FI128640B - Lumikulkuneuvon jousitusjärjestely - Google Patents

Abstract

Lumikulkuneuvo, käsittäen rungon (1 02, 202), ja runkoon (1 02, 202) toiminnallisesti yhteydessä olevan telaston lumikulkuneuvon liikuttamiseksi lumella, joka telasto käsittää telamaton (1 10, 210), ja liukurungon (216) telamaton liukumista varten, lumikulkuneuvon edelleen käsittäessä jousitusrakenteen (120) lumikulkuneuvon telastoon kohdistu vien iskujen vaimentamiseksi, joka jousitusrakenne (120) käsittää yhden tai useamman jousitusvälineen (128). Jousitusväline (128) on ainakin osittain järjestetty telamaton (110) ja rungon (102) väliselle alueelle.

Description

LUMIKULKUNEUVON JOUSITUSJÄRJESTELY

ALA Esillä oleva keksintö liittyy lumikulkuneuvon, kuten esimerkiksi moot- torikelkan tai lumimoottoripyörän, telaston jousitukseen.

TAUSTA Moottorikelkka on lumella telamaton avulla ajettava kulkuneuvo. Sen ohjaaminen tapahtuu kääntämällä ohjaustankoa, joka kääntää kelkan etupäässä olevan suksea tai suksiparia.

Kelkkaa voidaan ajaa epätasaisella lumessa kovallakin vauhdilla, jol- loin kelkan jousituksen merkitys korostuu. Jousitus on tyypillisesti toteutettu jou- sittamalla kelkan etu- ja takapää erillisillä jousitusratkaisuilla.

Julkaisussa US 2011120793 esitetään moottorikelkan jousitusjärjes- tely, johon kuuluu telamaton molemmille puolille sovitettu tukivarsipari kelkan run- gon etupäässä ja takapäässä. Mainittujen tukivarsiparien väliin on järjestetty jou- sielementti sallien tukivarsiparien yläosien rungon suuntaisen liikkeen toisensa suhteen.

Julkaisussa US4917207 esitetään moottorikelkan liukurunkoon välilli- sesti yhteydessä oleva moniosainen nivelmekanismi, joka on yhteydessä moot- torikelkan runkoon jousielementin välityksellä.

Julkaisussa EP 2257462 esitetään niinikään moottorikelkan liukurun- koon välillisesti yhteydessä oleva moniosainen nivelmekanismi, joka on yhtey- dessä moottorikelkan runkoon jousielementin välityksellä.

Tunnettuihin ratkaisuihin kelkan telaston jousittamiseksi liittyy useita haittoja. Jousitusratkaisut ovat esimerkiksi hyvin rikkoutumisherkkiä, raskaita ja N jousitusmatkat ovat suhteellisen rajoittuneita.

N

N LYHYT SELITYS = Keksinnön tavoitteena on esittää ratkaisu edellä mainittujen ongelmien I ainakin osittaiseksi poistamiseksi. Tavoite saavutetaan keksinnöllä, joka on itse- + näisen patenttivaatimuksen kohteena. Edullisia suoritusmuotoja on kuvattu epäit- 2 senäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnöllä saavutetaan merkittäviä etuja jousituksen kestävyydessä.

> Lisäksi kelkan jousitukseen käytettävien osien määrää ja sitä kautta kelkan pai- noa voidaan vähentää. Edelleen kelkan jousituksen liikematkaa voidaan lisätä, millä aikaansaadaan parempi jousitus suhteessa tunnettuihin ratkaisuihin.

KUVIOT Keksintöä ja sen edullisia suoritusmuotoja esitetään seuraavissa kuvi- oissa, joissa kuvio 1 esittää moottorikelkkaa ja sen yhteyteen järjestettyä suoritus- muotojen mukaista jousitusjärjestelyä; kuvio 2 havainnollistaa jousitusjärjestelyä sivulta päin kuvattuna; ja kuvio 3 havainnollistaa tukivarren telamaton kiertämistä.

