CZ310365B6 - Kolo s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla - Google Patents

Kolo s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla Download PDF

Info

Publication number
CZ310365B6
CZ310365B6 CZ2013-574A CZ2013574A CZ310365B6 CZ 310365 B6 CZ310365 B6 CZ 310365B6 CZ 2013574 A CZ2013574 A CZ 2013574A CZ 310365 B6 CZ310365 B6 CZ 310365B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
wheel
force
tire
controlled
rim
Prior art date
Application number
CZ2013-574A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2013574A3 (cs
Inventor
Michael VALÁŠEK
DrSc. Valášek Michael prof. Ing.
Josef KOVÁŘ
Josef Kovář
Original Assignee
České vysoké učení technické v Praze
studio SilFor s.r.o. v likvidaci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by České vysoké učení technické v Praze, studio SilFor s.r.o. v likvidaci filed Critical České vysoké učení technické v Praze
Priority to CZ2013-574A priority Critical patent/CZ310365B6/cs
Priority to EP14747508.1A priority patent/EP3022068B1/en
Priority to PCT/CZ2014/000081 priority patent/WO2015007253A1/en
Publication of CZ2013574A3 publication Critical patent/CZ2013574A3/cs
Publication of CZ310365B6 publication Critical patent/CZ310365B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/14Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/14Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs
    • B60C7/16Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs of helical or flat coil form
    • B60C7/18Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs of helical or flat coil form disposed radially relative to wheel axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/14Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs
    • B60C7/16Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs of helical or flat coil form
    • B60C7/20Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs of helical or flat coil form disposed circumferentially relative to wheel axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

Vynález se týká kola s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla, skládající se z ráfku kola a pneumatiky tvořené běhounem a boky pneumatiky. Mezi ráfkem (4) a běhounem (2) a/nebo boky (3) pneumatiky (1) jsou uspořádána silová zařízení v podobě řízeného tlumiče nebo řízeného silového aktuátoru pro změnu přenosu síly mezi ráfkem a pneumatikou, tvořené jednotlivě nebo v kombinaci jednotlivými silovými zařízeními (51 až 56) řízených tlumičů nebo řízených silových aktuátorů.

