CS254980B2 - Suspension for motor vehicles - Google Patents

Description

Vynález se týká závěsu na motorová vozidla, opatřená po každé straně pružícím tělesem středově umístěným mezi spřaženými nápravami, uloženým mezi dvěma řídicími rameny opatřenými kloubovými hlavami, která jsou připevněna к dvěma vidlicovým částem otočně uloženým na centrálním čepu vozidla.

Nejednodušším řešením závěsu pro motorová vozidla' je použití listových pružin, složených z několika ocelových listů o vysoké pevnosti a pružnosti a vytvářejících svazek o proměnlivém průřezu. Hodnota zatížení každé listové pružiny je lineární funkcí průřezu, počtu listů a meze pevnosti každého z nich. Z toho vyplývá, že při použití listových pružin ze stejného materiálu je zachytitelné zatížení závislé na počtu listů pružin. Je proto při zvýšení zatížení nutno zvětšit počet listů, čímž se však proporcionálně snižuje pružnost svazku listové pružiny, to jest elastická reakce listové pružiny na působící zatížení.

Je třeba mít proto u vozidel, určených pro přepravu těžkých nákladů na zřeteli, že závěsy reagují vymezeným prodloužením pouze tehdy, když vozidlo, pro které byly dimenzovány, je plně zatíženo a že jejich reakce je při dílčím zatížení slabší a vůbec nereagují, není-li vozidlo vůbec zatíženo.

Je také třeba brát v úvahu, že v případě několika sdružených náprav musí být závěs řešen tak, aby umožnil rozložení zatížení na všechny nápravy, i když jedna náprava vzhledem к sousední nápravě je zvednuta. Tohoto účinku, který je možno označit jako účinek kyvné páky, lze získat vytvořením výkyvného středu ústrojí, kolem něhož se může toto ústrojí při styku pojezdových kol se zemí natáčet a na které se přenáší celé zatížení v poměru stanoveném vektorovým polygonem sil.

Tak je tomu u konzolového závěsu, v němž velké svazky listových pružin absorbují namáhání, vzniklé zatížením, kdežto podélná a příčná namáhání jsou absorbována vhodnými táhly tak, že se celé ústrojí může natáčet kolem středového čepu mezi spřaženými nápravami. Avšak jelikož jsou konzolová závěsná ústrojí a< ústrojí podobných typů řešena pro vysoké nosnosti, jsou málo pružná a téměř nereagují, není-li vozidlo zatíženo. Přitom závěsy těchto typů omezují při jízdě po nerovném povrchu a při jakékoliv rychlosti pojezdu znesnadňují na jakémkoli povrchu řízení.

Jsou známa závěsná ústrojí, obsahující tuhá ramena, napojená jednou stranou přímo к nápravám nebo pojezdovým kolům a uložená uprostřed otočně tak, aby se natáčela kolem čepu, a působící na pružící těleso, jehož deformací způsobenou kmitáním ramen kolem čepu se vyvolává pružící účinek.

Ί když tyto známé závěsné systémy s tuhými rameny představují z určitých hledisek zdokonalení ústrojí konzolového závěsu, ještě zcela nevyhovují, protože u nich vzniká pružení jen ve středovém pružícím tělese, přičemž je pružící účinek vyčerpán, když toto pružící těleso dosáhne konec svého roztažení.

Známé závěsy, řešené pro vícenápravová vozidla a pro těžká zatížení, nesplňují proto všechny funkce, které se od závěsů zásadně požadují, a zejména nejsou schopny rozložit reakci pružného tělesa tak, aby byla zaručena přiměřená funkce při všech v úvahu přicházejících zatíženích a jízdních podmínkách.

Cílem vynálezu je vyvinout závěs pro motorová vozidla, který by vyloučil nebo alespoň snížil nevýhody známých závěsů a který by byl schopen vyhovět všem požadavkům kladeným na závěs, a zejména aby zajišťoval úměrné elastické reakce ze všech podmínek přicházejících v úvahu z hlediska zatížení vozidla.

Podstata vynálezu u závěsu shora uvedeného typu spočívá v tom, že sestává z čtvrteliptických listových per, jejichž pružnost je menší, než je pružnost středově umístěného pružícího tělesa a která jsou připevněna bočně к vidlicovým částem, přičemž volné konce čtvrteliptických listových per jsou připevněny к pevným nápravám motorového vozidla.

Středově umístěné pružící těleso je tvořeno válcem, který je naplněn stlačeným plynem a v němž je umístěna pružina, přičemž pružnost stlačeného plynu a pružiny je odlišná.

Vidlicové části jsou uloženy otočně na centrálním čepu podvozku a jsou opatřeny opěrnými protilehlými přírubami.

Výhoda vynálezu spočívá v tom, že zajišťuje elastické reakce úměrné zatížení vozidla a se zřetelem na rychlost vozidla a stav vozovky.

