CZ280335B6 - Zařízení pro regulaci tuhosti pneumatiky a vozidlo opatřené takovým zařízením - Google Patents

Abstract

Zařízení umožňuje, aby pneumatika (10) fungovala podle volby ve dvou různých stavech. První stav je tuhý modus zajištěný tím, že pneumatika (10) je zcela naplněna vodou. Druhý stav, neboli poddajný modus je zajištěn napojením pneumatiky (10) pomocí spojovacího šoupátka (14) na hydropneumatický blok (15) obsahující objem (16) naplněný tlakovacím plynem. Protože tento plyn je stlačitelný, zajišťuje potřebnou poddajnost pneumatiky (10).ŕ

Description

Vynález se týká zařízení pro regulaci tuhosti pneumatiky vozidla, zejména vidlicového zdvižného vozíku nebo stavebního nakladače, osazené na kole, obsahujícím ráfek.

Dosavadní stav techniky

I když se úprava pneumatik pro přizpůsobení zdvižným vidlicovým vozíkům v zásadě ve stavu techniky setkala s úspěchem, existují zde dosud problémy, které nejsou vyřešené. Tyto problémy v podstatě vyplývají z někdy nedostatečné stability vozíku, opatřeného pneumatikami, když jsou vidlice ve velmi vysoké poloze, aby zdvíhaly náklad až o několik metrů výšky. V tomto uspořádání poddajnost pneumatik, spojená se svislou vzdáleností, o jakou je náklad zdvižen, přeměňuje každý pohyb vozíku do série kmitů dopředu a dozadu nebo doleva a doprava, které jsou někdy nebezpečné, protože vzniká riziko převrácení vozíku. Kromě toho jsou tyto kmity minimálně mimořádně nepříjemné pro manévry při ukládání nákladu.

Tyto pohyby mohou být samozřejmě omezeny, jestliže je vozík ovládán bez náhlých ovládacích pohybů. Tím však trpí celková výkonnost a kromě toho vozíky dosud stále neobsahují dostatečně vybavená ovládání, která by omezila tyto nežádoucí kmity.

Základní problém, jehož řešení si vynález klade za úkol, je sladit výhody, které přináší pneumatika z hlediska své ceny, odolnosti proti pojezdu dopředu, životnosti, filtrace vibrací při valení, přilnavosti, se specifickými výhodami plné obruče, pokud jde o stabilitu zdvižného vozíku, když zdvíhá náklad do velké výšky.

Je přitom již známé zvýšit tuhost pneumatik, používaných u zdvižných vozíků tím, že se buď plní polyuretanem, nebo se používá vyztužených vzduchových komor. Všechna tato řešení však vedou k tomu, že se pneumatika přibližuje plné obruči a ztrácí se značná část jejích vlastních výhod. V klasické pneumatice, když se zvýší průhyb, zůstane tlak pneumatiky v podstatě konstantní. Zvýšení zatížení, které snáší, nutně vyvolává zvýšení dotykové plochy. Výrazné zvýšení přenášeného zatížení, vyplývající například z přenosu nákladu, musí nutně vyvolat značné zvýšení průhybu. Tuhost klasické pneumatiky je tedy velmi slabá a to je právě vlastnost, která zajišťuje dobrý komfort jejího používání.

Požaduje-li se zvýšit svislou tuhost pneumatiky, vede to k tomu, že se získává zvýšení zatížení s mnohem menší výchylkou průhybu. Vynález se proto zaměřuje na to, aby se získal prostředek pro zvýšení tlaku pneumatiky s jejich smačkáváním mnohem rychleji, než u klasických pneumatik.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je podle vynálezu dosaženo zařízením pro regulaci tuhosti pneumatiky vozidla, zejména vidlicového zdvižné

-1CZ 280335 B6 ho vozíku nebo stavebního nakladače, osazené na kole, obsahujícím ráfek, přičemž pneumatika a ráfek vymezují vnitřní komoru pneumatiky, která je zcela nebo téměř zcela naplněna nestlačitelnou kapalinou, jehož podstatou je, že vnitřní komora pneumatiky je spojena potrubím s hydropneumatickým blokem, rozděleným dělicí membránou na komoru, naplněnou tlakovacím plynem, a komoru, naplněnou stejnou nestlačitelnou kapalinou, jako vnitřní komora pneumatiky a spojenou potrubím s vnitřní komorou pneumatiky, přičemž v potrubí je vřazeno ovladatelné spojovací šoupátko, opatřené ovládacím ústrojím a přesuvné mezi spojovací polohou, v níž spojuje vnitřní komoru pneumatiky s hydropneumatickým blokem, a izolační polohou, v níž je vnitřní komora pneumatiky izolována od hydropneumatického bloku.