Description

Kolo s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla
Oblast techniky
Vynález se týká kola s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla, skládající se z ráfku kola a pneumatiky tvořené běhounem a boky pneumatiky.
Dosavadní stav techniky
Dosavadní řešení jsou většinou založena na tradičním řešení pneumatiky jako toroidní komory s přetlakem. Tento základní koncept je upravován různým řešením stěn této komory (běhounu, boků, okraje v ráfku aj.) v podobě výztuh a kombinace vrstev materiálu, jak je patrné např. u US spisu 3089530 nebo US 2010/0300587. Je sice řada návrhů dalších úprav, například dělených komor pro odolnost proti poškození při vojenských aplikacích, vestaveb konstrukcí na bázi loukotí pro dojezd při defektu, úplné náhrady komorové pneumatiky konceptem loukoťové pneumatiky. Dále se zkoumají další přídavné vlastnosti, jako je kontrola tlaku v pneumatice nebo její dofúkování. Základní přístupy komorového řešení, pokud je užito nahuštěného přetlaku, nejsou změněny. Úpravy probíhají ve stěnách komory, ne vestavbou v její dutině. Komorové řešení obecně má problém s velmi malým, prakticky zanedbatelným tlumením a s nemožností směřování rozdílné tuhosti do rozdílných žádoucích směrů. Tyto vlastnosti jsou pak často dosahovány výměnou pneumatiky pro užití vozidla za různých podmínek, např. městské nebo terénní užití, letní nebo zimní užití apod.
Pro docílení zlepšení jízdních vlastností vozidla jsou prováděny úpravy kol ve vztahu k pneumatice, zvláště pro snížení rázů na vozidlo při přejíždění vozidla přes náhlou překážku, jak je patrné např. u spisu WO 2012/153170, WO 03/018332 a FR 2898077 konstrukcí přídavných pružných prvků mezi vnitřním nábojem pneumatiky a samotnou pneumatikou.
Cílem tohoto vynálezu je umožnit přidat pneumatice další vlastnosti zvláště pro potlačení problémů s tvary kmitání pneumatiky a potlačování vlnění běhounu a boků pneumatiky pro snížení jízdních odporů, docilované, které obecně mohou mít různými strukturními konstrukcemi jak pasivními, tak aktivně poháněnými pohony a řízené pomocí čidel. Tyto vlastnosti by umožnily fýzicky řešit koncepty řízených podvozků automobilů dosahované jen řízením odpružení (sky hook, ground hook apod.) v průběhu průchodu vozidla ve velkém spektru silničních a terénních podmínek.
Podstata vynálezu
Podstata kola s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla, skládající se z ráfku kola a pneumatiky tvořené běhounem a boky pneumatiky, vyznačené tím, že mezi ráfkem a běhounem a/nebo boky pneumatiky je/jsou uspořádáno/a silové/á zařízení v podobě řízeného tlumiče nebo řízeného silového aktuátoru pro změnu přenosu síly mezi ráfkem a pneumatikou, tvořené jednotlivě nebo v kombinaci jednotlivými silovými zařízeními řízených tlumičů nebo řízených silových aktuátorů. Silová zařízení typu řízený tlumič nebo řízený silový aktuátor, mezi ráfkem kola a běhounem pneumatiky jsou uspořádána paprskovitě nebo souvislým prstencovým řízeným tlumičem nebo souvislým prstencovým řízeným silovým aktuátorem. Silová zařízení mezi ráfkem kola a boky pneumatiky a mezi ráfkem a pneumatikou jsou spojena prostřednictvím sférických kloubů na prstenci.
Výhodou tohoto kola je jeho vnitřní přizpůsobitelná celoprostorová dynamika U kola s proměnnou charakteristikou, u které je výrazně využito materiálu, nebo prostoru pneumatiky k tlumení, což je dáno i tím, že tlumící a/nebo silové prvky pracují nejen ve fázi kontaktu
- 1 CZ 310365 B6 příslušné části pneumatiky s vozovkou (vzhledem k ose kola jsou dole), ale i ve fázi, kdy příslušná část pneumatiky není v kontaktu s vozovkou (vzhledem k ose kola jsou nahoře). U těchto kol dochází rovněž ke snížení valivého odporu potlačováním - snížení vlnění pneumatiky, přičemž se projevuje synergický efekt.
Toroid pneumatiky může být ovlivňován i prvky, které oběhnou disk kola, např. radiálně zatěžovanou membránou.
Synergic účinku obalu toroidní dutiny a tlumících prvků v dutině pneumatiky posouvá frekvenci tlumení k frekvenčnímu poli kinematiky vozidla - nápravy, rámu.
Konvenční pneumatika, jako natlakovaná toroidní komora, není schopna eliminovat v celé šíň provozní frekvence, v průběhu průchodu vozidla ve velkém spektru silničních a terénních podmínek.
Řízení proměnných vlastností kola je prováděno počítačem.
Objasnění výkresů
Na přiložených obrázcích 1 až 14 jsou znázorněna schematicky jednotlivá provedení kola s proměnnou charakteristikou podle vynálezu a na obrázcích 15 až 17 schematicky možné způsoby úprav kola pro montáž silových zařízení.
Příklady uskutečnění vynálezu
Popsaná uspořádání kola s proměnnou charakteristikou vždy staví na uspořádání silových zařízení 5i až 5e ve společném neděleném prostoru pneumatiky.
Na obr. 1 je znázorněno základní uspořádání kola s proměnnou charakteristikou. Jde o dva sdružené pohledy v řezech, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno uspořádáním řady silových zařízení 5i typu tlumič nebo řízený tlumič nebo řízený silový aktuátor mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky j_. Silová zařízení 5^ jsou uspořádána paprskovitě v prstenci 6. Silová zařízení 5^ jsou vdaném případě tvořena tlumiči s vhodně nastavenou charakteristikou, která mění celkovou charakteristiku odpružení automobilu. Tlumení v těchto tlumičích mění časový průběh síly přenášené pneumatikou mezi vozovkou a automobilem. Silové zařízení 5i však může být tvořeno dalšími typy zařízení, která mění přenos síly mezi běhounem 2 pneumatiky 1, který je ve styku s vozovkou, a ráfkem 4 kola, který sílu přenáší na podvozek automobilu. Může jít o kombinaci pružiny a tlumiče nebo o prvek s řízenými vlastnostmi nebo o řízený silový aktuátor. Příkladem může být řada tlumičů s řízenými tlumicími vlastnostmi. Řízení může být realizováno magnetickým polem působícím na magnetoreologickou kapalinu obsaženou v tlumiči, resp. v silovém zařízení 5j_, nebo přímo elektrickým řídícím napětím na aktuátor. Způsob řízení může být obdobný řízení odpružení podvozku automobilů. Jde o další řízený prvek v takové soustavě. Silová zařízení 5i představují fýzickou realizaci konceptu zemského háku (ground hooku) pro řízené pérování.
