<Desc/Clms Page number 1>
Schokopvan9m'steem De onderhavige uitvinding betreft een schokopvangsysteem dat tot doel heeft om schokken van welke aard ook te herleiden tot een minimum.
Het verschil met de reeds bestaande schokdempers is dat de schokken niet gedempt worden maar nagenoeg volledig geneutraliseerd.
Daar waar de klassieke schokdemper eerder als passief systeem te beschouwen is, is dit systeem actief.
Alhoewel onderstaand voorbeeld de toepassing op een wagen betreft kan het systeem echter op tal van uiteenlopende zaken toegepast worden.
Voorbeelden van andere mogelijke toepassingen zijn : moto's, vrachtwagens, industriele toepassingen, etc..
Doorgaans bestaat dit systeem uit 3 delen : waarneming, verwerking en bijsturing.
Hier volgt een uiteenzetting van de basisppbouw van het systeem en een praktisch voorbeeld ter verduidelijking.
Opbouw van het systeem :
1. Waameming
2. Verwerking
3. Bijsturing, uitvoering 1. Waarneming.
Dit gedeelte is afhankelijk van de toepassing van het systeem maar heeft algemeen tot doel het vaststellen en doorgeven van de toestand van het gedeelte dat trillingsvrij dient gehouden te worden of -in zeldzamere gevallen- de toestand van het trillingsveroorzakende gedeelte, of om het even wat dan ook dient vastgesteld dient te worden om de goede werking van het systeem te verzekeren.
Dit gedeelte is niet steeds noodzakelijk ; bij zeer eenvoudige systemen (zoals de fiets) kunnen 2 of 3 delen van het systeem in een enkel element geïntegreerd zijn.
2. Verwerking.
Dit gedeelte is vooral van belang bij meer uitgebreide systemen, waarbij vaak meerdere (waamemings-) elementen (sensoren, meters) gebruikt worden.
Dit is ook doorgaans het gedeelte waar het systeem de door de gebruiker
EMI1.1
ingestelde wensen in rekening brengt om eventuele bijsturingen naar het uitvoerende (bijsturings-) correct uit te voeren.
<Desc/Clms Page number 2>
Het meest voor de hand liggend is het gebruik van een elektronische eenheid hoewel ook hier andere mogelijkheden bestaan.
3. Bijsturing.
Dit gedeelte is het actieve deel van het systeem, hier worden de optredende schokken effectief geneutraliseerd.
Dit gedeelte kan gezien de verscheidenheid van mogelijke toepassingen van uiteenlopende aard zijn.
De keuze hiervan zal dus ook van die specifieke toepassing afhangen.
Een greep uit voor de hand liggende mogelijkheden is : elektrisch (elektromotor), hydraulisch (cilinder), mechanisch, pneumatisch (luchtcilinder, balg,...),....
Deze laatste (pneumatisch) bijvoorbeeld bied een grote "zachtheid" terwijl de eersten een grotere "precisie" (hoogte) bieden.
Voor de keuze van dit deel zullen vele aspecten zoals voorgenoemde maar ook andere zoals kostprijs, praktische uitvoerbaarheid en dergelijken van belang zijn.
Hier volgt een voorbeeld van een mogelijke toepassing van het systeem.
De 3 verschillende delen worden hierbij besproken.
EMI2.1
Voorbeeld : wagen.Waarneming : Daar het hoofddoel van het systeem het trillingsvrij houden van een bepaald gedeelte (in dit geval het chassis) van het systeem is, zal er een sensor nodig zijn die de'beweging'van het systeem (chassis) vaststelt.
Ook hier zijn er weer tal van mogelijkheden.
Een eerste mogelijkheid is een versnellingssensor of accelerometer. Deze dient dan op het chassis gemonteerd te worden en stelt de grootte van de versnelling en dus de schok vast.
In het geval er als bijsturingseenheid een hydraulische of pneumatische cilinder gebruikt wordt, kan er in de cilinder of balg een druksensor gemonteerd worden die de druk en dus ook drukschommelingen doorgeeft aan de verwerkingseenheid. Deze drukschommelingen kunnen (mits de nodige compensaties, gegeven door andere sensoren) tevens een maat zijn voor de bewegingstoestand van het chassis.
<Desc/Clms Page number 3>
Naast deze sensor is er ook nog een element nodig (zie verder) dat de hoogte van het chassis tot de grond (bij een vlakke ondergrond) 'meet'.
Ook hier weer zijn er meerdere mogelijkheden.
Een eenvoudige, doch vrij accurate oplossing is bvb. een potentiometer die de uitslaglengte van het wiel (en ophanging) omzet naar een elektrische grootheid, welke bruibaar is voor de verwerkingseenheid.