YKSITYISKOHTAINEN SELITYS Suoritusmuodot liittyvät lumikulkuneuvon telaston jousittamiseen. Lu- mikulkuneuvolla tarkoitetaan tässä moottorikelkkaa, lumimoottoripyörää tai vas- taavaa telamaton avulla lumella liikkuvaa ajoneuvoa. Jatkossa tässä selityksessä viitataan yksinkertaisuuden vuoksi moottorikelkkaan mutta suoritusmuodot sovel- tuvat yhtä hyvin myös muihin telamaton avulla liikuteltaviin kulkuneuvoihin. Suoritusmuodot liittyvät siis erityisesti moottorikelkan telaston jousituk- seen tai iskunvaimennukseen. Edullisimmillaan suoritusmuodot ovat telaston niin sanotun etupukin jousituksessa, mutta soveltuvat myös telaston takapukin jousi- tukseen. Suoritusmuotojen mukaisesti jousitus on toteutettu siten, että jousitus- välineet, kuten iskunvaimentimet ja/tai kierrejouset on järjestetty telamaton ylä- puolelle siten, että ne ovat ainakin osittain telamaton ja moottorikelkan rungon välisellä alueella. Edullisesti jousitusvälineet sijaitsevat kokonaisuudessaan tela- maton ja rungon välisellä alueella niin sanotussa runkotunnelissa. Toisissa suo- ritusmuodoissa esimerkiksi jousitusvälineen yläpää voi olla kiinnitetty runkora- kenteen yläpuolelle. Kuvio 1 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista ratkaisua. S Kuviossa on esitetty moottorikelkka 100, jonka rungon 102 etupäässä on kelkan N ohjausvälineet, kuten esimerkiksi ohjaustanko 104 ja ohjaustangon avulla kään- . nettävä suksipari 106. Etupää käsittää edullisesti myös vaimennusjärjestelyn 108 ? etupäähän kohdistuvien iskujen vaimentamiseksi. Vaimennusjärjestely 108 voi © käsittää yhden tai useamman jousen ja/tai iskunvaimentimen. E Moottorikelkka käsittää myös telamaton 110, joka telamatto on järjes- S tetty pyöriväksi kahden tai useamman pyörän 112, 114 ympäri. Etupään pyörä Q 112 on edullisesti vetävä pyörä, niin sanottu vetopyörä, jonka voimantuotto voi- 2 daan aikaansaada esimerkiksi poltto- tai sähkömoottorilla. Moottorikelkka käsit- N tää myös liukurungon, jonka alapintaa vasten telamatto 110 pääsee liukumaan maata vasten olevan osion yläpinnalta.

Suoritusmuotojen mukaisesti moottorikelkka käsittää jousitusjärjeste- lyn moottorikelkan telaston alueella tapahtuvien iskujen vaimentamiseksi. Jousi- tusjärjestely voi käsittää yhden tai useamman jousitusrakenteen 120, 130. Edul- lisesti jousitusjärjestely käsittää kaksi jousitusrakennetta, ensimmäisen/etummai- sen jousitusrakenteen 120 ja toisen/taemman jousitusrakenteen 130. Etummai- nen ja taempi jousitusrakenne voivat olla edullisesti pääpiirteissään samankaltai- sia.

Jousitusrakenteeseen kuuluu tukivarsipari, eli ensimmäinen tukivarsi 122A ja toinen tukivarsi 122B, jotka ovat sijoitetut moottorikelkan eri sivuille rin- nakkain. Tukivarret ovat pituudeltaan kiinteitä tai vakioita, jolloin niiden pituus ei muutu ajon aikana. Tukivarret voivat olla valmistetut esimerkiksi metallista tai voi- vat olla jotain kestävää komposiittimateriaalia.

Tukivarret 122A, 122B ovat kiinnitetyt yläpäästään kiinteästi moottori- kelkan runkoon 102 nähden ja alapäästään tukivarret ovat kiinnitetyt liukurun- koon. Tukivarren 122A kiinnitys sekä kelkan runkoon, että liukurunkoon on kier- tyvä kiinnitys, eli tukivarsi 122A pääsee kiertymään kiinnityskohtiensa ympäri. Liukurunkoon kiinnitys voidaan tehdä esimerkiksi pultin, puslan ja mutterin avulla. Runkoon 102 kiinnitys puolestaan voidaan toteuttaa esimerkiksi rungon läpi me- nevän ja molemmille puolille runkoa ulottuvan akselin 124, akselia ympäröivän puslan ja mutterien avulla.

