FI112629B - Pyöräntuentajärjestely - Google Patents

Description

112629

Pyöräntuentajärjestely

Hjulupphängningssystem 5

Keksinnön kohteena on pyöräntuentajäijestely ajoneuvoa tai vastaavaa varten, joka pyörätuentajärjestely käsittää akselipalkkiin asennetun pyörännavan tai vastaavasti vetomoottorin, johon pyörä on kiinnitetty.

10

Ennestään tunnetuissa rakenteissa pyörä on laakeroitu jäykästi johonkin akseliston osaan, jolloin niiden geometrinen rakenne on määrännyt myös pyörän sivuttaiskallis-tuman. Lisäksi ajoneuvon kokonaiskallistelu on vaikuttanut myös pyörän kallistumiseen.

15

Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudentyyppinen pyöräntuentajärjestely, jolla vältetään tunnettujen rakenteiden haitat vaihtelevissa maasto-olosuhteissa ajettaessa. Keksinnölle asetettuihin päämääriin pääsemiseksi on keksinnölle pääasiassa tunnusomaista, että pyörännapa tai vastaavasti vetomoottori on 20 asennettu akselipalkkiin nivelöidysti pääasiassa ajoneuvon tai vastaavan pituussuuntai-. sen ripustustapin välityksellä, joka ripustustappi sijaitsee olennaisesti pyörän keskilin- • .· _ jalla, korkeussuunnassa etäisyyden päässä pyörän keskiakselin alapuolella siten, että pyörä pääsee ajoalustaan sopeutuen vapaasti kallistumaan ripustustapin ympäri , . ·. ajoneuvon tai vastaavan ja/tai akselipalkin kallistelusta riippumatta.

; 25

Keksinnön mukaisen ratkaisun merkittävin etu on se, että sen avulla voidaan sopeuttaa pyörän sivukallistuminen ajoalustan mukaan, sekä jakaa pintapaine : tasaisesti. Samalla voidaan hyödyntää kitka mahdollisimman hyvin. Rakenne vaatii • i : suhteellisen leveän renkaan toimiakseen optimaalisesti ilman jatkuvaa pakko-ohjausta.

30

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joilla . havainnollistetaan keksinnön eräitä rakenteellisia vaihtoehtoja.

1*1« 2 112629

Kuvio 1 esittää edestä katsottuna ja osittain leikattuna keksinnön mukaisen pyörän-tuentajärjestetyn erästä edullista sovellusmuotoa sovellettuna erillisjousitettuun akselistoon.

5 Kuvio 2 esittää osittain leikattuna kuvion 1 mukaista rakennetta ylhäältä katsottuna kuviosta 1.

Kuvio 3 havainnollistaa pyöräntuentajärjestelyä sivulta katsottuna.

10 Kuvio 4 esittää kuvion 1 mukaisena kuvana pyöräntuentajärjestelyä maastossa.

Kuviot 5 ja 6 esittävät keksinnön mukaisen pyöräntuentajärjestelyn toista edullista sovellusmuotoa.

15 Piirustuksen kuviot 1-4 esittävät siis keksinnön mukaista pyöräntuentajärjestelyä sovellettuna erillisjousitettuun akselistoon. Näiden kuvioiden mukaisessa rakenteessa akselisto muodostuu "akselinpuolikkaista" eli tukivarsista 5, jotka on heilurimaisesti nivelöidysti kiinnitetty ajoneuvon runkoon (ei esitetty) asennettuun yhdyskappalee-seen 8 keskitapilla 6. Kuvioissa 1-4 esitetyssä sovellusmuodossa on molemmat 20 tukivarret 5 nivelöity yhteiseen keskitappiin 6, mutta on luonnollisesti selvää, että tukivarret 5 voidaan ripustaa yhdyskappaleeseen 8 myös erikseen, omilla niveltapeil- laan. Tukivarret 5 on varustettu jousielementeillä 7, joina kuvioiden esityksessä on : * ·'; käytetty hydraulisia sylintereitä 7, jotka on edullisimmin yhdistetty hydrauliputkistol- :’: la ulkopuoliseen paineakkuun (ei esitetty). Kuvioiden esityksessä on akselistorakenne Γ: 25 yhdistetty ajoneuvon runkorakenteisiin pystysuuntaisella tapilla 9, jonka tapin ympäri koko akselisto on käännettävissä ohjaamista varten. Tällaisessa ohjattavassa akselis-, ·,: tossa voidaan ohjausmekanismi kytkeä esim. mainittuun pystysuuntaiseen tappiin 9 .' · tai yhdyskappaleeseen 8. On luonnollisesti selvää, että keksinnön mukaista pyörän- tuentajärjestelyä voidaan käyttää myös ohjaamattoman akseliston yhteydessä, vaikka ”: 30 piirustuksen kuviot eivät sitä esitä.

