom je prichytené aspoň jedno sedadlo (9) z ohýbaného plechu. O horné oblúky (2) je prichytená palubová doska (10) s riadením z ohýbaného plechu. Palubová doska (10) obsahuje displej s indikátormi základných prevádzkových údajov alebo dokovaciu stanicu s integráciou pre iPhone s aktívnym prepojením na regulačnú jednotku a pohonnú jednotku. Na odpruženom tuhom ráme (5) dvojkolesovej prednej nápravy je umiestnená batéria s predným krytom batérie.

Description

Vynález sa týka kategórie ľahkých mestských elektromobilov určených na bezproblémové premiestňovanie do cieľov určenia v rámci mesta alebo v rámci lokálných oblastí ako sú komplexy parkov, rekreačných stredísk, výletných miest a pod. Vynález spadá do oblasti automobilového priemyslu.

Doterajší stav techniky

V súčasnosti konštrukcie existujúcich štandardných dopravných cestných prostriedkov sú všeobecne známe. Ale zhustená cestná premávka v mestách si vyžiadala prevádzkovanie takých dopravných systémov, ktoré napríklad formou záchytných parkovísk v okrajových častiach miest zamedzia prístupu bežných dopravných osobných prostriedkov do centra mesta. V tomto systéme sa soby zo záchytných parkovísk do centra mesta presúvajú hromadnými dopravnými prostriedkami alebo taxíkmi.

Existuje aj dopravná stratégia, kde zo záchytných parkovísk v okrajových častiach miest by sa soby do centra mesta presúvali zapožičanými alebo vlastnými malými mestskými elektromobilmi. Taktiež osoby dochádzajúce do zamestnania v meste z prímestských oblastí by mohli jazdiť malými mestskými elektromobilmi.

Tieto dopravné stratégie viedli k celému množstvu návrhov týchto malých mestských elektromobilov. V roku 2011 sa automobilka Volswagen predstavila malým mestským dvojstopým automobilom s jednomiestnym interiérom. Vďaka hliníkovému priestorovému rámu je hmotnosť vozidla len 460 Kg. Ľahký elektromotor s výkonom 15 kW a s hmotnosťou 19 Kg je umiestnený za sedadlom vodiča. Batéria má kapacitu 5,3 kWh, čo umožňuje dojazd 65 km. Karoséria má jedny dvere s vyklopením nad strechu. Vzhľadom k tomu, že toto vozidlo je určené pre jednu osobu, je stále robustné s dĺžkou cca 3m.

Taiwanská spoločnosť ITRI predstavila mestské vozítko/elektromobil - Ecooter. Je to dvojmiestne trojstopé vozítko s jedným kolesom vpredu poháňané líthium-iontovými batériami s dojazdom 100 km. Krytovanie vozidla je tvaru sploštenej plastovej priehľadnej bubliny. Takéto krytovanie vozidla však vodičovi nezabezpečuje bezpečnosť.

Ďalej sú známe dvojstopé elektromobily ALPHA PRO K s plochým podvozkom, jednoduchými nápravami s malými kolieskami a oblúkovou karosériou s bočnými pántovými dverami pre jednu osobu. Karoséria ďalej má predný a zadný nepriehľadný kryt na ktorý nadväzujú predné a zadné plastové priehľadné prekrytia. Elektromobil je úzky, vysoký a krátky z čoho pramení jeho nestabilita pri manévrovaní už pri mierne vyšších rýchlosťach. Rám oblúkovej karosérie nezaručuje bezpečnosť vodičovi.

Uvedené skutočnosti viedli k snahe o vytvorenie koncepcie takého dopravného prostriedku pre pohyb najmä v mestách, ktorý by aj pri minimálnych rozmeroch zabezpečoval najmä bezpečnosť vodiča a stabilitu vozidla.

Výsledkom tohto úsilia je ďalej opisovaný vynález, ktorý rieši konštrukciu ultraľahkého trojstopého mestského vozidla.