Jousitusrakenteeseen kuuluu siis tukivarsipari, jotka tukivarsiparin tu- kivarret ovat järjestetyt rinnakkain telaston molemmille sivuille. Edullisesti tukivar- siparin tukivarsien kiinnityskohdat ovat samassa kohdassa liukurungon molem- milla puolilla liukurungon pituussuunnassa ja vastaavasti tukivarsien kiinnityskoh- dat rungossa ovat samassa kohdassa rungon molemmin puolin.

Tukivarsien rungon puoleinen kiinnityskohta on edullisesti mahdolli- N simman lähellä vetopyörän pyörimisakselia, jolloin voidaan varmistaa mahdolli- . simman hyvä telamaton kireys. Erityisesti tukivarren kiinnityskohta on mahdolli- ? simman lähellä vetopyörän keskiakselin kautta kulkevaa pystysuoraa. Edullisesti © kiinnityskohta on mainitulla pystysuoralla, mutta edullisesti alle 10 cm etäisyy- E dellä, ja vieläkin edullisemmin alle 5 cm etäisyydellä.

© Tukivarret ovat pitkänomaisia tankoja, mutta eivät välttämättä ole tay- S sin suoria. Käytännössä telamatto 110 esimerkiksi on hieman liukurunkoa le- 2 veämpi, jolloin tukivarsi 122A joutuu olemaan rakenteeltaan sellainen, että se N pystyy kiertämään telamaton sen osuuden joka asettuu liukurungon yläpuolelle.

Alkaen kiinnityskohdasta liukurunkoon, tukivarsi voi aluksi suuntautua tietyn mat- kaa suoraan ylöspäin, sen jälkeen siihen kuuluu osio, joka suuntautuu ulospäin ja/tai ylöspäin kelkan sivua kohti, ja sen jälkeen tulee sisäänpäin kelkkaa kohti suuntautuva osio ennen kiinnitystä kelkan runkoon.

Kuviossa 1 on myös esitetty poikkitanko 126, joka on järjestetty tuki- varsien 122A ja 122B välille telamaton yläpuolella. Poikkitanko 126 on kiinnitetty tukivarsiin kiinteästi esimerkiksi hitsaamalla, joten tukivarret ja poikkitanko muo- dostavat yhtenäisesti kiertyvän kiinteän kokonaisuuden.

Suoritusmuotojen mukaisesti jousituselementti 128, joka voi käsittää iskunvaimentimen ja/tai kierrejousen, on kiinnitetty alapäästään mainittuun poik- kitankoon 126. Jousitusväline on kiinnitetty poikkitankoon kiertyvästi mutta kui- tenkin siten, että jousitusväline ei pääse liikkumaan poikkitangon pituussunnassa eli kelkan rungon poikittaissuunnassa.

Yläpäästään jousitusväline on kiinnitetty kiertyvästi suhteessa mootto- rikelkan runkoon. Eräässä suoritusmuodossa jousitusvälineen yläpään kiinnitys kelkan runkoon on toteutettu siten, että jousitusväline on kiinnitetty kiinteästi put- keen, joka putki pääsee kiertymään sen sisälle sijoitetun akselin suhteen, joka akseli puolestaan on kiinnitetty kelkan runkoon kiinteästi.

Taempi jousitusrakenne 130 on edullisesti perusperiaatteiltaan sa- mankaltainen kuin etummainen jousitusrakenne 120. Näin ollen, myös taempaan jousitusrakenteeseen kuuluu tukivarret, jotka ovat kiinnitetyt kelkan runkoon ja liukurunkoon. Tukivarsien väliin on järjestetty poikkitanko ja jousitusväline on jär- jestetty poikkitangon ja kelkan rungon väliin.