3 112629

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on ajoneuvon tai vastaavan pyörät 1 ripustettu akselistoon seuraavalla tavalla. Kuviot esittävät vetävää akselistoa, johon keksinnön mukainen ratkaisu parhaiten soveltuukin ja jossa sillä saavutetaan suurimmat edut. Akselistoon eli kuvioiden esittämässä sovelluksessa tukivarteen 5 on kutakin pyörää 5 1 varten asennettu vetomoottori 2, edullisimmin hydraulimoottori (hydrostaattinen moottori), joka on nivelöidysti kiinnitetty akseliston tukivarteen 5 tapin 3 välityksellä. Vetomoottori 2 pääsee näin ollen vapaasti kääntymään tukivarren 5 suhteen tapin 3 ympäri. Vetomoottorin 2 akseli on varustettu laipalla 2a, johon pyörä 1 on kiinnitetty. Vetomoottorin 2 akseli yhtyy täten pyörän 1 keskiakseliin, jota kuviossa 10 1 on merkitty viitemerkinnällä A. Kuten kuviosta 1 havainnollisesti näkyy, sijaitsee tappi 3, jonka välityksellä vetomoottori 2 on kiinnitetty tukivarteen 5, korkeussuun-nan suhteen olennaisesti pyörän keskiakselin A alapuolella, jolloin kuviossa 1 on mainittua tapin 3 ja pyörän 1 keskiakselin A välistä korkeussuuntaista etäisyyttä merkitty viitemerkinnällä 1. Kuten kuvioissa lisäksi näkyy, on tapin 3 suunta 15 pääasiassa akseliston ajosuunta. Kukin pyörä 1 pääsee näin ollen kallistumaan tapin 3 ympäri siten, että pyörä 1 pääsee asettumaan maaston tai vastaavan kulkualustan epätasaisuuksien mukaisesti.

Kuvioissa 1-4 on lisäksi esitetty, että tuentajärjestely on varustettu vaimentimella 4, 20 jolla pyörän 1 kallistelua voidaan vaimentaa, mikäli se katsotaan tarpeelliseksi.

;·, Kuvioiden esityksessä vaimentimena käytetään hydraulisylinteriä 4, jonka avulla pyörän 1 kallistelu on tehokkaasti hallittavissa ja jolla pyörä 1 voidaan tarvittaessa ’ · ‘; lukita paikalleen siten, että sen kallistelu tapin 3 ympäri on estetty. Pyöräntuentajär- jestely on lisäksi varustettu kallistelunrajoittimilla (ei esitetty), joilla pyörien 1 ’ i ’: 25 kallistuskulma a on rajoitettu haluttuun arvoon siten, että pyörä 1 ei edes vaikeissa maasto-olosuhteissa pääse "kaatumaan alle".

Seuraavassa tarkastellaan rakennetta tarkemmin sekä rakenteen mittasuhteiden vaikutusta ominaisuuksiin. Käyttötarpeen mukaan valittu rengasprofiili (=renkaan 30 ulkohalkaisijan suhde keskireikään tai renkaan leveyden suhde renkaan ulkohal-*. : kaisijaan) vaikuttaa tapin 3 korkeusasemaan ajoalustasta pyörän keskiviivalla. Pyörän ...: vakavuus paranee kuta alempana ripustustappi 3 sijaitsee eli mitä suurempi on tapin 4 112629 3 ja pyörän 1 keskiakselin A välisen etäisyyden 1 suhde pyörän keskiakselin A etäisyyteen ajoalustasta eli pyörän säteeseen.

Kuviossa 3 on havainnollistettu ns. caster-kulma käsitettä, jolla voidaan vaikuttaa 5 ratkaisevasti pyörän käyttäytymiseen maastossa. Kuviossa 3 caster-kulman C arvo on positiivinen, jolloin akselipalkkia 5 (=tukivarsi 5) on kierretty hieman pyörän 1 keskiakselin A ympäri pyörimissuuntaa R vastaan, jolloin ripustustappi 3 on siirtynyt mukana. Ei luonnollisestikaan ole välttämätöntä kiertää koko akselipalkkia 5 kuvion 3 mukaisella tavalla, vaan ripustustappi 3 voidaan asentaa akselipalkissa 5 vastaavalla 10 tavalla kulmaan. Positiivinen caster-kulma C vakauttaa ajoneuvoa suuremmilla nopeuksilla. Lisäksi pyörän kallistuessa esteen vaikutuksesta, se pyrkii nousemaan esteen päälle vähentäen ajoneuvon runkoon kohdistuvia sivuttaisvoimia. Pehmeällä ajoalustalla pyörä pyrkii pitävämmälle puolelle renkaan kosketuskohdan osalta. Negatiivisella caster-kulmalla vaikutus on päinvastainen.