Na obr. 2 je znázorněno další základní uspořádání kola s proměnnou charakteristikou. Jde o dva sdružené pohledy v řezech, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno silovým zařízením 53 tvořeným mechanickým prvkem uspořádaným souvisle v prstenci mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky L Silové zařízení 53 je v daném případě tvořena souvislým prstencovým tlumičem s vhodně nastavenou charakteristikou, která mění celkovou charakteristiku odpružení automobilu. Tlumení v těchto tlumičích mění časový průběh síly přenášené pneumatikou mezi vozovkou a automobilem. Silové
-2CZ 310365 B6 zařízení však může být tvořeno dalšími typy zařízení, která mění přenos síly mezi běhounem 2 pneumatiky 1, který je ve styku s vozovkou a ráfkem 4 kola, který sílu přenáší na podvozek automobilu. Může jít opět o kombinaci pružiny a tlumiče nebo o prvek s řízenými vlastnostmi. Příkladem může být náplň souvislého prstencového tlumiče magnetoreologickou kapalinou, jejíž tlumicí vlastnosti budou řízeny vnějším magnetickým polem, nebo přímo elektrickým řídícím napětím na aktuátor. Způsob řízení může být obdobný řízení odpružení podvozku automobilů. Jde o další řízený prvek v takovém soustavě. Silová zařízení 5 představují fýzickou realizaci konceptu zemského háku (ground hooku) pro řízené pérování.
Prstenec 6 zobrazený na obr. 1, 2 a jak je znázorněno na obr. 5 je pouze virtuální, tedy pomyslný prstenec, v ostatních obrázcích, kde je znázorněn, tedy na obr. 3, 4, 7, 8, 9, 10 je prstenec 6 tvořen fýzickou součástí.
Na obr. 3 je znázorněno další základní uspořádání kola s proměnnou charakteristikou. Jde o dva sdružené pohledy v řezech, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno uspořádáním řady silových zařízení 52 mezi ráfkem 4 kola a boky 3 pneumatiky j_. Silová zařízení 5^ jsou uspořádána paprskovitě v prstenci 6 na sférických kloubech 7, mezi prstencem 6 a oběma boky 3 pneumatiky j_. Silová zařízení 5^ jsou v daném případě tvořena tlumiči s vhodně nastavenou charakteristikou, která mění celkovou charakteristiku příčné dynamiky automobilu. Tlumení v těchto tlumičích mění časový průběh síly přenášené pneumatikou mezi vozovkou a automobilem. Silové zařízení 5^ však může být tvořeno dalšími typy zařízení, která mění přenos síly mezi boky 3 a následně běhounem 2 pneumatiky 1, který je ve styku s vozovkou, a ráfkem 4 kola, který sílu přenáší na podvozek automobilu. Může jít o kombinaci pružiny a tlumiče nebo o prvek s řízenými vlastnostmi. Příkladem může být řada tlumičů s řízenými tlumicími vlastnostmi. Řízení může být realizováno magnetickým polem působícím na magnetoreologickou kapalinu obsaženou v tlumiči, nebo přímo elektrickým řídícím napětím na aktuátor. Způsob řízení může být obdobný řízení příčné dynamiky podvozku automobilů. S výhodou mohou být vnější a vnitřní kola a/nebo přední nebo zadní kola řízena při různých manévrech automobilu různě. Jde o další řízený prvek v takovém soustavě.
Na obr. 4 je znázorněno kombinace uspořádání kola s proměnnou charakteristikou z obr. 1 a obr. 3. Jde o dva sdružené pohledy v řezech, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno uspořádáním řady silových zařízení, v tomto případě silových zařízení 5i mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky 1 a silových zařízení 52 mezi ráfkem 4 kola a boky 3 pneumatiky j_. Silová zařízení 5i a 52 jsou uspořádána paprskovitě v prstenci 6 na sférických kloubech 7 na běhoun 2 a oba boky 3 pneumatiky L Silová zařízení 5i a 52 jsou v daném případě tvořena tlumiči s vhodně nastavenou charakteristikou, která mění celkovou charakteristiku pérování a příčné dynamiky automobilu. Tlumení v těchto tlumičích mění časový průběh síly přenášené pneumatikou mezi vozovkou a automobilem. Silové zařízení 5i a 52 však může být tvořeno dalšími typy zařízení, která mění přenos síly přímo mezi běhounem 2 a nepřímo mezi boky 3 a následně běhounem 2 pneumatiky, který je ve styku s vozovkou, a ráfkem 4 kola, který sílu přenáší na podvozek automobilu. Může jít o kombinaci pružiny a tlumiče nebo o prvek s řízenými vlastnostmi. Příkladem může být řada tlumičů s řízenými tlumicími vlastnostmi. Řízení může být realizováno magnetickým polem působícím na magnetoreologickou kapalinu obsaženou v tlumiči, nebo přímo elektrickým řídícím napětím na aktuátor. Způsob řízení může být obdobný řízení pérování a příčné dynamiky podvozku automobilů, například nedotáčivost nebo přetáčivost. Jde o další řízený prvek v takovém soustavě.
Na obr. 5 je znázorněno možné řízení magnetoreologické kapaliny v silových zařízeních 5i pro provedení podle obr. 1. Jde o tri sdružené pohledy v řezech, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno uspořádáním řady silových zařízení 5i mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky j_. Silová zařízení 5^ jsou uspořádána paprskovitě v prstenci 6. Silová zařízení 5^ jsou vdaném případě tvořena tlumiči obsahujícími magnetoreologickou kapalinu. Tlumení v těchto tlumičích mění časový průběh síly přenášené