EMI3.1
Verwerking. bijsturing Beschouwen we nu dit voorbeeldsysteem even in werking.
Stel dat tijdens het rijden een'put'optreed in het wegdek ; het wiel zal de grond onder zieh als het ware voelen'wegvallen', als gevolg hiervan zal de cilinder of balg 1)'uitrekken'en zal de druk in de cilinder of balg (l) verlagen.
Tevens zal het chassis als gevolg hiervan beginnen'vallen' (versnellen).
Zowel de druksensor als de versnellingssensor zullen dit meteen waarnemen en doorgeven aan de verwerkingseenheid.
Deze zal ter compensatie van dit ongewenst verschijnsel de nodige hoeveelheid lucht of vloeistof doen verpompen naar (of van) de cilinder ofbalg (l) zodat de druk in de cilinder of balg(1) constant blijft.
Hierbij zal de cilinderuitslag vergroten met een afstand die (in ideale toestand) precies overeenstemt met het optredend hoogteverschil van het wegdek.
Na deze put zal de wagen terug op zijn oorspronkelijke hoogte komen (door terugvloeien van fluidum). Wanneer er nu een blijvend hoogteverschil optreedt zal de hoogtesensor dit waarnemen en zal de wagen toch (door de bijsturing) op de gewenste hoogte terugkomen.
Daar een wegdek zeer onregelmatig kan zijn en de cilinder dus constant heen en weer gaat zal de hoogtesensor geen waardevolle meting kunnen uitvoeren en zal de verwerkingseenheid deze gegevens dienen om te zetten in een 'gemiddelde'waarde om aldus een goede bijsturing te verzekeren.
EMI3.2
Ten gevolge van de druk- de druk in de cilinder(1) blijven. Dit houdt in wezen in dat het contact met het wegdek ten allen tijde even sterk blijft en het chassis blijft zoals gewenst versnelling-en dus schokvrij (schokarm).
Stel nu dat er iemand plaatsneemt in de wagen. Deze bestuurder heeft een gewenste hoogte ingesteld. Wanneer hij nu plaatsneemt zal er een bepaalde gewichtsverdeling optreden tussen de 4 wielen, ter compensatie hiervan zal er in de cilinders (snel) een hogere druk opgebouwd worden en de nodige hoeveelheid lucht of olie verpompt worden zodat de wagen op de gewenste
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
hoogte in evenwicht blijft. Er word dus een nieuwe (voorlopig vaste) drukwaarde gevormd.
Een bijkomende gewenste instelling die kan voorzien worden is deze van de 'vrije slagruimte'.
Er kan een vrije'uitslaglengte'alsook'indruklengte'gedefmieerd worden.
Samen vormen zij deze vrije slagruimte.
Als we nu een systeem bouwen met een cilinder waarvan de maximale slaglente bijvoorbeeld 40 cm bedraagt (en we hem zodanig monteren dat wanneer de cilinder volledig ingedrukt is, het chassis de grond net niet raakt).
Wanneer de bestuurder nu een grondhoogte van bvb. 15 cm heeft ingesteld, betekent dit dat vanuit deze situatie de indruklengte maximaal cm bedraagt en de uitreklengte maximum 25 cm (40-15 = 25).
Dit betekent dat wanneer er een'berg'optreedt die groter is dan 15 cm, de cilinder'gedwongen'zou worden verder te bewegen dan zijn maximale indruklengte. Dit is uiteraard ontoelaatbaar gezien de hevige schok en als gevolg daarvan de schade die het zou aanrichten.
Diezelfde redenering is uiteraard geldig voor een'put'groter dan 25 cm, bovendien verliest men contact met het wegdek.
Dit kan men nu vermijden door de vrije slagruimte te beperken.
Dit betekent concreet dat wanneer men deze overschrijdt, er minder olie of lucht zal vloeien zodat hierdoor het chassis nu wel (zacht) in beweging zal komen.
De vrije slagruimte kan men instellen via de verwerkingseenheid.
Eens buiten de vrije slagruimte zal het systeem zich beginnen te gedragen als een klassieke (passieve) schokdemper.
In dit gebied zal er dus wel een versnelling (schok) van het chassis optreden.
Deze versnelling kan men lineair, exponentieel, logaritmisch of welke gewenste wijze dan ook laten verlopen zoals ook deze ingesteld is in de verwerkingseenheid.
De tot hiertoe besproken bijsturing (laten we ze 2'orde noemen) heeft een trage bijsturing tot gevolg daar er eerst waargenomen, daarna verwerkt en dan bijgestuurd dient te worden.
Om een snelle orde) te verzekeren bouwen we aangepaste kleppen in op de cilinders (of De overdrukklep zorgt ervoor dat wanneer de druk groter word dan de ingestelde waarde het fluidum vrij kan wegstromen.