Podstata vynálezu

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje konštrukcia ultraľahkého trojstopého mestského vozidla podľa tohto vynálezu, ktorého základ tvorí aspoň jeden prútový skelet pravidelného uzavretého tvaru. Tento skelet pozostáva z ľavého a pravého páru horného a dolného oblúka, ktoré sú vyrobené z uzavretých profilov, napríklad z tenkostenných napríklad oceľových rúriek s konštantným priemerom. Vzhľadom na pevnosť konštrukcie je výhodné, ak miesta styku horného a spodného oblúka sú zvárané. Z výrobného hľadiska je výhodné, ak horné a dolné oblúky majú rovnaké klenutie. Avšak je daná aj možnosť rozdielnych klenutí horného a dolného oblúka. Z bočného pohľadu spojený horný a spodný oblúk tvoria pár a vytvárajú dopredu naklonený útvar podobný elipse taký, že spojnice koncových častí horného a dolného oblúka zvierajú s horizontálov uhol β = 45° až 60°. Tieto dva páry tvorené horným a dolným oblúkom sú potrebné pre vytvorenie skeletu tak, že sa prepoja priečnikmi v miestach vrcholov útvarov podobných elipse. Takto vytvorený skelet predstavuje konštrukčný modul. V modifikácií jednosedalového vozidla sa použije len jeden takýto konštrukčný modul prútového skeletu. Z dvoch vedľa seba radených konštrukčných modulov prútových skeletov je možné vytvoriť dvojsedadlové vozidlo, kde tieto dva vedľa seba radené konštrukčné moduly prútových skeletov sa spoja pevne a prípadne rozoberateľné. Je možné použiť ešte ďalšie priečniky, napríklad v zadnej časti dolných oblúkov v mieste uchytenia odpruženého tuhého rámu jednokolesovej zadnej nápravy. V kolese zadnej nápravy je s výhodou integrovaná elektrická pohonná jednotka. V prednej časti dolných oblúkov je s jedným stupňom voľnosti uchytený odpružený tuhý rám dvojkolesovej prednej nápravy. Odpruženie je možné zrealizovať mechanickými alebo pneumatickými tlmiacimi členmi. Aj predná časť horných oblúkov môže byť opatrená taktiež aspoň jedným priečnikom. O takto vytvorený oceľový skelet pravidelného uzatvoreného tvaru, ktorý tvorý základ mobilnej štruktúry sú medzi ľavý a pravý horný oblúk pripevnené ľahké karosárske dielce umožňujúce variabilitu exteriéru. Jedná sa napríklad o čelný plastový priezorový kryt siahajúci cca od jednej tretiny výšky vozidla až po jeho maximálnu výšku, čím je zabezpečený maximálny vertikálny rozhľad vodiča. Medzi ľavý a pravý dolný oblúk skeletu je ďalej uchytená podlaha voľne prechádzajúca do zadného krytu. Karosériu dotvára aspoň jeden bočný dverový kryt s priezorom pre vodiča. Princíp tvorby karosérie spočíva jednak aj vo vytvorení vnútorného vybavenia systémom ohýbaného duralového plechu cca konštantnej šírky, ktorým sa vytvoria niektoré funkčné celky vozidla. Do interiéru vozidla patrí pevné sedadlo vodiča z ohýbaného plechu a plastu, ktoré je uchytené o dolné oblúky a/alebo o podlahu so zadným krytom. V modifikácií dvojsedadlového vozidla bude sedadlo vodiča pevné a sedadlo spolujazdca bude pevné alebo odnímateľné. Ak sa odnímateľné sedadlo spolujazdca odstráni, tak sa na mieste spolujazdca vytvorí batožinový priestor. Obdobne o horné oblúky je uchytená palubová doska z ohýbaného plechu a plastu s riadením. Pritom palubová doska obsahuje display s indikátormi základných prevádzkových údajov alebo dokovaciu stanicu s integráciou pre iPhone s aktívnym prepojením na regulačnú jednotku a pohonnú jednotku. Konštrukcia vozidla je doriešená tak, že na odpruženom tuhom ráme dvojkolesovej prednej nápravy je umiestnená batéria s predným krytom batérie. Kolesá prednej nápravy sú opatrené čiastočne uzavretými krytmi predných kolies. Do výbavy automobilu samozrejme patria všetky technické náležitosti ako sú svetlá, smerovky, brzdy uzamykanie a pod., ktoré sú nutné pre prevádzku vozidla po verejných komunikáciách.