15

Moniakselisessa ajoneuvossa voidaan käyttää kuormituksen ja käyttäytymisvaatimus-ten mukaan erilaisia asetuksia eri akseleilla. Caster-kulman suuruudella vaikutetaan itseohjautuvuuden tasoon.

20 Kuten edellä jo tuotiin esiin, on kuvioiden esityksessä pyöränripustus varustettu kallistelunvaimentimella, etenkin vaimenninsylinterillä 4. Vaimenninsylinterinä 4 \ voidaan käyttää yksi- tahi kaksitoimista hydraulisylinteriä käyttötarpeen mukaan.

Tällöin estämällä kaikki nestevirtaukset hydraulisylinterissä 4 pyörä 1 lukitaan haluttuun asemaan, sekä nestevirtauksia rajoittamalla haetaan sopiva vaimennus.

’: ‘: 25 Kaksitoimista sylinteriä 4 käytettäessä voidaan pyörää 1 myös pakko-oikaista, koska kuvioissa esitetyllä rakenteella mäntä on syvimmällä sylinterissä 4 pyörän 1 ollessa : ' / pystysuorassa asennossa. Pakko-oikaisua voidaan tarvita esim. erittäin pehmeällä ;, · * ajoalustalla, tahi rinteessä ajettaessa. Jousielementtinä 7 voidaan käyttää joko yksi- :'; tahi kaksitoimista hydraulisylinteriä käyttötarpeen mukaan. Sylinteri 7 on edullisesti ’ ' * 30 liitetty letkulla tai putkella joko jousi- tahi kaasutoimiseen paineakkuun. Nestevälit- , *. : teisellä toiminnalla toteutetussa järjestelmässä voidaan jousituksen jäykkyys sekä ... j epätasaisen kuormituksen että maaston kaltevuuserot kompensoida portaattomasti 5 112629 lisäämällä tahi vähentämällä nestemäärää eri jousielementeissä. Piirroksessa esitetyllä rakenteella sekä merkityillä liikekulmilla varustettu ajoneuvo, esim. metsätraktori, voi ajaa n. 20° kallistumalla alustalla ilman että runkorakenne poikkeaa vaakatasosta sivusuunnassa. Tätä on erityisesti pyritty havainnollistamaan kuvion 4 avulla.

5

Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty vaihtoehtoinen sovellusmuoto edellä selostetulle rakenteelle. Näiden kuvioiden mukainen pyöräntuentajärjestely poikkeaa aiemmin selostetusta siinä, että vetomoottoria 2 ei ole ripustettu suoraan akselipalkkiin 5, vaan nyt esillä olevassa sovellusmuodossa on akselipalkkiin 5 ripustustapin 3 avulla nive-10 löidysti kiinnitetty välituki 3A ja tähän välitukeen 3A on vetomoottori 2 ripustettu toisen ripustustapin 3’ välityksellä. Ripustustappien 3 ja 3’ välistä korkeussuuntaista etäisyyttä on kuviossa 5 merkitty viitemerkinnällä 1] ja vastaavasti toisen ripustustapin 3’ ja pyörän 1 keskiakselin A välistä korkeussuuntaista etäisyyttä on merkitty viitemerkinnällä jolloin kokonaisetäisyys korkeussuunnassa pyörän 1 keskiakselis-15 ta A ripustuspisteeseen akselipalkissa 5 (ripustustappi 3) on Ij +I2. Kuvion 6 esityksessä on ripustustapit 3,3’ esitetty samansuuntaisina, mutta ne voidaan myös asentaa toisiinsa nähden vähäiseen kulmaan, jolloin mainitulla ratkaisulla päästään samankaltaiseen vaikutukseen, kuin selostettiin kuvion 3 yhteydessä (caster-kulma). Kuvioiden 5 ja 6 mukaisella ratkaisulla on pyörän 1 asemoituminen maaston mukaan , 20 vieläkin vapaampaa kuin kuvioiden 1-4 rakenteella.

> 1 I » » a . . Keksinnön mukaista vapaasti keinuvan pyörän periaatetta voidaan soveltaa lähes '. . kaikkiin tunnettuihin jousitus- sekä akselistorakenteisiin, myös ohjauksessa erillisesti kääntyvään pyörään esim. ns. Mac Pherson-rakenteessa. Edelleen on mahdollista, , ; 25 että keksinnön mukaisella pyöräntuentajärjestelyllä varustetussa ajoneuvossa, esim.

metsätraktorissa on ajoneuvossa peräkkäin olevien pyörien ympäri viety telaketju : : ajoneuvon maasto-ominaisuuksien parantamiseksi. Tällöin voi rakenne olla toteutettu siten, että peräkkäin olevat pyörät kallistuvat samalla tavoin ja yhtä paljon, jolloin telaketju kallistuu pyörien mukana kokonaisuutena. Toisaalta voi ratkaisu olla : 30 toteutettu siten, että peräkkäin olevat pyörät pääsevät kallistumaan yksilöllisesti, jolloin telaketjun tulee olla rakenteeltaan sellainen, että se pääsee kiertymään voidakseen sopeutua ajoalustan kaltevuuksien vaihteluihin.