- 3 CZ 310365 B6 pneumatikou mezi vozovkou a automobilem. Silová zařízení 5i tvořená tlumiči naplněnými magnetoreologickou kapalinou jsou vystavena magnetickému poli vytvářenému řadou řídících elektromagnetů 8 uspořádaných na obdobném prstenci jako silová zařízení 5i a spojených napájecími elektrickými vedeními 9 s řízenými elektrickými napájeními 10. Ne všechna napájecí elektrická vedení 9 a ne všechna řízená elektrická napájení JO jsou na obr. 5 znázorněna. Řídící elektromagnety 8 jsou spolu s napájením uspořádány na nosiči 11 kola. Jejich řízené magnetické pole zvnějšku řídí tlumicí vlastnosti silových zařízení 5i_, které se pohybují s kolem.
Na obr. 6 je znázorněno další základní uspořádání kola s proměnnou charakteristikou. Jde o pohled v řezu, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněnou silovým zařízením 5s tvořeným mechanickým prvkem uspořádaných souvisle v prstenci mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky 1. Silové zařízení 5s měnící celkovou charakteristiku odpružení automobilu je v daném případě tvořeno souvislou prstencovou membránovou pružinou 5si s vhodně nastavenou charakteristikou a s pružným uchycením 5.32 a/nebo i tlumením k ráfku 4 kola. Tuhost a/nebo i tlumení v této pružině mění časový průběh síly přenášené pneumatikou mezi vozovkou a automobilem s vhodným poměrem změny tuhosti mezi radiálním a bočním směrem, který může být i nesymetrický.
Na obr. 7 je znázorněna varianta k uspořádání kola s proměnnou charakteristikou z obr. 4. Místo řady silových zařízení 5^ a 52 je užito souvislých silových zařízení ý a ý typu souvislá prstencová membránová pružina s případnými tlumicími prvky nebo souvislý tlumič nebo souvislý řízený tlumič nebo souvislý řízený silový aktuátor. Jde o dva sdružené pohledy v řezech, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno uspořádáním silového zařízení 5s tvořeného mechanickým prvkem uspořádaným souvisle v prstenci 6 mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky 1 a silovým zařízením 5^ typu souvislá prstencová membránová pružina s případnými tlumicími prvky nebo souvislý tlumič nebo souvislý řízený tlumič nebo souvislý řízený silový aktuátor uspořádaným souvisle v prstenci mezi ráfkem 4 kola a boky 3 pneumatiky L Silová zařízení ý a ý jsou uspořádána paprskovitě v prstenci 6 na souvislém sférickém kloubu 7 na běhoun 2 a oba boky 3 pneumatiky 1. Silová zařízení ý a ý jsou vdaném případě tvořena tlumiči s vhodně nastavenou charakteristikou, která mění celkovou charakteristiku pérování a příčné dynamiky automobilu. Tlumení v těchto tlumičích mění časový průběh síly přenášené pneumatikou mezi vozovkou a automobilem. Silové zařízení 5s a 54 však může být tvořeno dalšími typy zařízení, která mění přenos síly přímo mezi běhounem 2 a nepřímo mezi boky 3 a následně běhounem 2 pneumatiky, který je ve styku s vozovkou, a ráfkem 4 kola, který sílu přenáší na podvozek automobilu. Může jít o kombinaci pružiny a tlumiče nebo o prvek s řízenými vlastnostmi. Příkladem může být řada tlumičů s řízenými tlumicími vlastnostmi. Řízení může být realizováno magnetickým polem působícím na magnetoreologickou kapalinu obsaženou v tlumiči, nebo přímo elektrickým řídícím napětím na aktuátor. Způsob řízení může být obdobný řízení pérování a příčné dynamiky podvozku automobilů, například nedotáčivost nebo přetáčivost. Jde o další řízený prvek v takové soustavě.
Na obr. 8 je znázorněna varianta k uspořádání kola s proměnnou charakteristikou z obr. 7. Místo souvislých silových zařízení 5s a 5^ typu souvislá prstencová membránová pružina s případnými tlumicími prvky nebo souvislý tlumič nebo souvislý řízený tlumič nebo souvislý řízený silový aktuátor je užito silových zařízení ý a ý typu dělená prstencová membránová pružina s případnými tlumicími prvky. Dělená prstencová membránová pružina znamená, že prstencová membránová pružina tvořená silovým zařízením 5s a 5e není uspořádána na prstenci 6 souvisle, ale tvoří jednotlivé oddělené výseče. Jde o dva sdružené pohledy v řezech, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno uspořádáním silového zařízení 5s tvořeného mechanickým prvkem uspořádaným dělené v prstenci 6 mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky 1 a silovým zařízením 5e typu dělená prstencová membránová pružina s případnými tlumicími prvky uspořádaným dělené v prstenci mezi ráfkem 4 kola a boky 3 pneumatiky J_. Uspořádání silového zařízení 5s a 5e se na prstenci 6 s výhodou střídá. Silová zařízení 5¾ a 5ejsou uspořádána paprskovitě v prstenci 6 na sférickém
-4CZ 310365 B6 kloubu 7 na pro spojení s běhounem 2 a oběma boky 3 pneumatiky j_. Silová zařízení 5¾ a 5^ jsou v daném případě tvořena tlumiči s vhodně nastavenou charakteristikou, která mění celkovou charakteristiku pérování a příčné dynamiky automobilu. Tlumení v těchto tlumičích mění časový průběh síly přenášené pneumatikou mezi vozovkou a automobilem. Silové zařízení 5, a ý však může být tvořeno dalšími typy zařízení, která mění přenos síly přímo mezi běhounem 2 a nepřímo mezi boky 3 a následně běhounem 2 pneumatiky, který je ve styku s vozovkou, a ráfkem 4 kola, který sílu přenáší na podvozek automobilu. Může jít o kombinaci pružiny a tlumiče nebo o prvek s řízenými vlastnostmi. Příkladem může být dělené prstencové tlumiče s řízenými tlumicími vlastnostmi. Řízení může být realizováno magnetickým polem působícím na magnetoreologickou kapalinu obsaženou v tlumiči, nebo přímo elektrickým řídícím napětím na aktuátor. Způsob řízení může být obdobný řízení pérování a příčné dynamiky podvozku automobilů, například nedotáčivost nebo přetáčivost. Jde o další řízený prvek v takové soustavě.