Eräässä suoritusmuodossa ensimmäinen jousitusrakenne 120 ja toi- nen jousitusrakenne 130 ovat mekaanisesti liitetyt toisiinsa, jolloin voidaan var- S mistaa jousitusrakenteiden yhteistoimivuus. Mekaaninen liitäntä voidaan tehdä N esimerkiksi siten, että kelkan samalla sivulla olevien tukivarsien väliin on järjes- . tetty kiinteä tai irrotettavasti kiinteä sivutukivarsi. Sivutukivarsi on edullisesti jär- ? jestetty siten, että sivutukivarren kelkan etupään puoleinen pää on kiinnitetty hie- © man korkeammalle kuin sivutukivarren kelkan takapaan puoleinen paa.

E Kuviossa 1 esitetylle keksinnön eräälle edulliselle suoritusmuodolle on © näin ollen ominaista se, että jousitusvälineet 128 sijaitsevat telamaton 110 ja kel- S kan rungon 102 välisellä alueella tai välisessä tilassa. Jousitusvälineet sijaitsevat 2 siis pystysuunnassa telamaton yläpuolisella alueella ja rungon alapuolella. Edul- N lisesti jousitusvälineet ovat järjestetyt kelkan niin sanottuun runkotunneliin.

Vaikka kuviossa 1 on esitetty, että jousitusvälineet sijaitsevat edulli- sesti telamaton ja rungon välissä, on myös mahdollista että jousitusväline on osit- tain sijoitettu myös rungon yläpuolelle mikäli rungon alapuolella ei ole tilaa sijoit- taa jousitusvälinettä kokonaisuudessaan sinne. Tällöin rungossa voi olla läpime- nevä aukko/läpivienti, josta jousitusväline mahtuu rungon läpi. Kuitenkin, tässäkin suoritusmuodossa, pääosin jousitusväline sijaitsee rungon alapuolella. Näin ol- len, ainakin puolet jousitusvälineen pituussuunasta sijaitsee rungon yläpinnan alapuolella.

Kuviossa 2 on esitetty jousitusjärjestelyä sivulta päin kuvattuna. Kuvi- ossa 2 on esitetty vetopyörä 212, taempi pyörä 214 ja näiden suhteen liikkuva telamatto 210. Kuviossa 2 on havainnollistettu myös liukurunkoa 216, jonka ala- puolella telamatto 210 pääsee liukumaan.

Etummaiseen jousitusrakenteeseen kuuluva ensimmäinen tukivarsi 222A on kiinnitetty yläpäästään kelkan runkoon 202 ja alapäästään liukurunkoon. Molemmat kiinnitykset ovat kiertyviä kiinnityksiä ja edullisesti alapään kiinnitys liukurunkoon on kiinteä siten, että tukivarsi 222A ei pääse liikkumaan liukurungon 216 pituussuunnassa. Taempaan jousitusrakenteeseen kuuluva ensimmäinen tukivarsi 232A puolestaan voi olla kiinnitettynä liukurunkoon 216 liukuvasti. Tällä tarkoitetaan sitä, että liukurunkoon voi olla järjestettynä liukurungon pituussuun- tainen ura, jossa tukivarren 232A pää pääsee liikkumaan. Tällä varmistetaan te- lamaton kireys, kun telasto ajon aikana liikkuu pystysuunnassa joustotilanteissa.

Kuviossa 2 on esitetty ensimmäiseen jousitusrakenteeseen kuuluva jousitusväline 228. Kuten nähdään, jousitusväline on järjestetty kulmaan suh- teessa tukivarteen moottorikelkan lepotilanteessa. Edullisesti kulma on yli 90 as- tetta, esimerkiksi välillä 90-150 astetta verrattuna tukivarren yläpäähän. EIi kuvi- oon 2 verrattuna, jousitusvälineen yläpää voi sijaita vielä enemmän oikealla. Tällä N aikaansaadaan se, että kun kelkalla ajetaan kuviossa 2 vasemmalle ja telasto . törmää maastossa olevaan töyssyyn, jousitusväline sijaitsee olennaisesti kohti- ? suoraan töyssyn pintaan nähden ja mahdollistaa näin maksimaalisen vaimennuk- O sen.