Příkladné provedení vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde značí obr. 1 schematický perspektivní pohled na závěs, při jeho použití pro spražené nápravy průmyslového vozidla; obr. 2 nárys závěsu podle obr. 1 částečně v řezu, znázorňující jeho provozní stav při nízkém zatížení vozidla; obr. 3 nárys podobný obr. 2, avšak se závěsem v provozním stavu odpovídajícím plnému zatížení vozidla; obr. 4 půdorys závěsu v provozním stavu podle obr. 3 částečně v řezu; obr. 5 pohled na provedení prvních pružících prostředků závěsu podle obr. 1 částečně v řezu a obr. 6 nárys provedení závěsu podle vynálezu s tlumičem kmitů.

Na výkresech je znázorněna část podélného bočního nosníku 5, tvořícího boční část podvozku průmyslového vozidla. К podélnému bočnímu nosníků 5 jsou připevněny spřažené nápravy 6, 8 daného vozidla. К nosníku 5 je připevněna konzola 9, v níž je uložen centrální čep 7 podvozku vozidla, na němž je kloubově uložen závěs.

Stejná konstrukce závěsu se stejnými prvky, jak budou dále popsány je provedena i na protilehlé straně podvozku vozidla. Pojezdová kola a ostatní konstrukční části neodpružených části vozidla nejsou na vyobrazeních znázorněny, jelikož nejsou součástí vynálezu a· jsou známé.

Na centrálním čepu 7 podvozku vozidla jsou otočně uloženy vidlicové části 10, 12, opatřené protilehlými přírubami, a to vidlicová část 10 přírubami 13, 15 a vidlicová část 12 přírubami 14, 16. Příruby 13, 15 vidlicové části 12 jsou rovnoběžné, přičemž vytvářejí koncové dorazy vidlicových částí 10, 12, jak bude dále uvedeno.

К vidlicové části 10 je na její vnější čelní části mezi přírubami 13, 15 připevněno svisle vzhůru směřující řídicí rameno 17. Obdobně je mezi přírubami 14, 16 připevněno к vidlicové čelní vnější části 12 svisle vzhůru směřující řídicí rameno 19. Řídicí ramena 17, 19 jsou opatřena kloubovými hlavami (nejsou znázorněny), mezi nimiž je uloženo středově umístěné pružící těleso 18 ve tvaru pneumatického nebo hydraulického válce, pružina nebo jiný pružící prostředek. Středově umístěné pružící těleso 18 je vytvořeno s různým stupněm pružnosti, jelikož obsahuje jednak plynnou pružící složku, například vzduch, jednak pevnou pružící složku, například pružinu.

Jedno takové provedení středově umístěného pružného tělesa 18 vytvořeného z látek odlišné pružnosti je zobrazeno na obr. 5. Ve válci uvedeného tělesa 18 je uložena pružina 25, přičemž válec je naplněn plnicím otvorem 30 plynnou pružící látkou. Utěsněně uložený píst 28 dosedající na vnitřní konec pružiny 25 umožňuje elastickou reakci, která může sledovat křivku pružnosti pružiny 25 nebo stlačeného plynu, podle charakteristik a podmínek zatížení.

Jsou však známa i jiná vhodná pružící zařízení o několika stupních pružnosti, pracující například s kombinací hydraulického oleje se stlačeným vzduchem.

Kmitání středově umístěného pružícího tělesa 18 je zachycováno tlumičem kmitů, jak je znázorněno například na obr. 6. Kmitající vidlicové části 10, 12 jsou opatřeny nástavci 32, 34 mezi nimiž je uložen tlumič kmitů 33.

Z obr. 1 až 4 je zřejmé, že vidlicové části 10, 12, nasazené otočně na centrálním čepu 7 podvozku vozidla, jsou podle vynálezu opatřeny listovými pery, z nichž každé je tvořeno nejméně jedním ocelovým listovým pérem, popřípadě svazkem ocelových listových per. Tato listová pera je možno podle jejich profilu označit jako čtvrteliptická listová pera 20, 22, přičemž stupeň pružnosti je stanoven při jejich konstrukčním řešení tak, aby byl nižší než je stupeň pružnosti středově umístěného pružícího' tělesa 18. Tato čtvrtelipticlká listová pera 20, 22 jsou tedy méně pružné než středově umístěné pružící těleso· 18.

V provedení znázorněném na výkresech je každé čtvrteliptická listové pero 20, 22 tvořeno dvěma odpovídajícími ocelovými listy 20a, 20b, 22a, 22b (obr. 3), připevněnými к vidlicové části 10 šroubem 21 s maticí а к vidlicové části 12 šroubem 23 s maticí. Volné konce čtvrteliptických listových per 20, 22 jsou připevněny třmeny 24, 26 к spřaženým nápravám 6, 8 motorového· vozidla.

Na obr. 4 v řezu zobrazená část znázorňuje provedení vidlicových částí 10, 12, umožňující jejich otočné spojení s centrálním čepem 7 podvozku vozidla. Jak je z výkresu zřejmé, je vidlicová část 10 nasazena přímo pouzdry 27, 27‘ na centrálním čepu 7. Pouzdra 27, 27‘ umožňují relativní natáčení vidlicové části 10 na centrálním čepu 7. Vidlicová část 12 je uložena otočně na pouzdrech 27, 27‘ vidlicové části 10. V důsledku tohoto uspořádání jsou vidlicové části 10, 12 vzájemně relativně natáčivé.