Na obr. 9 je znázorněna varianta k uspořádání kola s proměnnou charakteristikou z obr. 7. Opět jsou užita souvislá silová zařízení 53 a 5^ typu souvislá prstencová membránová pružina s případnými tlumicími prvky nebo souvislý tlumič nebo souvislý řízený tlumič nebo souvislý řízený silový aktuátor. Oproti uspořádání na obr. 7 jsou silová zařízení 53 větvená. Jde o dva sdružené pohledy v řezech, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno uspořádáním silových zařízení 53 tvořených mechanickými prvky uspořádanými souvisle v prstenci 6 mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky 1 a silovými zařízeními 5^ typu souvislá prstencová membránová pružina s případnými tlumicími prvky nebo souvislý tlumič nebo souvislý řízený tlumič nebo souvislý řízený silový aktuátor uspořádaným souvisle v prstenci mezi ráfkem 4 kola a boky 3 pneumatiky 1. Silová zařízení 53 a 54 jsou uspořádána paprskovitě v prstenci 6 na souvislém sférickém kloubu 7 na běhoun 2 a oba boky 3 pneumatiky j_. Silová zařízení 53 a 5^ jsou v daném případě tvořena tlumiči s vhodně nastavenou charakteristikou, která mění celkovou charakteristiku pérování a příčné dynamiky automobilu. Tlumení v těchto tlumičích mění časový průběh síly přenášené pneumatikou mezi vozovkou a automobilem obdobně jako na obr. 7.
Na obr. 10 je znázorněna varianta k uspořádání kola s proměnnou charakteristikou z obr. 9. Silová zařízení 53 a 5^ typu souvislá prstencová membránová pružina s případnými tlumicími prvky nebo souvislý tlumič nebo souvislý řízený tlumič nebo souvislý řízený silový aktuátor jsou zde oproti uspořádání na obr. 9 ještě více větvená. Silová zařízení 54 jsou uspořádána paprskovitě kolem jednoho ze sférických kloubů 7 a silová zařízení 53 jsou spojena s druhým sférickým kloubem 7.
Na obr. 11 je znázorněna varianta uspořádání kola s proměnnou charakteristikou z obr. 6. Jde o pohled v řezu, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno silovým zařízením 53 tvořeným mechanickým prvkem uspořádaným souvisle v prstenci mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky 1. Silové zařízení 53 je v daném případě tvořeno souvislou prstencovou membránovou pružinou s vhodně nastavenou charakteristikou, která mění celkovou charakteristiku odpružení automobilu. Prstencová membránová pružina 53 má nesymetrický zakřivený tvar, který umožňuje snadno vytvořit nesymetrickou charakteristiku tuhosti silového zařízení 5^. Tuhost v této pružině mění časový průběh síly přenášené pneumatikou mezi vozovkou a automobilem s vhodným poměrem změny tuhosti mezi radiálním a bočním směrem, které může být i nesymetrické.
Na obr. 12 je znázorněna další varianta uspořádání kola s proměnnou charakteristikou z obr. 6. Jde o pohled v řezu, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno silovým zařízením 53 tvořeným mechanickým prvkem uspořádaných souvisle v prstenci mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky L Silové zařízení 53 je v daném případě tvořeno souvislou prstencovou membránovou pružinou 53i s tlumením s vhodně nastavenou charakteristikou, která mění celkovou charakteristiku odpružení automobilu. Prstencová membránová pružina 53i je ve spojení s běhounem 2 pneumatiky 1 přes tlumící část 532. Tlumící část 532 je tvořena prostorem z větší části naplněným hydraulickým
- 5 CZ 310365 B6 olejem 534 a rozděleným propustnými přepážkami 5« na jednotlivé části, mezi kterými je při pohybu běhounu 2 vůči ráfku 4 kola hydraulická kapalina protlačována. Tím dochází k tlumení. Tuhost a tlumení v tomto silovém zařízení N mění časový průběh síly přenášené pneumatikou mezi vozovkou a automobilem s vhodným poměrem změny tuhosti a tlumení mezi radiálním a bočním směrem, které může být i nesymetrické. Řešení znázorněné na obr. 12 je pasivní. Tlumicí část 532 spojená s běhounem 2 pneumatiky ]_ může být naplněna magnetoreologickou kapalinou a ovládána zvnějšku pomocí řídících elektromagnetů 8 jako na obr. 5.
Na obr. 13 je znázorněna jiná varianta uspořádání kola s proměnnou charakteristikou z obr. 6. Jde o pohled v řezu, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno silovým zařízením ú tvořeným mechanickým prvkem uspořádaným souvisle v prstenci mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky 1. Silové zařízení 53 je v daném případě tvořeno souvislou prstencovou membránovou pružinou 5^, která má nesymetrický zakřivený tvar pro dosažení vhodně nastavené charakteristiky V záhybech prstencové membránové pružiny jsou vloženy tepelně deformovatelné části 5^5, které podle teploty mění pružně tlumicí vlastnosti silového zařízení 5^. Tuhost a případně tlumení v tomto silovém zařízení N mění časový průběh síly přenášené pneumatikou 1 mezi vozovkou a automobilem s vhodným poměrem změny tuhosti mezi radiálním a bočním směrem, který může být i nesymetrický. Části 535 silového zařízení 53 však mohou být také naplněny hydraulickým olejem pro pasivní tlumení nebo magnetoreologickou kapalinou pro řízené tlumení ovládané zvnějšku pomocí řídících elektromagnetů 8 jako na obr. 5.
Na obr. 14 je znázorněna alternativa uspořádání kola s proměnnou charakteristikou z obr. 12. Jde o pohled v řezu, kde je kolo automobilu skládající se z pneumatiky 1 na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněno silovým zařízením ú tvořeným mechanickým prvkem uspořádaných souvisle v prstenci mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky 1. Silové zařízení > je v daném případě tvořeno souvislou prstencovou membránovou pružinou 5ji s tlumením s vhodně nastavenou charakteristikou, která mění celkovou charakteristiku odpružení automobilu. Tlumení není na straně připojení silového zařízení 53 k běhounu 2, ale na straně připojení silového zařízení 53 k ráfku 4 kola přes tlumicí část 532. Tlumicí část 532 je tvořena prostorem z větší části naplněným hydraulickým olejem 534 a rozděleným propustnými přepážkami 533 na jednotlivé části, mezi kterými je při pohybu běhounu 2 vůči ráfku 4 kola hydraulická kapalina protlačována. Tím dochází k tlumení. Tuhost a tlumení v tomto silovém zařízení N mění časový průběh síly přenášené pneumatikou 1 mezi vozovkou a automobilem s vhodným poměrem změny tuhosti a tlumení mezi radiálním a bočním směrem, které může být i nesymetrické. Řešení znázorněné na obr. 14 je pasivní. Tlumicí část 532 uchycená k ráfku 4 kola může být naplněna magnetoreologickou kapalinou a ovládanou zvnějšku pomocí řídících elektromagnetů 8 jako na obr. 5.