Výhody ultraľahkého trojstopého mestského vozidla podľa tohto vynálezu spočívajú v tom, že vozidlo je založené na konštrukcií z uzavretého profilu, ktorý zároveň tvorí bezpečnostný rám. Vozidlo má vysokú stabilitu vzhľadom na konštrukciu pevnej prednej nápravy s jedným stupňom voľnosti v jednej osi, čo neumožňuje nakláňanie vozidla. Podstatnou výhodou je aj ľahká vymeniteľnosť jednotlivých segmentov karosérie čo implikuje variabilnosť vozidla a individualizáciu vozidla systémom domácej skladačky zo sériovo vyrábaných dielcov. Vozidlo je malé vzhľadom na svoju dĺžku 1800 mm, šírku 1100 mm a výšku 1600 mm. Vozidlo vďaka modulárnosti prútového skeletu môže byť jednosedadlové alebo dvojsedadlové. Dvojsedadlové vozidlo môže byť vyrobené jednak takým spôsobom, že sa na jeho konštrukciu použijú priečniky s cca dvojnásobnou dĺžkou, alebo sa vedľa seba zaradia dva modulárne prútové skelety spojené pevne alebo rozoberateľné.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález ultraľahkého trojstopého mestského vozidla bude ďalej vysvetlený na výkresoch, kde na obr. 1 je znázornený pohľad na skelet s pripojenými nápravami. Na obr. 2 je znázornený axonometrický pohľad z predu na čiastočnú kapotáž. Na obr. 3 je znázornený axonometrický pohľad zo zadu na interiérové prvky výbavy vozidla. Na obr. 4 je znázornený prútový skelet v čelnom náhľade.

Príklady uskutočnenia

Rozumie sa, že jednotlivé uskutočnenia vynálezu sú predstavované pre ilustráciu a nie ako obmedzenia technických riešení. Odborníci znalí stavom techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam vynálezu. Aj takéto ekvivalenty budú spadať do rozsahu nasledujúcich patentových nárokov.

Pre odborníkov znalých stavom techniky nemôže robiť problém optimálneho navrhnutia systému, preto tieto znaky neboli detailne riešené.

Príklad 1

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísané ultraľahké trojstopé mestské vozidlo v najjednoduchšej základnej jednosedadlovej modifikácii, ktorého základ tvorí prútový skelet 1 pravidelného uzavretého tvaru znázornený na obr. 1 a 4. Tento skelet pozostáva z ľavého a pravého páru horného a dolného oblúka 2, 3, ktoré sú vyrobené z uzavretých profilov, v tomto prípade z tenkostenných oceľových rúriek s konštantným priemerom. Miesta styku horného a spodného oblúka 2, 3 sú zvárané. Horné a dolné oblúky 2, 3 majú rovnaké klenutie. Z bočného pohľadu spojený horný a spodný oblúk 2, 3 tvoria pár a vytvárajú dopredu naklonený útvar podobný elipse taký, že spojnice koncových častí horného a dolného oblúka 2, 3 zvierajú s horizontálov uhol β = 60°. Tieto dva páry tvorené horným a dolným oblúkom 2, 3 sú prepojené v tomto prípade šiestimi priečnikmi 4 v miestach vrcholov útvarov podobných elipse, v zadnej časti dolných oblúkov 3 v mieste uchytenia odpruženého tuhého rámu 6 jednokolesovej zadnej nápravy. Aj predná časť horných oblúkov 2 je opatrená priečnikmi 4. V kolese zadnej nápravy je integrovaná elektrická pohonná jednotka. V prednej časti dolných oblúkov 3 je s jedným stupňom voľnosti uchytený odpružený tuhý rám 5 dvojkolesovej prednej nápravy. Odpruženie je realizované mechanickými a pneumatickými tlmiacimi členmi. O takto vytvorený oceľový skelet 1 pravidelného uzatvoreného tvaru, ktorý tvorý základ mobilnej štruktúry sú medzi ľavý a pravý horný oblúk 2 pripevnené ľahké karosárske dielce. Je to o čelný plastový priezorový kryt 7 siahajúci od jednej tretiny výšky vozidla až po jeho maximálnu výšku ako je to znázornené na obr. 2. Medzi ľavý a pravý dolný oblúk 3 skeletu 1_ je ďalej uchytená podlaha 8 voľne prechádzajúca do zadného krytu ako je to znázornené na obr. 3. Karosériu dotvára jeden bočný pevný kryt a jeden bočný dverový kryt s priezorom pre vodiča. Do interiéru vozidla patrí sedadlo 9 z ohýbaného plechu, ktoré je uchytené o podlahu so zadným krytom ako je to znázornené na obr. 2. Alternatívne môže byť sedadlo vyrobené aj z plastu. Obdobne o horné oblúky 2 je uchytená palubová doska 10 z ohýbaného plechu s riadením ako je to znázornené na obr. 3. Pritom palubová doska 10 obsahuje display s indikátormi základných prevádzkových údajov s aktívnym prepojením na regulačnú jednotku a pohonnú jednotku. Konštrukcia vozidla je doriešená tak, že na odpruženom tuhom ráme 5 dvojkolesovej prednej nápravy je umiestnená batéria s predným krytom batérie. Kolesá prednej nápravy sú opatrené čiastočne uzavretými krytmi predných kolies. Do výbavy automobilu samozrejme patria všetky technické náležitosti ako sú svetlá, smerovky, brzdy uzamykanie a pod., ktoré sú nutné pre prevádzku vozidla po verejných komunikáciách.