De onderdrukklep zorgt ervoor dat wanneer de druk onder de ingestelde waarde valt er fluidum (onder druk van compressor uit) binnenstroomt.
Hoe minder de over- van elkaar verschillen, hoe 'n'-- < -. -
<Desc/Clms Page number 5>
15Voor het verloop buiten de vrije slagruimte zorgen de (gestuurde) vemauwingventielen (smoorkleppen) (2, 3).
Deze vemauwen de uit (in) stroomopening buiten de vrije slagruimte zodat er minder fluïdum wegstroomt (instroomt) waardoor het chassis gaat versnellen.
Om geen extra kleppen te hoeven gebruiken kan men bijsturingen (tluIdumverplaatsingen), bv. aanpassing grondhoogte, laten verlopen door de drukinstellingen (5, 7) (tijdelijk) te veranderen.
Voor een beter verloop kan men de mogelijkheid voorzien om een additioneel onderdrukvat te voorzien (aan de ingang van de compressor) dat verbonden is met de uitgang van de cilinder ofbalg (l) om aldus een gesloten systeem te verkrijgen.
Het is vanzelfsprekend dat de cilinder of balge 1) de plaats inneemt van de klassieke schokdemper.
Alhoewel hier de wagen als voorbeeld besproken is, kan men voor moto's, vrachtwagens e. a. een gelijkaardig systeem toepassen.
EMI5.1
Bijkomende voordelen zoals het niet doorhangen in de bochten en bij u zwaardere ladingen evenals onveranderde dempingseigenschappen in deze situatie's zijn een automatisch gevolg van het systeem.
Ook kan men de grondhoogte van het voertuig eenvoudig instellen.
Extra sensoren (snelheid, wielhoek, afstandsensor vöör wielen,...) kunnen aangewend worden om bepaalde schokken te voorzien en dus een effectiever (snellere) bijsturing te verzekeren en aldus een betere werking.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to a shock absorbing system which is intended to minimize shocks of any kind.
The difference with the existing shock absorbers is that the shocks are not damped, but almost completely neutralized.
Where the classic shock absorber can be seen as a passive system, this system is active.
Although the example below relates to the application to a car, the system can, however, be applied to many different things.
Examples of other possible applications are: motorcycles, trucks, industrial applications, etc ..
This system usually consists of 3 parts: observation, processing and adjustment.
The following is an explanation of the basic structure of the system and a practical example for clarification.
Structure of the system:
1. Observation
2. Processing
3. Adjustment, implementation 1. Observation.
This part is dependent on the application of the system but has the general purpose of determining and communicating the state of the part that must be kept vibration-free or - in rarer cases - the state of the vibration-causing part, or anything else. it must also be established to ensure the proper functioning of the system.
This part is not always necessary; with very simple systems (such as the bicycle), 2 or 3 parts of the system can be integrated into a single element.
2. Processing.
This part is especially important for more extensive systems, where often multiple (observation) elements (sensors, meters) are used.
This is also usually the part where the system is used by the user
EMI1.1
takes into account set wishes to correctly implement any adjustments made to the executive (adjustment).
<Desc / Clms Page number 2>
The most obvious is the use of an electronic unit, although there are other options here too.
3. Adjustment.
This part is the active part of the system, here the occurring shocks are effectively neutralized.
This section can be of varying nature in view of the variety of possible applications.
The choice of this will therefore also depend on that specific application.
Some of the obvious options are: electric (electric motor), hydraulic (cylinder), mechanical, pneumatic (air cylinder, bellows, ...), ....
The latter (pneumatic), for example, offers a great "softness" while the former offer a greater "precision" (height).
Many aspects such as the aforementioned but also others such as cost, practicality and the like will be important for the choice of this part.
The following is an example of a possible application of the system.
The 3 different parts are discussed here.
EMI2.1
Example: wagon. Observation: Since the main purpose of the system is to keep a certain part (in this case the chassis) of the system vibration-free, a sensor will be needed that detects the 'movement' of the system (chassis).
Here too there are many possibilities.
A first option is an acceleration sensor or accelerometer. This must then be mounted on the chassis and determines the size of the gear and therefore the shock.
If a hydraulic or pneumatic cylinder is used as the control unit, a pressure sensor can be mounted in the cylinder or bellows which transmits the pressure and therefore also pressure fluctuations to the processing unit. These pressure fluctuations can (provided the necessary compensations given by other sensors) also be a measure of the state of movement of the chassis.
<Desc / Clms Page number 3>
In addition to this sensor, an element is also required (see below) that 'measures' the height from the chassis to the ground (with a flat surface).