Na uvedených obrázcích tlumič může být tvořen pasivním tradičním tlumičem nebo řízeným tlumeným tlumičem s řízené proměnnými vlastnostmi anebo silovým prvkem, jehož síla (tlumící nebo poháněči) je řízena a souvislý mechanický prvek může být tvořen souvislou prstencovou membránovou pružinou nebo souvislým prstencovým tlumičem nebo souvislým prstencovým řízeným tlumičem s řízené proměnnými vlastnostmi nebo souvislým prstencovým silovým prvkem, jehož síla (tlumící nebo poháněči) je řízena.
Na následujících třech obrázcích je znázorněn možný způsob montáže pneumatiky 1 se silovým zařízením 5i až 5e na ráfek 4 kola.
Na obr. 15 je znázorněno uspořádání kola s proměnnou charakteristikou podle obr. 6, kde montáž je provedena pomocí děleného ráfku 4 kola na dvě části, základní část 4i a přídavnou část 42 spojené přírubou 43 se šrouby. Jde o pohled v řezu, kde kolo automobilu se skládá z pneumatiky 1 na ráfku 4. Na obr. 15 je znázorněno silové zařízení 5j, tvořené mechanickým prvkem uspořádaným souvisle v prstenci mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky J_.
-6CZ 310365 B6
Montáž probíhá tak, že v první fázi je pneumatika 1 nasazena na základní část 4i ráfku 4 kola podle obr. vlevo. Ve druhé fázi je otvorem po odpojené přídavné části 42 ráfku 4 kola nasazeno a do žlábku základní části ráfku 4i upevněno silové zařízení 53 tvořené souvislou prstencovou membránovou pružinou 53i a jejím pružným a tlumivým uchycením prostřednictvím části 532 k základní části 4i ráfku kola. Ve třetí fázi je nasazena přídavná část 42 ráfku kola a obě části jsou spojeny šrouby s přírubou 43 dle obr. vpravo. Konečně je pneumatika nahuštěna. V souvislé prstencové membránové pružině 53 jsou otvory pro přechod tlakového vzduchu mezi vnitřními prostory pneumatiky j. oddělenými touto souvislou prstencovou membránovou pružinou 5j.
Na obr. 16 je znázorněno uspořádání kola s proměnnou charakteristikou podle obr. 1, kde montáž pneumatiky j. se silovým zařízením 5i je provedena pomocí bočních otvorů A a obvodových otvorů 4s v ráfku 4 kola. Jde na obrázku vpravo o dva sdružené pohledy v řezech, kde je kolo automobilu se skládá z pneumatiky ]_ na ráfku 4 kola.
Montáž probíhá tak, že v první fázi na obrázku vlevo je pneumatika 1 se složenými silovými zařízeními 5i připevněnými k běhounu 2 pneumatiky 1 nasazena na základní část ráfku 4 kola. Silová zařízení 5i podle potřeby zapadnou do žlábku ráfku 4 kola. Ve druhé fázi na obrázku vpravo jsou skrze boční otvory 4^ a obvodové otvory 43 ráfku 4 kola postupně ustavena paprskovitá silová zařízení 5i svými vnitřními částmi 5n na ráfek 4 kola a ráfek 4 je utěsněn. Následně je pneumatika nahuštěna.
Na obr. 17 je znázorněno uspořádání kola s proměnnou charakteristikou podle obr. 1, kde montáž je provedena pomocí montážních přírub 13. Jde o pohled v řezu, kde kolo automobilu se skládá z pneumatiky j. na ráfku 4 kola. Toto tradiční uspořádání je doplněnou uspořádáním řady silových zařízení 5i mezi ráfkem 4 kola a běhounem 2 pneumatiky j_. Silová zařízení 5i jsou uspořádána paprskovitě v prstenci 6.
Montáž probíhá tak, že v první fázi je pneumatika 1 se silovými prvky 5i připevněna běhounem 2 k montážní přírubě 13 a působením sil F je v jednom směru roztažena. Ve druhé fázi je takto deformovaná pneumatika 1 spolu se silovými zařízeními 5i nasazena na ráfek 4 kola. Při této fázi montáže je možné dále užít pomocných montážních přírub 14 a pomocí sil Fi radiálně deformovat i bok 3 pneumatiky 1 pro usnadnění montáže při přesunutí boku 3 pneumatiky přes okraj ráfku 4 kola. Vzniklým otvorem lze také manipulovat silovými zařízeními 5i uvnitř pneumatiky 1 pro jejich ustavení na ráfku 4 kola. Následně je takto provedena montáž v dalším směru F, až je montáž provedena ve všech směrech. Ve třetí fázi jsou síly F, případně Fi uvolněny, dojde k přilehnutí a upevnění silových zařízení 5i a pneumatiky 1 k ráfku 4 kola. Následně je sejmuta montážní příruba 13. případně pomocná montážní příruba 14 a pneumatika je nahuštěna.
Z popsaného je zřejmé, že montáž kola s proměnnou charakteristikou je obtížnější než klasického kola, ale takové kolo přináší řadu výhod jinak nedosažitelných vůbec nebo ne u jednoho kola bez výměny.
Popsaná uspořádání kola s proměnnou charakteristikou lze užít pro řadu různých zlepšení dynamiky vozidel. Jde o kolo s konstruovanou vnitřní dynamikou, která může být proměnná adaptací i řízením. Je možné vytvořit kolo vozidla s vnitřním tlumením pro funkce na bázi ground hooku, kolo s kompenzací boční síly pro zlepšení směrových charakteristik kol, je možné kompenzovat proměnné vnější podmínky, jako jsou teplota, otáčky, povrch vozovky (dálnice, město, terén), počasí, roční období. Vlastnosti kol vozidla se mohou lišit podle polohy při v manévru, například zda jde o vnější nebo vnitřní kola na trajektorii vozidla apod. Pomocí silových zařízení 5±až 5e je možné nastavovat, a i řídit tvary kmitání podvozku vozidel, například nahrazovat torzní stabilizátory, hydraulická propojení tlumení kol podle druhu manévrů vozidla apod.
Silová zařízení 5i_až 5e mohou být vytvořena různými materiály a jejich kombinacemi, například
-7CZ 310365 B6 polymery, paměťové kovy, bimetaly, termoroztažné látky, magnetoreologické kapaliny atd. Silová zařízení 5i_až 5e mohou být také tvořena aktuátory.
Může být užito různé kombinace popsaných silových zařízení u kola s proměnnou 5 charakteristikou.

