FI125426B - Sovitelma ja menetelmä ajoneuvon teli- tai tela-akselin ja rungon välisen kiertoliikkeen mahdollistamiseksi - Google Patents

Description

SOVITELMA JA MENETELMÄ AJONEUVON TELI- TAI TELA-AKSELIN JA RUNGON VÄLISEN KIERTOLIIKKEEN MAHDOLLISTAMISEKSI

Keksinnön tausta

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista sovitelmaa ajoneuvon teli- tai tela-akselin ja rungon välisen kiertoliikkeen mahdollistamiseksi.

Esillä oleva keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 5 johdannon mukaista menetelmää ajoneuvon teli- tai tela-akselin ja rungon välisen kiertoliikkeen mahdollistamiseksi.

Eräs merkittävä sovellusalue tällaiselle ratkaisulle on vakautusjär-jestelmä esimerkiksi runko-ohjattavan ajoneuvon ohjaamon sivuttaiskallistelun vakauttamiseksi. Eräs tällainen ajoneuvoryhmä löytyy metsätyökoneista, joiden kuljettajiin usein kohdistuu työskentelyolosuhteiden johdosta erityisen paljon ajoneuvon heilahtelun vuoksi terveydelle haitalliseksi todettua matalataajuista (0,5 - 10 Hz) tärinää, jonka amplitudi on satunnaisesti vaihtelevaa. Tällaisen tärinän haittavaikutuksia ovat esimerkiksi kuljettajan väsyminen, alentunut työ-teho sekä tuki- ja liikuntaelimiin ja selkärankaan, erityisesti alaselkään kohdistuvat rasitukset. Mainitun tärinän vaikutusta ihmisen terveyteen ovat käsitelleet muun muassa Griffin (1990) sekä Dupruis & Zerlett (1986). Metsäkoneen ja erityisesti kuormatraktorin tapauksessa haitallisimpia ovat tunnetusti tällaisen koneen pituusakseliin nähden poikittaissuuntaiset liikkeet, ns. sivuttaisheilah-dukset. Heilahdukset aiheutuvat tyypillisesti kun kuormatraktorin toisen sivun pyörä tai tela ylittää korkean esteen kuten kiven tai kannon. Nämä heilahdukset ovat tyypillisesti sitä vaikeampia, mitä epätasaisempi maasto on ja mitä suuremmalla nopeudella ajoneuvolla liikutaan.

Ajoneuvon heilahtelut vaikuttavat kuljettajan mukavuuden lisäksi myös ajoneuvon stabiliteettiin ja erityisesti metsätyökoneen maastoystävälli-syyteen. Heilahteluja vaimentamalla voidaan ajoneuvon ajonopeutta kasvattaa, millä seikalla on suora vaikutus ajoneuvon tuotokseen.

Edellä mainittuja epäkohtia on ratkaistu esimerkiksi nykyisissä metsäkoneissa eri tavoin. Yksinkertainen tapa on ollut korvata kaksipyöräinen akseli erityisellä keinuteliakselilla, joka pyörien välisen vipuvaikutuksen ansiosta jonkin verran tasaa ajoneuvon heilahteluja, johtuen keinutelin taipumuksesta oleellisesti puolittaa kulloisenkin esteen aiheuttama heilahdus. Toisaalta tämä ratkaisu johtaa siihen, että pienempiä heilahduksia voi esteen koosta ja muo dosta riippuen aiheutua kaksikin aiemman yhden asemesta, mikä ei sinällään ole toivottua. Kuljettajaan kohdistuvia kiihtyvyyksiä voidaan pienentää myös esimerkiksi autoteollisuuden kehittämällä aktiivijousituksella. Tällainen aktiivi-jousitus ei kuitenkaan poista erityisesti ohjaamon kohdistuvaa matalataajuisia sivuttaisheilahteluja, jotka ovat tutkimuksien mukaan ihmisen terveyden kannalta haitallisimpia.

Useimmiten metsäkoneet ovat rakenteeltaan kaksirunkoisia, jolloin etu- ja takaosa on yhdistetty toisiinsa kahden vapausasteen nivelellä, joka mahdollistaa koneen ohjauksen sekä tavanomaisesti myös sallii näiden run-gonosien kiertymän toistensa suhteen, mikäli molempien osien akselit on kiinnitetty liikkumattomasti runko-osiin. Toinen tavanomainen järjestely on sovittaa toisen rungon akseli keinuvaksi, mikäli runkojen kiertymisen oleellisesti koneen pituusakselin suhteen mahdollistavaa vapausastetta ei ole toteutettu koneen runkojen väliseen niveleen.

