Radnabenantriebssystem mit Stickstoff als Druckgas Wheel hub drive system with nitrogen as compressed gas
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radnabenantriebssyslem mit Stickstoff als Druckgas und mit wenigstens einem Flüssiggastank und wenigstens einer nach geschalteten Verdampfereinheit tiir flüssigen Stickstoff sowie in diesem Antriebssystem umfassend wenigstens einen Radnabenmotor der Pneumatisch betrieben wird und dabei seine Antriebskraft unmittelbar und direkt auf die anzutreibende Achse und /oder Welle von Fahrzeugen und Maschinen aller Art überträgt und mit eingeschlossen diese verbindenden Stickstoffdruckgasleitungcn.The present invention relates to a wheel hub drive system with nitrogen as pressurized gas and with at least one liquefied gas tank and at least one downstream evaporator unit for liquid nitrogen, and in this drive system comprising at least one wheel hub motor which is pneumatically operated and its drive force directly and directly on the axle to be driven and / or Transmits waves of vehicles and machines of all kinds and includes these connecting nitrogen pressure gas line.
Aus dem derzeitigen Stand der Technik sind elektrisch betriebene Radnabenantriebssysteme bekannt die aber durch ihre hohe elektrische Leistungsaufnahme nur eine geringe Reichweite erlauben. Die für dieses elektrische Antriebssystem erforderlichen Batterien als Kraftquelle benötigen außerdem auch noch eine lange Ladezeit, wodurch das Fahrzeug sehr lange außer Betrieb genommen werden muss, wobei hier der wirtschaftliche Faktor zur Auslastung eines solchen elektrisch betriebenen Fahrzeuges erheblich leidet.Electrically operated wheel hub drive systems are known from the current state of the art, but due to their high electrical power consumption only allow a short range. The batteries required for this electric drive system as a power source also require a long charging time, as a result of which the vehicle has to be taken out of operation for a very long time, the economic factor for the utilization of such an electrically operated vehicle suffering considerably here.
Der votliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Λntriebssystem bereit zu stellen, bei dem die zuvor dargestellten Nachteile vermieden werden. Dieses Problem wird durch die Erzeugung von Stickstoff als Druckgas in der Kombination mit dem im Radnabenantriebssystem enthaltenen Flüssiggastank für flüssigen Stickstoff und der Verdampfereinheit, hier ausschließlich mit flüssigen Stickstoff umfassend gelöst, da hier der verbrauchte flüssige Stickstoff sofort nachgetankt werden kann und je nach Bedarf ein mehr oder weniger großer Flüssiggastank im Antriebssystem verbaut werden kann um somit die Reichweile des Antriebssystems zu erhöhen. Als ein Aus-uhrungsbeispiel dient hier der Betrieb mit flüssigem Stickstoff bei einem Personenkraftwagen. Der erforderliche Druckaufbau für den Antrieb des Radnabenantriebssystems wird hier mit den bereits bekannten Verfahren des Stickstoffantriebssystems für Inncnraum-fahrzeuge gelöst. Eines der wesentlichen Hauptmerkmale dieser Erfindung ist aber das hier keinerlei Getriebe und / oder Wellen die Antriebskraft an das Antriebsrad des Fahrzeuges heranführen, da ja hier das Antriebssystem bereits direkt an die Radnabe angebaut ist und somit direkt ohne Energieverluste und Reibungsverluste die Antriebskraft auf das Antriebsrad abgeben kann.
Die gesamte Antriebseinheit ist je nach Verwendung und Einsatzzweck vorzugsweise zum Antrieb von Fahrzeugen aller Art gedacht. Dabei kann diese in einem Gehäuse mit einer günstigen Form angeordnet sein oder aber auch in einzelnen Elementen angeordnet sein. Unter einem Radnabenantriebssystem mit dem Betrieb von flüssigem Stickstoff als späteres Druckgas wird dabei ein Antrieb für Kraftfahrzeuge oder dergleichen verslanden. Das hier dargestellte Radnabenautriebssystem wird mit flüssigem Stickstoff das in einer Verdampfereinheit durch Wärmezufuhr von außen, in diesem Fall als Beispiel aus der Umgebungsluft verdampft worden ist, betrieben. Die Verdampfung von flüssigen Stickstoff zu Druckgas mit hohem Druck wird dabei unter Wärmezufuhr aus der Umgebung ermöglicht, was zu einer Druck- und/oder einer Volumenausdehnung führt, die für den Arbeitsprozess am Radnabenmotor genutzt wird.The object of the present invention is therefore to provide a drive system in which the disadvantages described above are avoided. This problem is solved by generating nitrogen as compressed gas in combination with the liquid gas tank for liquid nitrogen contained in the wheel hub drive system and the evaporator unit, here exclusively with liquid nitrogen, since here the used liquid nitrogen can be refilled immediately and, if necessary, one more or less large liquid gas tank can be installed in the drive system to increase the range of the drive system. An example of an embodiment here is the operation with liquid nitrogen in a passenger car. The pressure build-up required for driving the wheel hub drive system is achieved here with the already known methods of the nitrogen drive system for interior vehicles. One of the main main features of this invention, however, is that there are no gears and / or shafts to bring the driving force to the drive wheel of the vehicle, since the drive system is already attached directly to the wheel hub and thus emits the drive force to the drive wheel without loss of energy and friction can. The entire drive unit is preferably intended for driving vehicles of all types, depending on the use and intended use. This can be arranged in a housing with a favorable shape or else be arranged in individual elements. Under a wheel hub drive system with the operation of liquid nitrogen as a later compressed gas, a drive for motor vehicles or the like will be silted up. The wheel hub drive system shown here is operated with liquid nitrogen which has been evaporated in an evaporator unit by supplying heat from the outside, in this case as an example from the ambient air. The evaporation of liquid nitrogen to compressed gas at high pressure is made possible by supplying heat from the environment, which leads to a pressure and / or volume expansion that is used for the working process on the wheel hub motor.