6 112629

Keksinnön mukaista pyöräntuentajärjestelyä voidaan soveltaa myös kuvioiden esityksestä poiketen mekaanisella voimansiirrolla varustetussa ajoneuvossa. Mekaaninen voimansiirto voidaan tällöin toteuttaa sijoittamalla vetonivel pyörän keskipisteeseen (pyörän keskiakselille ja pyörän pystysuuntaiseen keskitasoon) ja varustamalla 5 vetoakseli herkästi laakeroidulla teleskooppisella rakenteella, joka sallii vetoakselin pituuden muutokset. Edelleen voidaan pyöräntuentajärjestelyä soveltaa myös ei-vetävissä eli vapaasti pyörivissä pyörissä, jolloin esimerkiksi kuvion 1 rakennetta soveltaen vetomoottorin 2 tilalla on pelkkä pyörännapa, johon pyörä 1 on laakeroitu. Keksinnön eri sovellusmuodot voivat vaihdella oheisissa patenttivaatimuksissa 10 määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

? #

Claims (10)

1. Pyöräntuentajärjestely ajoneuvoa tai vastaavaa varten, joka pyörätuentajärjestely käsittää akselipalkkiin (5) asennetun pyörännavan tai vastaavasti vetomoottorin (2), 5 johon pyörä (1) on kiinnitetty, tunnettu siitä, että pyörännapa tai vastaavasti vetomoottori (2) on asennettu akselipalkkiin (5) nivelöidysti pääasiassa ajoneuvon tai vastaavan pituussuuntaisen ripustustapin (3) välityksellä, joka ripustustappi (3) sijaitsee olennaisesti pyörän (1) keskilinjalla, korkeussuunnassa etäisyyden (1,1| +12) päässä pyörän (1) keskiakselin (A) alapuolella siten, että pyörä (1) pääsee ajoalustaan 10 sopeutuen vapaasti kallistumaan ripustustapin (3) ympäri ajoneuvon tai vastaavan ja/tai akselipalkin (5) kallistelusta riippumatta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pyöräntuentajärjestely, tunnettu siitä, että ripustustappi (3) on asennettu olennaisesti vaakatason suuntaiseksi. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pyöräntuentajärjestely, tunnettu siitä, että ripustustappi (3) on käännetty ajoneuvon etenemissuunnassa vaakasuunnasta pyörän (1) pyörimissuuntaa (R) vastaan siten, että pyörällä on positiivinen caster-kulma (C).

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pyöräntuentajärjestely, tun nettu siitä, että pyörännapa, vastaavasti vetomoottori (2) on liitetty ripustustapin (3) välityksellä suoraan akselipalkkiin (5).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen pyöräntuentajärjestely, tunnettu 25 siitä, että akselipalkkiin (5) asennettuun ripustustappiin (3) on nivelöidysti kiinnitetty välituki (3A), johon pyörännapa, vastaavasti vetomoottori (2) on nivelöidysti : : kiinnitetty toisen ripustustapin (3’) avulla, joka on ainakin likimain samansuuntainen : . akselipalkin (5) ja välituen (3A) välisen ripustustapin (3) kanssa. .' . 30

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen pyöräntuentajärjestely, tunnettu siitä, että j ripustustapit (3,3’) on asennettu keskenään vähäiseen kulmaan. 8 112629

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pyöräntuentajärjestely, tunnettu siitä, että pyöräntuentajärjestely on varustettu akselipalkin (5) ja pyöränna-van tai vastaavasti vetomoottorin (2) väliin järjestetyllä vaimentimella (4) pyörän (1) kallistelun vaimentamiseksi. 5

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen pyöräntuentajärjestely, tunnettu siitä, että vaimennin (4) on hydraulinen, hydropneumaattinen tai pneumaattinen.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pyöräntuentajärjestely, t u n -10 n e 11 u siitä, että vetomoottori (2) on sinänsä tunnettu hydraulimoottori.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pyöräntuentajärjestely ajoneuvossa, jossa on kaksi tai useampia peräkkäin olevia akseleita, tunnettu siitä, että ainakin kahden peräkkäin järjestetyn pyörän ympäri on viety päättömänä lenkkinä 15 kulkeva telaketju. ' I · « · • · ' · 9 112629