Mekaanisessa voimansiirrossa käytetään yleisesti sekä tavallisia että keinuteliakseleita. Keinuteliakselit ovat yleensä kiinteästi runkoon kiinnitetyt. Teliakseli jakaa vetovoiman ja pintapaineen tasaisemmin maastoon sekä tasaa jonkin verran heilahteluja. Joka tapauksessa teliakseli mahdollistaa tyypillisesti paremman etenemiskyvyn rinnemaastossa sekä heikosti kantavissa maasto-olosuhteissa suuremman kosketuspinnan ja matalamman pintapaineen ansiosta. Teliakseleiden avulla myös koneen painopiste saadaan alemmaksi maavarasta oleellisesti tinkimättä ja tämä vaikuttaa edullisesti koneen stabiliteettiin. Tavalliset kaksipyöräiset akselit voidaan kiinnittää sekä kiinteästi että nivelöity-nä runkoon, ns. heiluriakseli. Tavallisesti toinen akseli on kiinteä toisen päästessä keinumaan.

Patenttijulkaisussa EP 0 824 413 ajoneuvon ohjaamon heiluriliikkeittä hallitaan laitteella, jossa takarunkoon kiertyvästi sovitettuun eturunkoon on järjestetty oleellisesti ajoneuvon pitkittäisakselin suhteen keinuva akseli. Etu-runkoon on lisäksi järjestetty ainakin yksi toimilaite, jolla tätä heiluriakselia ohjataan. Eturungon painopisteen siirtyminen eturungon pituusakseliin nähden poikittaisessa suunnassa aiheuttaakin toimilaitteessa painopisteen siirtymän tasaavan työntö- tai vetoliikkeen, kunnes toimilaitteessa on tasapainotila saavutettu ja eturunko on järjestynyt oleellisesti horisontaaliseen asentoon. Näin maaston epätasaisuuksista johtuvat eturungon sivuttaiskallisteluja voidaan vähentää tai poistaa kokonaisuudessaan. Tällaisella laitteella liikuteltava massa on suhteellisen pieni, jolloin laitteessa tarvittava hydraulitehon tarve ei ole kohtuuttoman suuri.

Edellä kuvattu laite toimiikin hyvin ohjattaessa heiluriakselia, mutta sitä ei voida soveltaa sellaisenaan teliakselille asennettavien pyörien ohjaamiseen. Koska teliakseleiden käyttö metsäkoneissa on jatkuvassa kasvussa, on myös näihin liittyvät heilahdusliikkeiden hallinta tullut entistä tärkeämmäksi.

Tunnetut ratkaisut mahdollistavat kylläkin kuljettajan pitämisen jatkuvasti oleellisesti vaakasuorassa asennossa orientoitavassa ohjaamossa. Vakautusakselin sijaitessa korkealla ei kuitenkaan voida välttyä kuljettajaan kohdistuvasta sivuttaisesta translaatioliikkeestä, joka aiheutuu edellä mainituista sivuttaisheilunnasta tai sivuttaisheilahduksesta. Tämä onkin ongelmana useissa tunnetuissa metsäkoneohjaamoiden vakautusjärjestelyissä.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on siten aikaansaada sovitelma ja menetelmä jolla yllä mainitut ongelmat voitaisiin ainakin pääosin välttää. Tämä tavoite saavutetaan siten, että sovitelmalla ja menetelmällä ajoneuvon teli- tai tela-akselin ja rungon välisen kiertoliikkeen mahdollistamiseksi on tämän keksinnön mukaisesti patenttivaatimuksissa määritellyt tunnusmerkit.