E Kelkan telaston takapäässä jousitusväline 238 on puolestaan kallel- © laan vastakkaiseen suuntaan etummaiseen jousitusvälineeseen 228 nähden. S Kulma on edullisesti alle 90 astetta, esimerkiksi välillä 30-90 astetta.

2 Kuviossa 3 on havainnollistettu tukivarren 322A asennusta ja muotoi- N lua. Kuviossa on esitetty telamaton 310 yläpuoli ja nähdään kuinka liukurunkoon

316 asennetun tukivarren asennuskohta asettuu telamaton 310 ulkoreunaa si- semmäksi, joten tukivarteen on muodostettu telamaton kiertävä osuus. Kiertävä osuus voi olla paloittain lineaarisista osuuksista muodostettu tai vaihtoehtoisesti kaareva.

Tukivarren kiertyvä kiinnitys liukurungossa olevaan aukkoon voidaan toteuttaa esimerkiksi pultin 340, puslan, 342, prikan 344 ja mutterin 346 avulla.

Suoritusmuotojen mukaisen lumikulkuneuvon telastoon kohdistuvia is- kuja vaimennetaan ottamalla iskut vastaan yhdellä tai useammalla lumikulkuneu- von runkoon ja telaston liukurunkoon kiinnitetyllä jousitusrakenteella, joiden jou- situsrakenteiden heilahdusta iskutilanteessa vaimennetaan jousitusrakentee- seen toiminnallisesti yhteydessä olevalla jousitusvälineellä. Käytännössä siis lu- mikulkuneuvolla ajettaessa jousitusrakenteen kiinteät tukivarret pääsevät kierty- mään yläpään kiinnityskohtien suhteen, jolloin telasto/telamatto pääsee nouse- maan kohti moottorikelkan runkoa.

Keksinnöllä saavutetaan useita etuja. Eräs merkittävä etu on se, että moottorikelkan jousittamaton massa pienenee huomattavasti, tyypillisesti jopa noin 20 kg suhteessa jousitusrakenteisiin, jotka on toteutettu telaston rajaaman alueen sisällä. On selvää, että keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutetaan näin kustannusetuja suhteessa tunnettuihin ratkaisuihin, koska tarvittavia osia ja huol- lon kohteita on vähemmän. Kevyemmän massan avulla saavutetaan myös sääs- töjä polttoaineen kulutuksessa.

Keksinnön avulla voidaan saavuttaa myös merkittäviä etuja jousituk- sen kestävyydessä. Erityisen rikkoutumisherkkä alue moottorikelkoissa on niin sanotun etupukin, eli telaston etupään jousituksen rikkoutuminen. Syynä tähän on se, että etummainen jousitusväline on tyypillisesti vinottain iskun suuntaan nähden. Keksinnön avulla voidaan jousitusväline sijoittaa sellaiseen asentoon, N että se ottaa paremmin vastaan iskut luonnollisessa toiminta-asennossaan, eli . isku suuntautuu pääasiallisesti lineaarisesti toimivan jousitusvälineen lineaarisen ? liikkeen pituussuunnassa. Keksinnöllä voidaan myös välttää rikkoutumiselle alttiit © linkut tai vipuvarret jousituksen toteuttamisessa.

E Keksinnöllä saavutetaan myös se etu, että todellinen jousitusmatka eli © kelkan takapään liikealue pitenee jopa 15-20 cm. Tämä johtuu siitä, että telamatto S on voidaan pitää hyvin matalana, jolloin telan yläpinnan ja alapinnan välinen etäi- 2 syys on merkittävästi lyhyempi kuin ratkaisuissa, joissa jousitus on järjestetty te- N lamaton sisälle. Koska telamatto on matala, voidaan sille sallia suurempi liike- matka pystysuunnassa, mikä luonnollisesti johtaa parempaan jousitukseen.

Keksinnön avulla myös telamaton pitopinta kasvaa, koska matalasta rakenteesta johtuen telamatto voidaan ulottaa pidemmälle moottorikelkan pituus- suunnassa.

