203215. lajstromszámú szabadalom • Kormányfék gépjárművekhez
1 HU 203 215 A 2 A találmány kormányfék gépjárművekhez, mely a gépjármű kormányrúdjának kritikus elfordulási szögsebessége fölött a kormányrúd további szögelfordulását megakadályozza, így előnyösen alkalmazható a kormányzott futómű biztonságosabbá tételére. Ismeretes, hogy ha a gépjárművek valamelyik kormányozott kerekét menet közben oldalról hirtelen erőhatás éri, akkor a kerekek befordulhatnak és a gépjármű kormányozhatatlanná válhat. Ilyen helyzet alakulhat ki például kőnek ütközéskor, padkáról való lehajláskor, gödörbe hajtáskor vagy durrdefekt következtében. Ilyenkor a gépjármű sebességének függvényében például veszélyes kifarolás, megperdülés, felborulás következhet be. A hasonló veszélyes helyzetek elkerülésére több megoldás ismert. Az US4 591 177 lajstromszámú szabadalomban a kormányzást oleodinamikus rendszer végzi, ami különösen nagyobb sebességeken fokozza a közlekedés biztonságát. Az US 4 697 817 lajstromszámú szabadalomban javasolt kormányzást stabüizáló mechanizmus a kormányzott kereket a külső eltérítő hatás után automatikusan visszaállítja neutrális helyzetébe. Az US4717175 lajstromszámú szabadalomban a kormányzási és menet paramétereket állandóan feldolgozó és kontrolláló rendszert alkalmaznak a közlekedés biztonságának növelésére. A felsorolt példák alkalmasak a kitűzött feladat részleges megoldására, de teljesen új szerkezeti és/vagy vezérlési felépítést igényelnek, költségesek és a hagyományos gépjárműveken nem használhatók A találmány célkitűzése olyan megbízható fékező mechanizmus létrehozása, ami a gépjárművek rendeltetésétől és kialakításától függetlenül alkalmazható, és a hossztengelye körül elforgatható kormányrudakra a gyártás során vagy pótlólagosan felszerelhető. A találmány szerinti kormányfék az alábbi felismerésen alapul: A kormányrúd kézzel való elforgatásával elérhető legnagyobb szögsebessége nem haladja meg a tp=12rad/s mértéket, míg a kerék felől jelentkező, veszélyhelyzetet okozó hatás folytán cp=100-200rad/s szögsebességek léphetnek fel. A kettő közötti különbség elegendő a hatások megbízható szétválasztására, így megállapítható egy kritikus elfordulási szögsebesség, ami fölött a kormányrúd elfordulását gátló fékező mechanizmus működésbe léphet. A találmány tehát kormányfék gépjárművekhez, amelynek a gépjármű kormányrúdjának kritikus elfordulási szögsebessége fölött működésbe lépő, a kormányrúd további szögelfordulását gátló fékező mechanizmusa van. További felismerés szerint a fékező mechanizmus kialakítható a kormányrúdra rögzített, folyadékkal töltött hengeres tartályban szabadon elfordulni képes, perforált lapátok felhasználásával. A kormányrúd kritikus elfordulási szögsebessége fölött a perforált lapátok turbulens áramlásokat okoznak, ezzel fékezve a kormányrúd további elfordulását. A kormányfék ezenkívül kialakítható például a konnányrudra helyezett centrifugális inercia elemekből, amelyek szétnyílásakor egy fékdobbal történik a fékezés. Kialakítható továbbá szenzor és fékező mechanizmus külön alkalmazásával, például a fedélzeti irányítórendszerbe beillesztett kormányfék is. A kormányfék példaképpeni kiviteli alakjait az alábbi ábrákkal mutatjuk be: 1. ábra - a kormányfék elvi felépítése; 2. ábra - a hidraulikus kormányfék felépítése; 3. ábra - inercia elemes kormányfék felépítése. Az 1. ábrán egy gépkocsi kormányfékjének elvi felépítése látható. Az 1 kormányrúdra van felépítve a 2 fékező mechanizmus és a 3 szenzor. Az 1 kormányrúd kritikus elforulási szögsebességét képes érzékelni. Az ábrán feltüntetett esetben a 2 fékező mechanizmus vezérlése a 3 szenzor jelével történik. Lehetséges a 2 fékező mechanizmus olyan kialakítása is, amihez nem kell külön 3 szenzor. Ilyen megoldásra példa a 2. és 3. ábra. A 2. ábrán bemutatott kormányfék az 1. kormányrúdon lévő, 6 folyadékkal töltött 4 hengeres tartályból és az abban az 1 kormányrúddal együtt forgó perforált lapátokból áll. Kézi kormányzás során azaz az 1 kormányrúd kritikus alatti elfordulási szögsebességeinél az elforduló 5 perforált lapátok a 6 folyadék egyenletes áramlását okozzák. A kerék felől érkező gyors hatások esetén, azaz az 1 kormányrúd kritikus fölötti elfordulási szögsebességeinél az 5 perforált lapátok turbulens áramlásokat okoznak, ezzel megnehezítik az 1 kormányrúd további elfordulását. A 3. ábrán a 2 fékező mechanizmus a 10 fékdobba beépített 1 kormányrúd 7 hengerhagyó szakaszával kényszerkapcsolatban álló, 8 húzórugókkal összefogott 9 inercia elemekből áll. Kézi kormányzás során, azaz az 1 kormányrúd kritikus alatti elfordulási szögsebességeinél az elforduló 9 inercia elemeket a 8 húzórugók összetartják, így azok a 10 fékdobban szabadon elfordulhatnak. A kerék felől érkező hatások esetén, azaz az 1 kormányrúd kritikus fölötti elfordulási szögsebességeinél a 9 inercia elemek centrifugális ereje a 8 húzórugók erejét legyőzi, így azok szétnyílnak, és elérik a 10 fékdobot. Az 1. kormányrúd elfordulása jelentős külső erőhatás eredménye. Amíg ez az erőhatás fennáll, addig az 1 kormányrúd 7 hengerhagyó szakasza a 10 fékdobnak szorítja a 9 inercia elemeket, tehát az 1 kormányrúd nem fordítható el egészen addig, míg vagy a külső erőhatás meg nem szűnik, vagy a vezető ellenkormányzással nem kompenzálja azt. Ennek megtörténte után a 8 húzórugók eredeti helyzetükbe húzzák vissza a 9 inercia elemeket és a gépjármű újból kormányozhatóvá válik. A találmány szerinti kormányfék legjelentősebb előnyei:- a kormányozott kerék felől jelentkező gyors hatások balesetveszélyeit csökkenti vagy megszünteti;- a gépjármű eredeti kormányzási jellemzőit nem változtatja;- bármilyen, hossztengelye mentén elforgatható kormányrúddal rendelkező gépjárműveknél alkalmazható;- előnyösen használható nehéz terepen dolgozó munkagépeknél és nagy sebességű szeméi) gépkocsiknál egyaránt; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