Erityisesti esillä olevat ongelmat ovat ratkaistavissa yhdistämällä tunnusmerkit patenttivaatimusten 1 ja 5 tunnusmerkkiosan kaltaisella tavalla.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Tehtäessä ajoneuvon ohjaamon tai muun osan kiertoliike mahdolliseksi ajoneuvon päärungon suhteen on edullista aikaansaada tällaisen osan rotaatioakseli mahdollisimman lähelle ajoneuvon kulkeman maaston pintaa, jolloin myös ajoneuvossa muutoin syntyvät sivuttaisheilahteluiden voimakkuus on minimoitavissa. Toisin sanoen kuljettajaan kohdistuva rotaatio on mahdollista vaimentaa ja kokonaankin poistaa korkeallakin sijaitsevan vakautusakselin suhteen. Ratkaisu onkin toteutettavissa melko yksinkertaisesti kun ajoneuvossa on pyöräparia ohjaava heiluriakseli. Teli- tai tela-akselilla varustetussa koneessa ongelman ratkaiseminen on selvästi haasteellisempaa. Teoriassa ajoneuvoon voisi soveltaa vastaavanlaista ratkaisua korvaamalla heiluriakseli uu-denkaltaisella keinuteliakselilla. Tällainen keinuteliakseli olisi näin ollen sovitettavissa olemaan keinuva ajoneuvon pituussuuntaisen akselin suhteen ja samanaikaisesti ajoneuvon päärunkoon nähden. Tällaisen keinuteliakselin nivel- konstruktiosta muodostuisi siihen kohdistuvista vaatimuksista johtuen kuitenkin kookas ja kallis. Rakenteen kalleus selittyy sillä, että keinuteliakseli aiheuttaisi neljän suhteellisen kaukana toisistaan olevan maaston pinnan kosketuspis-teensä vuoksi huomattavasti suuremmat voimat runkorakenteisiin kuin tavanomaisempi kaksipyöräinen heiluriakseli, joka ei murra maaperää sivuttais-suunnassa ajoneuvoa runko-ohjauksella ohjatessa. Tämä Ilmiö korostuu varsinkin juuri runko-ohjatussa ajoneuvossa (engl. articulated steering) kuten metsäkoneet yleensä ovat.

Kookkaan rakenteen vuoksi myös koneen päämitat ja paino kasvaisivat, mikä lisäksi aiheuttaisi ajoneuvon käyttö- ja kuljetusominaisuuksien huononemista.

Nämä ongelmat onkin esillä olevassa ratkaisussa voitu välttää siten, että ajoneuvo on varustettu erillisellä apurungolla. Tämä apurunko on vuorostaan nivelletty oleellisesti samankeskisesti ajoneuvon päärunkoon, jossa on tavallinen tasauspyörästöllä varustettu teli- tai tela-akseli. Sovellettaessa ratkaisua runko-ohjattavaan ajoneuvoon yhdistää päärunko tällä tavoin edelleen runko-ohjattavan ajoneuvon ohjausnivelen ja päärunkoon jäykästi sovitetun teli- tai tela-akselin tunnetulla tavalla. Niinpä rasitukset välittyvät ohjausnivelestä teli- tai tela-akselin pulttikiinnitykseen samoin kuin ennekin, ilman että väliin tarvittaisiin järeää laakerointia, jollaista heilurimainen teli- tai tela-akseli vaatisi.

Koska keksinnön mukaisessa ratkaisussa ei ole tarvetta erikseen nivelöidä keinuteliä ajoneuvon runkoon, joka kantaa maastosta ja voimansiirrosta syntyviä voimia, esillä olevalla ratkaisulla on myös pääosin voitu välttää ajoneuvon omapainon kasvu. Samalla ajoneuvon nivelmekaniikka on voitu pitää mahdollisimman yksinkertaisena, eikä ajoneuvon hydrauliikka tai sen ohjaus muodostu aikaisempaa oleellisesti monimutkaisemmaksi.

Asennettaessa ohjaamo liikkuvalle apurungolle eivät ohjaamolta apurungolle menevät lämmitys-, ilmastointi- ja hallintalaitteiden kaapelit ja letkut pääse vaurioitumaan niihin tavanomaisissa ohjaamon kallistuksenesto- ja vakautusratkaisuissa kohdistuvan jatkuvan hankauksen johdosta. Näin ollen ajoneuvon käyttövarmuus paranee huomattavasti verrattuna rakenteeseen, jossa kyetään säätelemään pelkän ohjaamon horisontaalista asentoa.

Keksinnön avulla saavutetaan muitakin huomattavia etuja. Niinpä kuljettajan työmukavuuden ja ergonomian paranemisen lisäksi ajoneuvolla voidaan ajaa nopeammin, jolloin sen tuottavuus paranee. Esimerkiksi huomattavan korkean ja niin saotusti ”lyhyen” esteen, kuten maastossa olevan kiven tai kannon ylittämiskyky on selvästi aikaisempia tunnettuja ratkaisuja parempi koska ohjaamoa päärungon suhteen kannattava apurunko, tai muu tämän päärungon päälle sijoitettava apurunko voidaan pitää aikaisempaa suoremmassa asennossa. Voitaessa hyödyntää telirakennetta sekä ajoneuvon etu- että takarungossa jakaantuvat renkaiden pintapaineet entistä tasaisemmin alustalle, jolloin esimerkiksi metsätyökoneen muutoin aiheuttamat maasto- ja juu-ristovauriot vähenevät samalla kun pehmeällä alustalla liikkuminen helpottuu. Vastaavasti yksittäiselle teli- tai tela-akseliston puoliskolle (koneen samalla puolella oleva teli- tai tela-akseliston pyöräpari) kohdistuvaa huippukuormitusta voidaan pienentää, kuormituksen jakautuessa tasaisemmin kaikille koneen pyörille.