Der pneumatische Radnabenmotor kann bevorzugt in der Felge des Antriebsrades angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass das Druckgas und somit die Antriebsenergie, fast ohne Energieverluste, lediglich über bewegliche und / oder flexible Druckgasleitungen an den pneumatischen Radnabenmolor herangeführt werden kann und somit erhebliche Bauteile wie Ausgleichsgetriebe und Schaltgetriebe zum Betrieb eines Fahrzeuges eingespart werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass hier beispielsweise bei Baumaschinen oder ähnlichen Λntriebsmaschinen über eine ungleiche Ansteuerung des pneumatischen Radnabenmotors die Fahrtrichtung des Fahrzeugs beeinflusst werdeu kann und somit diesesThe pneumatic wheel hub motor can preferably be arranged in the rim of the drive wheel. This has the advantage that the compressed gas and thus the drive energy, almost without energy loss, can only be brought to the pneumatic wheel hub paint via movable and / or flexible compressed gas lines and thus considerable components such as differential gears and manual transmissions for operating a vehicle can be saved. Another advantage is that here, for example in the case of construction machines or similar drive machines, the driving direction of the vehicle can be influenced by uneven control of the pneumatic wheel hub motor and thus this
Radnabenantriebssystem mit flüssigem Stickstoff betrieben, als Ersatz für eine aus mehreren Bauteilen bestehende Lenkung dienen kann.Wheel hub drive system operated with liquid nitrogen, can serve as a replacement for a steering system consisting of several components.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Radnabenantriebssystems kann dass Fahrzeug mit mehreren Radnabenantriebssystemen ausgestattet sein und somit umfassend als Allradfahrzeug eingesetzt werden wobei hier lediglich bewegliche und / oder flexible Druckgasleitungen die Antriebsenergie direkt an das Antriebsrad heranführen und somit erheblich weniger Bauteile als bei herkömmlichen Allradfahrzeugen eingesetzt werden müssen und somit auch Energieverluste an den Antriebswellen vermieden werden.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung an Hand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:In a further development of the wheel hub drive system according to the invention, the vehicle can be equipped with a plurality of wheel hub drive systems and can thus be used extensively as an all-wheel drive vehicle, with only movable and / or flexible compressed gas lines leading the drive energy directly to the drive wheel, and thus considerably fewer components than with conventional all-wheel drive vehicles, and have to be used thus also energy losses on the drive shafts can be avoided. An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings. Show:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausftihrungsfonn des erfindungsgemäßen Radnabenantriebssystems mit Stickstoff" als DruckgasFig. 1 is a schematic diagram of a first Ausfihrungsfonn of the wheel hub drive system according to the invention with nitrogen " as compressed gas
Auf Figur 1 Bezug genommen: Diese zeigt die Prinzipdarstellung eines Radnabenantriebssystems mit Stickstoff als Druckgas ü einer Schemadarstellung. Das Radnabenantriebssystems mit Stickstoff als Druckgas umfassend daigestellt in einem Fahrzeug 11 umfasst einen Flüssigstickstofftank 1 mit Ei-αfullstutzeu 2 und Stickstoffdruckgas 3 sowie dem flüssigen Stickstoff 4, der Verdampfereinheit 5 und den dazugehörigen Druckgasleitungen 6 sowie die Pneumatischen Steuerventile 7 und dem Radnabenmotor 8 für Stickstoff 3 als Druckgas, sowie der Radnabe 9 und dem darauf befindlichen Antriebsrad 10. Die Antriebseinheit ist in einer ersten Ausführungsform wie in Figur 1 dargestellt ein Ausfuhrungsbeispiel an einem Personenkraftwagen 11.
Referring to FIG. 1: This shows the basic illustration of a wheel hub drive system with nitrogen as compressed gas over a schematic representation. The wheel hub drive system with nitrogen as the pressurized gas comprehensively shown in a vehicle 11 comprises a liquid nitrogen tank 1 with egg-full filler 2 and pressurized nitrogen gas 3 as well as the liquid nitrogen 4, the evaporator unit 5 and the associated pressurized gas lines 6 as well as the pneumatic control valves 7 and the wheel hub motor 8 for nitrogen 3 as compressed gas, as well as the wheel hub 9 and the drive wheel 10 located thereon. In a first embodiment, as shown in FIG. 1, the drive unit is an exemplary embodiment of a passenger car 11.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS
FlüssigstickstofftankLiquid nitrogen tank
Ei-ofϊill stutzenTrim egg-ofϊill
StickstoffdruckgasNitrogen gas pressure
Flüssiger StickstoffLiquid nitrogen
Verdampfereinhei tEvaporator unit
DruckgasleitungenPressure gas lines
Pneumatische SteuerventilePneumatic control valves
Radnabenmotorhub motor
Radnabewheel hub
Antriebsraddrive wheel
Fahrzeug Fahrzeugachse
Vehicle vehicle axis