Claims (11)

1. Kolo s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla, skládající se z ráfku kola a pneumatiky tvořené běhounem a boky pneumatiky, vyznačené tím, že mezi ráfkem (4) a běhounem (2) a/nebo boky (3) pneumatiky (1) j e/j sou uspořádáno/a silové/á zařízení v podobě řízeného tlumiče nebo řízeného silového aktuátoru pro změnu přenosu síly mezi ráfkem a pneumatikou, tvořené jednotlivě nebo v kombinaci jednotlivými silovými zařízeními (5i až 5e) řízených tlumičů nebo řízených silových aktuátorů.
2. Kolo s proměnnou charakteristikou podle nároku 1, vyznačené tím, že silová zařízení (51) typu řízený tlumič nebo řízený silový aktuátor, mezi ráfkem (4) kola a běhounem (2) pneumatiky jsou uspořádána paprskovitě.
3. Kolo s proměnnou charakteristikou podle nároku 1, vyznačené tím, že silová zařízení (51) typu řízený tlumič nebo řízený silový aktuátor, mezi ráfkem (4) kola a běhounem (2) pneumatiky jsou tvořena souvislým prstencovým řízeným tlumičem nebo souvislým prstencovým řízeným silovým aktuátorem.
4. Kolo s proměnnou charakteristikou podle nároku 1, vyznačené tím, že silová zařízení (52) mezi ráfkem (4) kola a boky (3) pneumatiky (1) jsou spojena prostřednictvím sférických kloubů (7) na prstenci (6).
5. Kolo s proměnnou charakteristikou podle nároku 1, vyznačené tím, že silová zařízení (5i) a silová zařízení (52) mezi ráfkem (4) a pneumatikou jsou spojena prostřednictvím sférických kloubů (7) na prstenci (6).
6. Kolo s proměnnou charakteristikou podle nároku 1, vyznačené tím, že silové zařízení (53) je uspořádáno spolu se silovým zařízením (5^ mezi ráfkem (4) a pneumatikou, přičemž silová zařízení (54) jsou spojena se silovým zařízením (53) prostřednictvím sférických kloubů (7).
7. Kolo s proměnnou charakteristikou podle nároku 6, vyznačené tím, že silové zařízení (53) a s ním spojené silové zařízení (5e) jsou uspořádány v oddělených výsečích.
8. Kolo s proměnnou charakteristikou podle nároku 6, vyznačené tím, že prostřednictvím sférických kloubů (7) jsou mezi ráfkem (4) a běhounem (2) uspořádány alespoň tři ze silových zařízení (53) a (54).
9. Kolo s proměnnou charakteristikou podle některého z předchozích nároků, vyznačené tím, že silová zařízení (5i) obsahují tlumiče vyplněné magnetorheologickou kapalinou a ráfek (4) je spojen s nosičem (11) opatřeným řídicími elektromagnety (8).
10. Kolo s proměnnou charakteristikou podle některého z předchozích nároků, vyznačené tím, že ráfek (4) je dělený a opatřen spojovací přírubou (43).
11. Kolo s proměnnou charakteristikou podle některého z předchozích nároků, vyznačené tím, že ráfek (4) je opatřen bočními otvory (44) a obvodovými otvory (43).
CZ2013-574A 2013-07-17 2013-07-17 Kolo s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla CZ310365B6 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-574A CZ310365B6 (cs) 2013-07-17 2013-07-17 Kolo s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla
EP14747508.1A EP3022068B1 (en) 2013-07-17 2014-07-14 A tyre with adjustable properties
PCT/CZ2014/000081 WO2015007253A1 (en) 2013-07-17 2014-07-14 A tyre with adjustable properties