Sovellettaessa esillä olevaa ratkaisua metsäkoneeseen voidaan esimerkiksi harvennustyömaalla käytettävä korkea metsäkone, ja etenkin sillä oleva korkealle kuormattu kuormatila, ajaa kapeankin ajouran läpi vahingoittamatta uran reunoilla olevia puita. Tämä on mahdollista koska ajoneuvon runko on pidettävissä oleellisesti pystysuorassa asennossa aikaisempaa paremmin. Näin voidaan välttää muutoin sivuttaisheilahteluista aiheutuvia vahinkoja ympäröivälle puustolle.

Lisäksi ajoneuvon rungon ja akselien rasitukset pienenevät vähentäen huolto- ja korjaustarvetta.

Keksinnön muita mukanaan tuomia etuja on esitetty seuraavassa, kun keksinnön erityisiä suoritusmuotoja on kuvattu tarkemmin.

Kuvioiden lyhyt selostus

Seuraavassa keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja selostetaan lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuviossa 1 on esitetty kaavamainen aksonometrinen kuvio esillä olevan runkorakenteen sovittamisesta metsäkoneeseen, kuviossa 2 on esitetty osittain leikattu detaljikuva kuvion 1 mukaisen metsäkoneen eturungon rakenteesta, kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti ilmennetty apu- ja päärungon liittyminen toisiinsa, kuvioissa 4 ja 5 on esitetty esillä olevan sovitelman käyttäytyminen estettä ylittäessä, kuviossa 6 on esitetty runkorakenteen vaihtoehtoisesta suoritusmuodosta, ja kuviossa 7 on esitetty kuvion 6 mukaisen apurungon päälle asennettavasta kuormatilasta.

Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen selostus

Esillä olevissa kuvioissa sovitelma ajoneuvon teli- tai tela-akseli n ja rungon välisen kiertoliikkeen mahdollistamiseksi ei ole esitetty mittakaavassa, vaan kuviot ovat kaavamaisia, ilmentäen edullisten suoritusmuotojen periaatteellista rakennetta ja toimintaa. Tällöin oheisiin kuvioihin viitenumeroin osoitetut rakenneosat vastaavat tässä selityksessä viitenumeroin merkittyjä rakenneosia.

Esillä olevan sovitelman rakenne ja toiminta ilmennetään seuraa-vassa metsäkoneympäristössä. Vaikkakin suoritusmuotona on näin esitetty runko-ohjattu metsäkone, ei esillä oleva sovitelma rajaudu vain tähän käyttöympäristöön, vaan sovitelma on hyödynnettävissä myös muissa ajoneuvoissa, niin yksi- kuin monirunkoisissa, olivat ne varustettuja runko-ohjauksella tai eivät.

Kuten kuviosta 1 voidaan nähdä käsittää sovitelman eräs edullinen ajoneuvon suoritusmuoto metsäkoneen, josta kuviossa on erotettavissa etu-runko 1 ja eturungolle sovitettu ohjaamo 2. Eturunko on varustettu sen molemmille puolille ulottuvalla teliakselilla 3, jolloin vain sen kulkusuunnassa oikeanpuoleinen teli on kuviossa varustettu pyörillä 4. Eturunkoon on liitetty taka-runko 5 kahden vapausasteen runkonivelellä 6. Myös takarunko on varustettu sen molemmille puolille ulottuvalla teliakselilla 7, jolloin vain sen kulkusuunnassa oikeanpuoleinen teli on kuviossa varustettu pyörillä 8. Etu- ja takarungot toisiinsa liittävä nivel sallii sinänsä tunnetulla tavalla sekä etu- ja takarunkojen kiertymän oleellisesti ajoneuvon pitkittäisakselin suhteen (maaston muotojen mukailun mahdollistava kiertonivel), että etu- ja takarunkojen kiertymän toistensa suhteen nivelen lävistävän pystyakselin suhteen (runko-ohjausnivel).