Here too there are several options.
A simple but fairly accurate solution is, for example. a potentiometer that converts the travel length of the wheel (and suspension) to an electrical quantity, which is usable by the processing unit.
EMI3.1
Processing. adjustment We now consider this example system in operation.
Suppose a 'pit' occurs in the road while driving; the wheel will feel the ground "fall away" below, as a result, the cylinder or bellows 1) will "stretch" and the pressure in the cylinder or bellows (1) will decrease.
As a result, the chassis will also start to 'fall' (accelerate).
Both the pressure sensor and the acceleration sensor will immediately detect this and pass it on to the processing unit.
To compensate for this undesirable phenomenon, this will cause the necessary amount of air or liquid to be pumped to (or from) the cylinder or bellows (1) so that the pressure in the cylinder or bellows (1) remains constant.
The cylinder deflection will hereby increase with a distance that (in ideal condition) exactly corresponds to the occurring height difference of the road surface.
After this well, the carriage will return to its original height (by refluxing fluid). If there is now a permanent height difference, the height sensor will detect this and the car will nevertheless return (at the adjustment) to the desired height.
Since a road surface can be very irregular and the cylinder therefore constantly goes back and forth, the height sensor will not be able to perform a valuable measurement and the processing unit will have to convert this data into an 'average' value in order to ensure proper adjustment.
EMI3.2
Remain in the cylinder (1) due to the pressure. This essentially means that the contact with the road surface remains the same at all times and the chassis remains acceleration as required and therefore shock-free.
Now suppose someone is taking a seat in the car. This driver has set a desired height. When he takes a seat, a certain weight distribution will occur between the 4 wheels. To compensate for this, a higher pressure will be built up in the cylinders (quickly) and the necessary amount of air or oil will be pumped so that the car can reach the desired position.
<Desc / Clms Page number 4>
EMI4.1
remains balanced. A new (provisionally fixed) pressure value is therefore formed.
An additional desired setting that can be provided is that of the 'free space'.
A free 'deflection length' as well as 'impression length' can be defined.
Together they form this free space.
If we now build a system with a cylinder with a maximum stroke spring of 40 cm, for example (and we mount it in such a way that when the cylinder is fully depressed, the chassis just does not touch the ground).
If the driver now has a ground height of eg. Has set 15 cm, this means that from this situation the impression length is a maximum of cm and the extension length is a maximum of 25 cm (40-15 = 25).
This means that if a "mountain" larger than 15 cm occurs, the cylinder would be "forced" to move beyond its maximum impression length. This is of course unacceptable in view of the severe shock and, as a result, the damage it would cause.
The same reasoning is of course valid for a 'well' larger than 25 cm, and you also lose contact with the road surface.
This can now be avoided by limiting the free space.
In concrete terms, this means that if one exceeds this, less oil or air will flow, so that the chassis will now move (softly).
The free space can be set via the processing unit.
Once outside the free space, the system will start to behave like a traditional (passive) shock absorber.
In this area there will therefore be an acceleration (shock) of the chassis.
This acceleration can be carried out linearly, exponentially, logarithmically or in any desired manner as it is set in the processing unit.
The adjustment discussed so far (let's call it 2'order) results in a slow adjustment, as first observed, then processed and then adjusted.
To ensure a quick order) we build in custom valves on the cylinders (or The pressure relief valve ensures that when the pressure exceeds the set value, the fluid can flow freely.
The negative pressure valve ensures that when the pressure falls below the set value, fluid flows (under pressure from the compressor).
The less the differences between them, the 'n' - <-. -
<Desc / Clms Page number 5>
15The (controlled) dampening valves (throttle valves) (2, 3) ensure the course outside the free stroke.
These restrict the out (in) flow opening outside the free space so that less fluid flows out (inflow), causing the chassis to accelerate.
In order not to have to use extra valves, adjustments can be made (fluid displacements), eg ground height adjustment, by changing the pressure settings (5, 7) (temporarily).
For a better flow, it is possible to provide the possibility of providing an additional vacuum vessel (at the inlet of the compressor) that is connected to the outlet of the cylinder or bellows (1) in order to obtain a closed system.
It goes without saying that the cylinder or bellow 1) takes the place of the classic shock absorber.
Although the car has been discussed here as an example, it is possible to use motorbikes, trucks and more. a. apply a similar system.
EMI5.1
Additional benefits such as not sagging in curves and heavier loads with you as well as unchanged damping properties in these situations are an automatic consequence of the system.
The ground height of the vehicle can also be easily adjusted.
Extra sensors (speed, wheel angle, distance sensor for wheels, ...) can be used to provide certain shocks and thus ensure a more effective (faster) adjustment and thus better functioning.