Závěs v provedení podle vynálezu pracuje takto:

Za podmínek minimálního zatížení podle obr. 2 závisí elastická reakce hlavně na středově umístěném pružícím tělese 18, přičemž má-li toto těleso 18 podle přednostního provedení stupně pružnosti, probíhá elastická reakce podle jeho první křivky pružnosti. Rovněž čtvrtlistovými eliptickými pery 20, 22 probíhá elastická reakce nejprve v počátečních hodnotách odpovídajících křivkám jejich pružnosti a také jako funkce elastické hystereze celého pružícího ústrojí.

Za podmínek středního zatížení opět podle obr. 2 působí elastická reakce na oba pružící systémy s převahou působení na středově umístěné pružící těleso 18. Je-li toto těleso vytvořeno s dvěma, popřípadě více stupni pružnosti, probíhá elastická reakce podle jeho druhé a další křivky pružnosti, přičemž čtvrtlistové eliptické pružiny 20, 22 kmitají nízkofrekvenčními hodnotami.

Za podmínek maximálního zatížení je středově umístěné pružící těleso 18 vyloučeno z činnosti nebo pracuje na konci meze své mechanické dráhy svého pružícího pohybu a v oblasti vysokého tlaku. Stav vyřazení středově umístěného pružícího tělesa 18 z činnosti je zobrazen na obr. 1 a obrázku 3, přičemž se příruby 13, 14 a 15, 16 vidlicových částí 10, 12 vzájemně dotýkají. Hlavní část elastické reakce, která udržuje hodnotu reakce konstantní v celém rozsahu provozu při změnách zatížení, probíhá v tomto případě zatížení v čtvrtlistových perách 20, 22, na které je výsledná reakce přenesena, když středově umístěné pružící těleso 18 přechází na konci dráhy pružícího pohýbu v tuhou spojovací část.

Uvedené tři provozní stavy pružícího zařízení byly rozčleněny za účelem objasnění funkce pružícího ústrojí v závislosti na za tížení vozidla do tří odlišných fází, a to bez zatížení, pro vozidlo se středním zatížením a pr-o vozidlo s plným zatížením. Za provozu vozidla však také mohou vznikat situace, při nichž ipůsobí vnější síly, jako například při jeho přejezdu určitou rychlostí přes výmol ve vozovce se může i prázdné vozidlo octnout přechodně na stavu, který se svým účinkem podobá stavu zatíženého vozidla. To klade na pťužicí ústrojí požadavek schopnosti okamžité elastické reakce, která může být bez rizika lability vozidla vyvozena pouze účinkem několika elastických reakcí, jichž je možno dosáhnout několika pery o různé pružnosti, aniž by se přitom pružící ústrojí dostalo do stavu zablokování na konci mechanické dráhy svého pružícího pohybu v oblasti provozu, vymezené maximálními zatíženími, která mohou na pružící systém působit.

Hlavní výhoda závěsu podle vynálezu spočívá tedy v tom, že v oblasti vymezeného zatížení je vždy schopna zajistit stanovený stupeň zbytkové pružnosti, daný jeho konstrukčním řešením. Celé pružící ústrojí sestává z per o různé elastické reakci, přičemž vidlicové části 10, 12 plní pouze funkci spojovacích částí pružících částí ústrojí.

Bylo popsáno zvlášť výhodné provedení pružícího ústrojí podle vynálezu. Je však možná řada různých modifikací a úprav, aniž by tím bylo vybočeno z podstaty vynálezu.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Závěs pro motorová vozidla, opatřená po každé své straně pružícím tělesem středově umístěným mezi spřaženými nápravami, uloženým mezi dvěma řídicími rameny opatřeným kloubovými hlavami, která jsou připevněna к dvěma vidlicovým částem otočně uloženým na centrálním čepu podvozku vozidla, vyznačující se tím, že sestává z čtvrteliptických listových per (20, 22), jejichž pružnost je menší, než je pružnost středově umístěného pružícího tělesa (18) a která jsou připevněna bočně к vidlicovým částem [10, 12), přičemž volné konce čtvrteliptických listových per (20, 22) jsou při pevněny к pevným nápravám (6, 8) motorového vozidla.
2. 2. Závěs podle bodu 1, vyznačující se tím, že středově umístěné pružící těleso (1'8) je tvořeno válcem, který je naplněn stlačeným plynem a v němž je umístěna pružina (25), přičemž pružnost stlačeného plynu a pružiny (25) je odlišná.
3. 3. Závěs podle bodu 1, vyznačující se tím, že vidlicové části (10, 12) jsou uloženy otočně na centrálním čepu (7) podvozku motorového vozidla a jsou opatřeny opěrnými protilehlými přírubami (15, 16).