Vaikka seuraavassa ratkaisua kuvaillaan viitaten pyöräteliseen te-liakseliin, voidaan esillä oleva sovitelma yhtä lailla toteuttaa akselilla, joka on pyörällisten telien sijaan varustettu esimerkiksi rungon vastakkaisilla puolilla olevilla teloilla. Tällainen teli- tai tela-akseliston on edullisesti keinuva, mutta seuraavassa esitetty toiminnallinen ajatus voidaan yhtä lailla toteuttaa myös keinumattomassa teli- tai tela-akselistossa.

Ainakin toinen sanotuista eturungosta 1 tai takarungosta 5 on muodostettu päärungosta 9 ja siihen ajoneuvon pituusakselin 10 tai sen kanssa oleellisesti yhdensuuntaisen akselin suhteen poikittaissuuntaisesti kiertyväksi liitetystä apurungosta 11. Pituusakselilla ymmärretään tässä yhteydessä akselia, joka on oleellisesti ajoneuvon ajosuunnan suuntainen. Ajoneuvon etu- ja takarunkojen ollessa varustettuja edullisesti teliakseleilla 3 ja 7 ja niissä olevilla edullisesti keinuvilla pyöräteleillä, on ainakin toinen näistä teliakseleista liitetty oleellisesti jäykästi sanotunlaiseen päärunkoon 9. Tällöin tässä kyseenomai-sessa rungossa on myös ainakin yksi toimilaite 12 päärungon ja apurungon keskinäisen kiertoliikkeen ohjaamiseksi. Ohjaamoon 2 kohdistuvat sivuttaishei-lahtelut ja niiden aikaansaamat liiketilan muutokset sekä maan vetovoiman aiheuttamaan kiihtyvyysvektoriin nähden tapahtuvat asentomuutokset käynnistävät toimilaitteessa 12 vetoliikkeen tämän asentom uutoksen kompensoimiseksi.

Tämän kiertoliikkeen ansiosta apurunko voidaan järjestää pysymään oleellisesti horisontaalisessa asennossaan ja aikaansaadaan ajoneuvossa suotuisa maaston epätasaisuudesta johtuvan apurungon sivuttaiskallis-telun väheneminen tai poistuminen. Tällaisella horisontaalisella asennolla ymmärretään tässä yhteydessä normaalia tilan orientaatiota, jossa tilan pohjapin-ta - tässä tapauksessa esimerkiksi ohjaamon lattia - on oleellisesti vaakasuorassa ja ohjaamossa oleva ajoneuvoa ohjaava kuljettaja istuu oleellisesti pystysuorassa asennossa.

Esimerkiksi kuvioissa 2 ja 3 on esitetty tarkemmin etu- ja/tai taka-rungon muodostava päärunko 9 ja siihen ajoneuvon pituusakselin 10 tai sen kanssa oleellisesti yhdensuuntaisen akselin suhteen kiertyvä apurunko 11. Kuten kuvioissa esitetystä suoritusmuodosta ilmenee, on apurunko edullista liittää päärunkoon kiertonivelellä, jollaisen muodostaa kuvioissa ainakin kaksi laakerointia 13 ja 14, riittävän rakenteellisen jäykkyyden aikaansaamiseksi. Kier-tonivelien kiertoakseli on edelleen edullista sovittaa olemaan yhteneväinen runkonivelen 6 kiertoakselin kanssa, joka sallii etu- ja takarunkojen kiertymän ajoneuvon pitkittäisakselin suhteen. Tätä kiertonivelen kiertoakselia edustaa tässä kuvioihin 2 ja 3 merkitty päärungon pituusakseli 10. Yksinkertaisimmillaan kiertonivel saadaan aikaiseksi muodostamalla etu- ja takarunkojen kiertymän ajoneuvon pitkittäisakselin suhteen salliva runkonivel 6 toiseksi laakeroinniksi 14, kuten kuviossa 2 on esitetty.

Kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa apurunko 11 on sovitettu päärunkoon 9 niissä olevien oleellisesti samansuuntaisten poikittaisrakentei-den välityksellä. Niinpä apurungosta työntyy ainakin kahdet laipat 15 päärun gossa olevia poikittaisseiniä vasten 16, joista kuviossa erottuu vain etummainen pari. Poikittaisseinät ja laipat on liitetty toisiinsa laakereilla, joilla on edullisesti ainakin jonkin verran etäisyyttä toisiinsa nähden ajoneuvon pituusakselin suunnassa, keskinäisen kiertoliikkeen mahdollistamiseksi pituusakselin 10 suhteen.