Príklad 2

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísané ultraľahké trojstopé mestské vozidlo v odvodenej jednosedadlovej modifikácii, ktoré je dostatočne opísané v predchádzajúcom príklade. Rozdiel je len v tom, že palubová doska 10 obsahuje display s indikátormi základných prevádzkových údajov alebo dokovaciu stanicu s integráciou pre iPhone s aktívnym prepojením na regulačnú jednotku a pohonnú jednotku.

Príklad 3

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísané ultraľahké trojstopé mestské vozidlo v prvej odvodenej dvojsedadlovej modifikácii, ktoré je dostatočne opísané v príklade 1 a ktoré je vyrobené spôsobom, že sa na jeho konštrukciu použijú priečniky 4 s cca dvojnásobnou dĺžkou a sedadlá 9 budú umiestnené vedľa seba.

Príklad 4

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísané ultraľahké trojstopé mestské vozidlo v druhej odvodenej dvojsedadlovej modifikácii, ktoré je dostatočne opísané v príklade 1 a ktoré je vyrobené spôsobom, že sa vedľa seba zaradia dva modulárne prútové skelety 1_ spojené pevne alebo rozoberateľné.V druhom modulárnom prútovom skelete 1_ je osadené len sedadlo 9 spolujazdca pevné alebo odnímateľné. Ak sa odnímateľné sedadlo spolujazdca odstráni, tak sa na mieste spolujazdca vytvorí batožinový priestor.

Priemyselná využiteľnosť

Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa vynálezu nachádza využiteľnosť v automobilovom priemysle.

Claims (14)

1. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo, vyznačujúce sa tým, že je tvorené aspoň jedným prútovým skeletom (1) pravidelného uzavretého tvaru, ktorý pozostáva z ľavého a pravého páru horného a dolného oblúka (2, 3), kde aspoň spojnice ľavého a pravého páru horného a dolného oblúka (2, 3) sú prepojené priečnikmi (4); o skelet (1) je s jedným stupňom voľnosti uchytený odpružený tuhý rám (5, 6) dvojkolesovej prednej nápravy a jednokolesovej zadnej nápravy s integrovanou elektrickou pohonnou jednotkou; o skelet (1) sú pripevnené ľahké karosárske dielce čelného priezorového krytu (7), podlahy (8) so zadným krytom a bočných dverových krytov.

2. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že spojnice koncových častí horného a dolného oblúka (2, 3) zvierajú s horizontálov uhol β = 45° až 60°.

3. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa nároku 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že horné a dolné oblúky (2, 3) majú rovnaké klenutie.

4. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa nároku 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že horné a dolné oblúky (2, 3) majú rozdielne klenutie.

5. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa nároku 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že horné a dolné oblúky (2, 3) sú z uzavretého profilu.

6. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že horné a dolné oblúky (2, 3) sú z tenkostenných rúriek konštantného priemeru.

λ/

7. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 6, vyznačujúce sa tým, že o dolné oblúky (3) a/alebo o podlahu (8) so zadným krytom je uchytené aspoň jedno pevné sedadlo (9).

8. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 7, vyznačujúce sa tým, že sedadlo (9) je z ohýbaného plechu a/alebo z plastu.

9. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 7, vyznačujúce sa tým, že o horné oblúky (2) je uchytená palubová doska (10) s riadením z ohýbaného plechu.

10. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 9, vyznačujúce sa tým, že palubová doska (10) obsahuje display s indikátormi základných prevádzkových údajov.

11. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 9, vyznačujúce sa tým, že palubová doska (10) obsahuje dokovaciu stanicu s integráciou pre iPhone s aktívnym prepojením na regulačnú jednotku a pohonnú jednotku.

12. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 11, vyznačujúce sa tým, že na odpruženom tuhom ráme (5) dvojkolesovej prednej nápravy je umiestnená batéria s predným krytom batérie.

13. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 11, vyznačujúce sa tým, že kolesá prednej nápravy sú opatrené čiastočne uzavretými krytmi predných kolies.

Ť? rw/-# 4/

14. Ultraľahké trojstopé mestské vozidlo podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 13, vyznačujúce sa tým, že v modifikácií dvojsedadlového vozidla je tvorené pevne alebo rozoberateľné spojenými dvoma modulárnymi prútovými skeletmi (1) s ľavým a pravým párom horného a dolného oblúka (2, 3) s prepojovacími priečnikmi (4) a s pevným sedadlom (9) vodiča a pevným alebo odnímateľným sedadlom (9) spolujazdca.