Podle dalšího znaku vynálezu jsou spojovací šoupátko a hydropneumatický blok napevno spojeny s kolem vozidla.

S výhodou je hydropneumatický blok uspořádán ve vnitřní komoře pneumatiky. Hydropneumatický blok je pak s výhodou uložen v tuhém ochranném prvku u obvodu vnitřní komory pneumatiky.

Ovládací ústrojí spojovacího šoupátka je podle dalšího znaku vynálezu elektromagnetické ústrojí, spojené elektrickým vedením se spínačem vysunutí vidlic nad prahovou výšku zdvižného zařízení vozidla.

Aby se dosáhlo velmi vysoké tuhosti, plní se vnitřek pneumatiky podle vynálezu nestlačitelnou kapalinou. Může se jednat například o vodu nebo o glykol, je-li zapotřebí pracovat při velmi nízké teplotě. Když je pneumatika stlačována, její objem se zmenšuje velmi lehko vzhledem k jejímu počátečnímu objemu. To se projevuje v případě nahuštění vzduchem lehkým zvýšením vnitřního tlaku o několik kPa podle počátečních podmínek. Jako příklad je možno uvést, že uvažuje-li se pneumatika 225/75 R 10 XZM bez zatížení, nahuštěná vzduchem při tlaku 1 MPa, jeho tlak se změní na 1,038 MPa, když je vystavena zatížení 4 475 kg. Výchylka vnitřního objemu, odpovídající této změně tlaku, je 1,06 litrů, tj. 3,3 %. Jestliže nyní naplníme pneumatiku nestlačitelnou kapalinou jako vodou, tato výchylka objemu nebude moci být pohlcena vnitřní kapalinou. Výztuhy pneumatiky se budou muset natáhnout, aby pneumatika zůstala na konstantním objemu. Napětí ve výztuhách se silně zvýši a v důsledku toho se vnitřní tlak kapaliny výrazně zvýší rovnováhou vnitřních sil pneumatiky.

Zatížení se tedy bude měnit velmi rychle pro malé zvětšení smačkávání pneumatiky, což je charakteristickým znakem velmi vysoké tuhosti.

Jestliže toto použití pneumatiky dovoluje vyřešit problémy stability, kladené zdvižnými vozíky, ztrácí samozřejmě výhody pneumatiky, zejména pokud jde o komfort a o odolnost proti posunu dopředu. Bylo konstatováno experimentálně, že pneumatika se stávala opravdu tuhou pouze za podmínky jejího úplného vyplnění vodou. Naproti tomu, pokud v ní zůstalo trochu vzduchu uvnitř jejího vnitřního objemu, blížila se její radiální tuhost velmi blízko k tuhosti pneumatiky, nahuštěné pouze vzduchem.

-2CZ 280335 B6

Vynález tedy dovoluje získat proměnlivou tuhost použitím pneumatiky, zcela vyplněné vodou nebo jakoukoli jinou nestlačitelnou kapalinou, přičemž se uvádí podle potřeby do styku s objemem vzduchu, dostatečným k tomu, aby jí poskytl malou tuhost, srovnatelnou tuhosti pneumatiky, nahuštěné zcela vzduchem. Prostředky pro ovládání spojovacího šoupátka mohou vyžadovat zásah řidiče vozíku takto vybaveného, nebo mohou být automatizovány.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladě provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých obr. 1 a 2 schematicky znázorňují princip vynálezu a obr. 3 a 4 znázorňují aplikaci vynálezu na zdvižném vozíku.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a 2 je patrná pneumatika 10, osazená na ráfku 11 kola, potrubí se vřazeným spojovacím šoupátkem 14, které vymezuje potrubní úseky 12 a 13., jakož i hydropneumatický blok .15, obsahující komoru 16., naplněnou tlakovacím plynem, jako je vzduch nebo dusík. Je rovněž patrný ventil 17, dovolující přívod tlakovacího plynu do komory 16. Vnitřní komora 18 pneumatiky 10 je zcela naplněna nestlačitelnou kapalinou, která rovněž vyplňuje potrubí 100 s jeho potrubními úseky 12 a 13 a komoru 19 hydropneumatického bloku 15, oddělenou od komory 16 dělicí membránou 20. Spojovací šoupátko 14 je opatřeno neznázorněným ovládacím ústrojím.