Päärungon 9 ja apurungon 11 keskinäistä kiertoliikettä ohjaava toimilaite 12 käsittää yksinkertaisimmillaan kahdessa rungon osan oleviin vastakkaisiin korvakkeisiin 17 ja 18 liitetyn hydraulisen tai pneumaattisen toimilaitteen, kuten kuviosta 2 ilmenee. Mikään ei kuitenkaan estä käyttämästä tätä tarkoitusta varten esimerkiksi lineaarimoottoria tai jotain muuta riittävän nopeaan liikkeeseen kykenevää toimilaitetta yhdistettynä soveltuvaan välitykseen tai käyttömekaniikkaan.

Sellaisessa suoritusmuodossa, jossa molemmat ajoneuvossa olevat teli- tai tela-akselit 3 ja 7 on liitetty teli- tai tela-akselin vastaanottavassa rungossa 1 ja 5 olevaan päärunkoon 9 ja 9b, ovat molemmat apurungot 11 ja 11b myös järjestettyjä olemaan kiertyviä ajoneuvon pituusakselin 10 tai sen kanssa oleellisesti yhdensuuntaisen akselin suhteen. Tällaisessa ajoneuvossa on edullisesti kaksi toisistaan riippumatonta toimilaitteen 12 ja 12b ohjausjärjestelmää. Ensimmäinen ohjausjärjestelmä ohjaa esimerkiksi eturungossa 1 tapahtuvaa pää- ja apurungon välistä sivuttaiskallistusta. Toinen ohjausjärjestelmä ohjaa vuorostaan esimerkiksi takarungossa 5 tapahtuvaa pää- ja apu-rungon välistä sivuttaiskallistusta. Tällainen takarungon toimilaitteen toimintaa säätelevä ohjausjärjestelmä on samanaikaisesti edullisesti yhteistoiminnassa ajoneuvon etu- ja takarungon toisiinsa liittävän runkonivelen 6 ohjausjärjestelmän kanssa.

Tällainen viimeksi kuvailtu suoritusmuoto on esitetty kuvioissa 6 ja 7. Tässä suoritusmuodossa päärunkoon 9b laakeroitu apurunko 11b on vastakkaisesta päästään laakeroitu eturunkoon runkonivelen 6 välityksellä, joka samalla tulee muodostaneeksi järjestelmään tarvittavan kiertonivelen toisen laakeroinnin. Apurunkoon on kuvion 7 mukaisesti sovitettu oleellisesti jäykästi metsäkoneen kuormatila 19, jolloin tämän kuormathan ajon aikainen horison-taaliaseman ylläpito voidaan sovittaa tapahtuvaksi niin runkonivelen toimintaa ohjaavien toimilaitteiden kuin päärungon 9b yhteydessä olevan toimilaitteen avulla.

Kuvioissa 4 ja 5 on ilmennetty esillä olevan sovitelman ja menetelmän toimintaa. Niinpä kuviossa 4 ajoneuvo lähestyy ympäröivästä maastos ta 20 vertikaalisuunnassa ympäristöstään kohoavan ja vain ajoneuvon toiselle puolelle sijoittuvan esteen. Ajoneuvon vasemman puoleinen pyöräteli ryhtyy kuvion 5 mukaisesti ylittämään estettä 21 tasaten keinuliikkeellään esteen aiheuttamaa ja muun muassa ohjaamoon 2 kohdistuvaa sivuttaisheilahtelua. Samalla ajoneuvossa oleva ohjausjärjestelmä ja sen toimintaa säätelevät anturit tunnistavat ajoneuvoon kohdistuvan liiketilan muutoksen ja erityisesti maan vetovoiman aiheuttamaan kiihtyvyysvektoriin nähden tapahtuvan asentomuu-toksen, jolloin se käynnistää toimilaitteessa 12 vetoliikkeen tämän asentomuu-toksen kompensoimiseksi.

Yleensä apurunko 11 pyritään pitämään sivusuunnassa vaakasuorassa, ja apurungon pituussuuntaisen akselin ympäri tapahtuvan kiertymän kulmanopeus nollassa. Joissakin tilanteissa voi myös olla edullista kallistaa apurunkoa väliaikaisesti, mikäli tällä voidaan parantaa sivuttaisheilahdus-ten kompensointia. Näin voidaan toimia esimerkiksi tilanteissa, joissa ohjattavan nivelen tai toimilaitteen mekaaninen liikevara estää sivusuuntaisen kallistuksen täydellisen korjauksen vaakasuoraan, mutta sivuttaisheilahtelun kompensointi halutaan mahdollistaa kumpaankin liikesuuntaan.