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-574A CZ310365B6 (cs) 2013-07-17 2013-07-17 Kolo s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2013574A3 CZ2013574A3 (cs) 2015-02-11
CZ310365B6 true CZ310365B6 (cs) 2025-04-09

Family

ID=51266058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2013-574A CZ310365B6 (cs) 2013-07-17 2013-07-17 Kolo s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3022068B1 (cs)
CZ (1) CZ310365B6 (cs)
WO (1) WO2015007253A1 (cs)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014018639B4 (de) * 2014-12-13 2021-06-10 Audi Ag Fahrzeugrad, insbesondere Kraftfahrzeugrad
CN108688399B (zh) * 2018-06-14 2024-03-22 南京工程学院 一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮
CN111002764B (zh) * 2018-10-06 2022-06-10 河南天基轮胎有限公司 一种磁流体可调刚度轮胎
CN112124007B (zh) * 2019-06-25 2022-03-11 北汽福田汽车股份有限公司 一种用于车辆的轮胎及车辆
CN115654333B (zh) * 2022-11-18 2023-02-28 山东科华电力技术有限公司 一种基于物联网的挂轨式巡检机器人

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1647455A (en) * 1926-10-26 1927-11-01 Levinson Israel Resilient tire
DE945812C (de) * 1952-04-26 1956-07-19 Emil Himmelsbach Rad fuer Fahr- und Flugzeuge
US3089530A (en) * 1961-08-29 1963-05-14 George K Kocher Rubber and metal tire
WO2003018332A1 (en) * 2001-08-24 2003-03-06 Societe De Technologie Michelin Non-pneumatic tire
KR20030097218A (ko) * 2002-06-20 2003-12-31 한국타이어 주식회사 타이어의 강성조정구조
US6725895B1 (en) * 1998-11-23 2004-04-27 Michael Tsipov Wheel
FR2898077A1 (fr) * 2006-03-01 2007-09-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Bandage non pneumatique pour une roue de vehicule, notamment une roue de vehicule automobile
US20100300587A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Benzing Ii James Alfred Tire
WO2012153170A1 (en) * 2011-05-11 2012-11-15 Softwheel Ltd. Selective wheel suspension system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1710215A (en) * 1929-04-23 Wheei
DE347443C (de) * 1919-07-01 1922-01-20 Heinrich Jedlitschka Federndes Rad
IL82480A (en) * 1986-05-30 1991-09-16 Motor Wheel Corp Wheel for a track laying vehicle

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1647455A (en) * 1926-10-26 1927-11-01 Levinson Israel Resilient tire
DE945812C (de) * 1952-04-26 1956-07-19 Emil Himmelsbach Rad fuer Fahr- und Flugzeuge
US3089530A (en) * 1961-08-29 1963-05-14 George K Kocher Rubber and metal tire
US6725895B1 (en) * 1998-11-23 2004-04-27 Michael Tsipov Wheel
WO2003018332A1 (en) * 2001-08-24 2003-03-06 Societe De Technologie Michelin Non-pneumatic tire
KR20030097218A (ko) * 2002-06-20 2003-12-31 한국타이어 주식회사 타이어의 강성조정구조
FR2898077A1 (fr) * 2006-03-01 2007-09-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Bandage non pneumatique pour une roue de vehicule, notamment une roue de vehicule automobile
US20100300587A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Benzing Ii James Alfred Tire
WO2012153170A1 (en) * 2011-05-11 2012-11-15 Softwheel Ltd. Selective wheel suspension system

Also Published As

Publication number Publication date
EP3022068A1 (en) 2016-05-25
WO2015007253A1 (en) 2015-01-22
CZ2013574A3 (cs) 2015-02-11
EP3022068B1 (en) 2020-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ310365B6 (cs) Kolo s proměnnou charakteristikou, zvláště pro motorová vozidla
JP5675132B2 (ja) セミ・アクティブ・トー力コンプライアンス制御機能を有するリヤサスペンション
JP7661055B2 (ja) カーブに沿って走行する間に可変剛性および後操向車輪を伴う路上走行車両を制御する方法
US11511592B2 (en) Suspension system for a vehicle
KR102387695B1 (ko) 차량 서스펜션
US8573617B2 (en) Wheel suspension for motor vehicles
US20200198435A1 (en) Switchable Stabilizer Assembly of a Vehicle
JP5150662B2 (ja) デュアル空気ばね構成の速度依存型制御
US8006989B2 (en) Wheel suspension for a motor vehicle
AU2018230966B2 (en) Damping convoluted air spring
JP2010215225A (ja) デュアル空気ばね構成の連続力制御
CN107429772B (zh) 用于重型车辆的车轴/悬架系统的阻尼空气弹簧和减震器的组合
US20150167770A1 (en) Method and apparatus for suspension damping including negative stiffness employing a permanent magnet
US10035400B2 (en) Vehicle suspension system
GB2539866A (en) Wheel within the wheel
US12097741B2 (en) Stabilizer assembly for a two-track vehicle
Thosar Design, analysis and fabrication of rear suspension system for an all terrain vehicle
CN104773046A (zh) 用于组合拉杆轴的轴承装置以及组合拉杆轴
CN103879254B (zh) 一种车辆悬架单元以及互连悬架系统
Bauer Suspension Systems Basics
Genta et al. Chassis
Schäfer et al. The chassis of the Porsche 911
JP2020059390A (ja) インホイールモータ駆動装置用サスペンション構造
Bauer Suspension Systems Basics
KR20030021476A (ko) 자동차의 스티어특성 가변장치