Podle aplikací vynálezu je možno samozřejmě ponechat trochu vzduchu uvnitř vnitřního objemu pneumatiky 10. Je rovněž možné spojit vnitřní objem pneumatiky 10 postupně s několika hydropneumatickými bloky 15 v závislosti na požadovaném vývoji tuhosti. Všechny tyto úpravy jsou záležitostí pouhého dimenzování v závislosti na požadované aplikaci. Je například možné použít několik hydropneumatických bloků 15 se stejným objemem tlakovacího plynu a zvýšit počet těchto hydropneumatických bloků 15 ve styku s vnitřním objemem pneumatiky 10 pro zmenšení tuhosti.

Při aplikaci na zdvižném vozíku 50 nestlačitelná kapalina vyplňuje s výhodou úplně vnitřní komoru pneumatiky 10 a stačí použít jediného hydropneumatického bloku 15, přičemž spojovací šoupátko 14 se vykyvuje mezi uzavírací polohou a polohou, zajišťující styk mezi hydropneumatickým blokem 15 a vnitřní komorou 18 pneumatiky 10. S výhodou jsou spojovací šoupátko 14 a hydropneumatický blok 15 pevně spojeny s kolem. Je možné instalovat elektromagnetické ovládání spojovacího šoupátka 14. V tomto případě se odstraní potřeba instalace otáčivých spojů, uložených mezi vnitřní komorou 18 pneumatiky 10 a hydropneumatickým blokem 15. Vyloučí se rovněž potřeba umístit otáčivé spoje do ovládací dráhy spojovacího šoupátka 14.. Při velmi výhodném provedení je hydropneumatický blok 15 vytvořen v dutině, tvořící nedílnou část kola, například vytvořené mezi dvěma disky kola. Alternativně může být hydropneumatický blok 15 realizován v prvku, umístěném uvnitř dutiny pneumatiky 10, přičemž struktura tohoto prvku je taková, že hydropneumatický blok 15 není vystaven vlivu vnitřního nafukovacího tlaku pneumatiky 10. Tento prvek může být vložka, ústrojí pro blokování patek nebo centrální opéra, uložená na ráfku.

-3CZ 280335 B6

Obr. 1 a 2 tak znázorňují dva základní stavy zařízení, tj. obr. 1 stav, v němž je vnitřní komora 18 pneumatiky 10 spojena potrubními úseky 12., 13 přes spojovací šoupátko 14 v jeho spojovací poloze s komorou 19 hydropneumatického bloku 15, v níž je průchozí, zatímco obr. 2 ukazuje spojovací šoupátko 14 v izolační poloze, v níž jsou vnitřní komora 18 pneumatiky 10 a komora 19 hydropneumatického bloku 15 přestavěním spojovacího šoupátka 14 izolovány. Ve stavu na obr. 1 se může pneumatika 10 stlačovat vytlačováním kapaliny na účet tlakové komory 16 s tlakovacím plynem, zatímco ve stavu z obr. 2 toto vzhledem k izolování vnitřní komory 18 pneumatiky 10 není možné.

Na obr. 3 je patrný vysokozdvižný vozík 50, opatřený vidlicemi 51, dovolujícími měnit výšku. Pohyb vidlic 51, zejména když podporují velmi těžké zatížení, přináší riziko porušení stability vozíku 50, protože tvoří část, která je schopná velkého posunu vzhledem ke zbytku vozíku 50. Tento vozík 50 tedy obsahuje regulační ústrojí tuhosti pneumatiky 10 na všech kolech 52 pro dobré ovládání příčného výkyvu i kolébání, které je nejvíce nežádoucí jev. Může být pro tento účel postačující instalovat na každém z předních kol 52, např. nejbližších k vidlicím 51, ovládací ústrojí pro jeho zvládnutí. Pro zajištění automatického přechodu na nejtužší modus, je spojovací šoupátko 14 opatřeno ovládáním pomocí elektromagnetického signálu.