Toimilaitteen 12 vetoliike aiheuttaa ohjaamoa 2 kannattavassa apu-rungossa 11 pituusakselin 10 ympäri tapahtuvan rotaation, jolla kompensoidaan nopeasti ja energiatehokkaasti muutoin haitalliset sivuttaisheilahdukset. Kun järjestelmä toimii riittävän nopeasti ja tarkoitetusti, mainittu apurunko 11 kyetään edullisesti pitämään oleellisesti paikallaan ainakin pituusakselin 10 kanssa yhdensuuntaisten akselien suhteen kiertymisen osalta ja apurungon 11 alle nivelöity päärunko 9 siihen kiinnitettyine teliakseleineen liikkuu maaston muotojen mukaisesti.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä yllä kuvaillun ratkaisun perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Esitelty ratkaisu ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Niinpä esillä oleva sovitelma voi edellä olevan mukaisesti käsittää ajoneuvon, jossa on vain yksi teliakselilla 3 tai tela-akselilla varustettu run-gonosa 1. Tällainen rungonosa käsittää päärungon 9 ja siihen ajoneuvon pääasiallisen liikesuunnan suuntaisen pituusakselin suhteen kiertyväksi liitetyn apurungon 11, jolloin teli- tai tela-akseli on liitetty oleellisesti jäykästi sanottuun päärunkoon.

Varustamalla rungonosa 1 ainakin yhdellä päärungon 9 ja apurun-gon 11 väliin sijoittuvalla toimilaitteella 12, voidaan päärungon ja apurungon keskinäistä kiertoliikettä ohjata hallitusti. Tällainen ohjaus tapahtuu kun ajoneuvoon kohdistuu voimia, jotka vaikuttavat ajoneuvon pituusakseliin nähden poikittaisessa suunnassa. Niinpä horisontaaliasennossa pidettävän apurungon asentoa maan vetovoimaan nähden (vaakasuoruus) voidaan mitata esimerkiksi sinänsä tunnetuilla inertia-antureilla, kuten inklinometrillä, gyroskoopilla, erilaisilla yksi- tai useampiakselisilla kiihtyvyysantureilla tai yhden tai useamman edellä mainituista yhdistelmällä. Samanaikaisesti on myös edullista seurata apurungon kulloistakin kulmanopeutta ja kulmakiihtyvyyttä esimerkiksi gyroskoopilla. Mittaustietojen perusteella aiheutetaan toimilaitteessa 12 apurungon päärungon suhteen kiertoliikkeeseen ohjaava työntö- tai vetoliike, jolla apurungon oleellinen horisontaaliasento ylläpidetään. Oikeanlaisen työntö- tai veto-liikkeen aikaansaamisen varmistamiseksi voidaan lisäksi mitata päärungon ja apurungon välinen kiertymäkulma.

Edullisesti mainittu anturointi on mahdollista sovittaa ja integroida osaksi sinällään tunnettua sulautetun ohjausjärjestelmän ohjausmodulia ja mainitun ohjausmodulin sisälle ja välittömään yhteyteen.

Edullisessa suoritusmuodossaan apurunko 11 on sovitettu päärunkoon 9 kiertonivelellä, jollainen voi esimerkiksi käsittää ainakin kaksi samankeskistä laakerointia, joilla on kiertoakselin suunnassa etäisyyttä toisiinsa nähden.

Claims (5)

1. Sovitelma ajoneuvon teli- tai tela-akselin ja rungon välisen kiertoliikkeen mahdollistamiseksi, jolloin ajoneuvo käsittää ainakin kaksi toisiinsa runkonivelellä (6) liitettyä rungonosaa (1, 5), rungonosa (1, 5) on varustettu teli- tai tela-akselilla (3, 7), ainakin yksi rungonosa (1, 5) käsittää päärungon (9, 9b) ja siihen ajoneuvon pituusakselin (10) tai sen kanssa oleellisesti yhdensuuntaisen akselin ympäri kiertyväksi liitetyn apurungon (11, 11b), jolloin apurunko (11, 11b) on sovitettu päärunkoon (9, 9b) kiertonivelel-lä (13, 14), ja teli tai tela-akseli (3, 7) on liitetty oleellisesti jäykästi sanotunlaiseen päärunkoon (9, 9b), jolloin rungonosassa (1, 5) on ainakin yksi toimilaite (12, 12b) päärungon (9, 9b) ja apurungon (11, 11b) keskinäisen kiertoliikkeen ohjaamiseksi siten, että apurungon asento- ja liiketilamuutokset erityisesti ajoneuvon pituusakselin (10) ympäri tapahtuvan kiertymän suhteen ovat järjestettyjä aiheuttamaan toimilaitteessa (12, 12b) apurungon (11, 11b) kiertoliikkeeseen ohjaavan työntö- tai vetoliikkeen, apurungon järjestämiseksi oleellisesti horisontaaliseen asentoon, tunnettu siitä, että apurunko (11, 11b) on sovitettu päärunkoon (9, 9b) niissä olevien oleellisesti samansuuntaisten poikittaisrakenteiden välityksellä siten, että apurungosta työntyy ainakin kahdet laipat (15) päärungossa olevia poikittaisseiniä vasten (16), ja sanotut poikittaisseinät ja laipat ovat liitettyjä toisiinsa kiertonivelet (13, 14) muodostavilla laakereilla siten, että laakereilla on ainakin jonkin verran etäisyyttä toisiinsa nähden ajoneuvon pituusakselin (10) suunnassa, keskinäisen kiertoliikkeen mahdollistamiseksi tämän pituusakselin suhteen, jolloin kiertonivelen kiertoakseli on sovitettu olemaan yhteneväinen run-konivelen (6) kiertoakselin kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ajoneuvo käsittää toisiinsa ainakin kahden vapausasteen runkonivelel-lä (6) liitetyn eturungon (1) ja takarungon (5), joka nivel sallii etu-ja takarunkojen kiertymän oleellisesti ajoneuvon pitkittäisakselin (10) suhteen ja etu- ja takarunkojen kiertymän toistensa suhteen runkonivelen lävistävän pystyakselin suhteen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että molemmat rungot (1, 5) on varustettu teli- tai tela-akseleilla (3, 7).

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että molemmat ajoneuvossa olevat teli- tai tela-akselit (3, 7) on liitetty telin vastaanottavassa rungossa (1, 5) olevaan päärunkoon (9, 9b), jolloin molemmat apurungot (11, 11b) ovat järjestettyjä olemaan kiertyviä kulloisenkin päärungon pituusakselin (10) suhteen.

5. Menetelmä ajoneuvon teli- tai tela-akselin ja rungon välisen kiertoliikkeen mahdollistamiseksi, jolloin ajoneuvo muodostetaan käsittämään ainakin kaksi toisiinsa run-konivelellä (6) liitettyä rungonosaa (1, 5), rungonosa (1, 5) varustetaan teli- tai tela-akselilla (3, 7), ainakin yksi rungonosa (1, 5) muodostetaan päärungosta (9, 9b) ja siihen kiertyväksi liitettävästä apurungosta (11, 11b), apurungon ollessa kierrettävissä ajoneuvon pituusakselin (10) suhteen poikittaissuunnassa ja, että apurunko (11, 11b) sovitetaan päärunkoon (9, 9b) kiertonivelel-lä (13, 14), ja teliakseli (3, 7) liitetään sanotunlaiseen päärunkoon (9, 9b) oleellisesti jäykästi, jolloin rungonosa (1, 5) varustetaan ainakin yhdellä toimilaitteel la (12, 12b), jollaisella toimilaitteella ohjataan päärungon (9, 9b) ja apurungon (11, 11b) keskinäistä kiertoliikettä siten, että apurungon asento- ja liiketilamuutokset erityisesti ajoneuvon pituusakselin (10) ympäri tapahtuvan kiertymän suhteen aikaansaavat toimilaitteessa (12, 12b) apurungon (11, 11b) kiertoliikkeeseen ohjaavan työntö-tai ve-toliikkeen, joka työntöliike ohjaa apurungon oleellisesti horisontaaliseen asentoon, tunnettu siitä, että apurunko (11, 11b) sovitetaan päärunkoon (9, 9b) niissä olevien oleellisesti samansuuntaisten poikittaisrakenteiden välityksellä siten, että apurungosta ohjataan ainakin kahdet laipat (15) päärungossa olevia poikittaisseiniä vasten (16), ja sanotut poikittaisseinät ja laipat liitetään toisiinsa laakereilla jotka muodostavat kiertonivelet (13, 14) siten, että laakerit järjestetään ainakin jonkin etäisyyden päähän toisiinsa nähden ajoneuvon pituusakselin (10) suunnassa, keskinäisen kiertoliikkeen mahdollistamiseksi tämän pituusakselin suhteen, jolloin kiertonivelen kiertoakseli järjestetään olemaan yhteneväinen run-konivelen (6) kiertoakselin kanssa.