Ovládací ústrojí spojovacího šoupátka 14 je tak v tomto případě elektromagnetické ústrojí, tvořené spínačem 53.. Tento spínač 53 je ovládán pohybem vidlic 51 takovým způsobem, že ústrojí izoluje vnitřní objem pneumatiky 10, když vidlice 51 překročí předem určenou prahovou výšku. Pokaždé, když značná poddajnost pneumatik 10 přináší riziko překážet zdvižnému manévru nebo dokonce rizika, která by mohla nabýt povahy nehody (situace, znázorněná na obr. 4), zdvižný vozík 50 přejde samočinně na funkční modus pneumatik 10 zcela podobným tomu, jakého by se docílilo s plnými obručemi. Když jsou vidlice 51 spuštěny během pojezdu zdvižného vozíku 50. (situace znázorněná na obr. 3), získá se automaticky maximální komfort, zajišťovaný pneumatikami 10, nafouknutými vzduchem.

Vynález tedy dovoluje řešit problémy specificky kladené použitím pneumatik 10 na vidlicových vysokozdvižných vozících 50♦ Rozsah vynálezu není nijak omezen na popsaný příklad provedení, ale může najít uplatnění i u jiných typů vozidel vždy, když je požadováno měnit tuhost pneumatik 10 pro jakýkoli důvod.

Totéž, co bylo uvedeno výše, je možno aplikovat i pro stavební nakladače na pneumatikách. V tomto případě také může dojít ke značnému kmitání, když se koreček nachází v horní poloze v okamžiku, kdy je nakladač v blízkosti nákladního auta. Kromě problémů bezpečnosti, které zde mohou vzniknout podobně jako u vysokozdvižných vozíků, mohou kmity způsobit také problémy přesnosti vysypávání obsahu korečku v momentu, kdy se vykyvuje, neboť může dojít k náhlým prudkým kontaktům mezi nakladačem a nákladním autem.

Obecně je možné instalovat zařízení výše uvedeného druhu na všech vozidlech, která se mohou nacházet v podobné situaci, tj. vozidel, jejichž část se může přemísťovat a vysouvat vzhledem ke zbytku vozidla.

-4CZ 280335 B6

Pro automatické ovládání spojovacího šoupátka 14 je možné jako obecné pravidlo používat systém, citlivý na funkční stav vozidla. Je možné zajistit, aby spojovací šoupátko 14 bylo ovládáno přes mikroprocesor, programovaný přiměřeným způsobem, přičemž přijímá signály ze snímačů různých typů, samostatných nebo kombinovaných, reagujících na podélné nebo příčné zrychlení, rychlost vozidla, ovládání zdvihu vidlic nebo korečku, nebo tlaku ovládacích pracovních válců přemístitelné části vozidla.

Claims (5)

1. Zařízení pro regulaci tuhosti pneumatiky vozidla, zejména vidlicového zdvižného vozíku nebo stavebního nakladače, osazené na kole, obsahujícím ráfek, přičemž pneumatika a ráfek vymezují vnitřní komoru pneumatiky, která je zcela nebo téměř zcela naplněna nestlačitelnou kapalinou, vyznačené tím, že vnitřní komora (18) pneumatiky (10) je spojena potrubními úseky (12, 13) s hydropneumatickým blokem (15), rozděleným dělicí membránou (20) na komoru (16), naplněnou tlakovacím plynem, a komoru (19), naplněnou stejnou nestlačitelnou kapalinou, jako vnitřní komora (18) pneumatiky (10) a spojenou s vnitřní komorou (18) pneumatiky (10), přičemž v potrubních úsecích (12, 13) je vřazeno ovladatelné spojovací šoupátko (14), opatřené ovládacím ústrojím a přesuvné mezi spojovací polohou, v níž je vnitřní komora (18) pneumatiky (10) spojena s hydropneumatickým blokem (15), a izolační polohou, v níž je vnitřní komora (18) pneumatiky (10) izolována od hydropneumatického bloku (15).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že spojovací šoupátko (14) a hydropneumatický blok (15) jsou napevno spojeny s kolem (52) vozidla.

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že hydropneumatický blok (15) je uspořádán ve vnitřní komoře (18) pneumatiky (10).

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačené tím, že hydropneumatický blok (15) je uložen v tuhém ochranném prvku u obvodu vnitřní komory (18) pneumatiky (10).

5. Zařízeni podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačené tím, že ovládací ústrojí spojovacího šoupátka (14) je elektromagnetické ústrojí, spojené elektrickým vedením se spínačem (53) vysunutí vidlic (51) nad prahovou výšku zdvižného zařízení vozíku (50).