Keksinnön avulla jousituksen korkeutta ja vaimennusvoimaa on hel- pompi säätää, koska jousituselementit ovat helposti käsiteltävissä niiden ollessa telamaton yläpuolella. Eräässä suoritusmuodossa tukivarsille on järjestetty useita kiinnityskohtia runkoon, jolloin tukivarsien sijainnin ja sitä kautta jousituksen sää- täminen on helppoa.

On selvää, että tekniikan kehittyessä keksinnöllinen ajatus voidaan to- teuttaa eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät olekaan rajoittuneita edellä esitettyihin suoritusmuotoihin vaan voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

O N O N

K <Q n

I a a

O O O

N o

O N

Claims (6)

PATENTTIVAATIMUKSET

1. Lumikulkuneuvo, käsittäen rungon (102, 202), ja runkoon (102, 202) toiminnallisesti yhteydessä olevan telaston lumikulkuneuvon liikuttamiseksi lu- mella, joka telasto käsittää telamaton (110, 210), ja liukurungon (216) telamaton liukumista varten, lumikulkuneuvon edelleen käsittäessä jousitusrakenteen (120) lumikulkuneuvon telastoon kohdistuvien iskujen vaimentamiseksi, joka jousitus- rakenne (120) käsittää yhden tai useamman jousitusvälineen (128), jousitusvä- line (128) on ainakin osittain järjestetty telamaton (110) ja rungon (102) väliselle alueelle, ja jousitusrakenne (120) käsittää lumikulkuneuvon ensimmäiselle sivulle järjestetyn ensimmäisen tukivarren (122A), ja lumikulkuneuvon toiselle sivulle jär- jestetyn toisen tukivarren (122B), jotka ensimmäinen tukivarsi (122A) ja toinen tukivarsi (122B) ovat kiinnitetyt toisista päistään liukurunkoon, tunnettu siitä, että ensimmäinen tukivarsi (122A) ja toinen tukivarsi (122B) ovat kiinnitetyt ensimmäisistä päistään kiertyvästi lumikulkuneuvon runkoon (102), ja jousitusvä- lineen (128) ensimmäinen pää on järjestetty kiertyväksi suhteessa lumikulkuneu- von runkoon (102) ja että jousitusrakenne (120) käsittää ensimmäiseen tukivar- teen (122A) ja toiseen tukivarteen (122B) kiinteästi kiinnitetyn poikkitangon (126) ja että jousitusvälineen (128) toinen pää on kiinnitetty poikkitankoon (126) siten, että jousitusväline (128) on järjestetty poikkitangon (126) ja rungon (102) väliin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lumikulkuneuvo, tunnettu siitä, että ensimmäinen tukivarsi (122A) ja toinen tukivarsi (122B) ovat ainakin osittain suunnaltaan vaihtelevia rungon ja liukurungon (216) kiinnityskohtien vä- lilla telamaton (110, 210) kiertämisen mahdollistamiseksi.

O O 3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lumikulkuneuvo, K tunnettu siitä, että jousitusvälineen (128) joustosuunta on järjestetty 30-150 ? asteen kulmaan suhteessa jousitusvälineeseen (128) liittyvän tukivarren (122A) O pituussuuntaan nähden.

i O 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lumikulkuneuvo, S tunnettu siitä, että lumikulkuneuvo käsittää kaksi jousitusrakennetta (120, S 130), jotka on järjestetty peräkkäin toisiinsa nähden lumikulkuneuvon pituussuun- nassa.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lumikulkuneuvo, tunnettu siitä, että lumikulkuneuvo käsittää vetopyörän (112) telamaton (110) liikuttamiseksi, ja että ensimmäisen (122A) ja toisen tukivarsien (122B) kiin- nityskohdat ovat lumikulkuneuvon pituussuunnassa olennaisesti samassa koh- dassa vetopyörän (112) pyörimisakselin kanssa.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lumikulkuneuvo, tunnettu siitä, että lumikulkuneuvo käsittää sivutukivarren ensimmäisen jou- situsrakenteen (120) ja toisen jousitusrakenteen (130) mekaaniseksi kytke- miseksi toisiinsa niiden yhtäaikaisen liikkeen toteuttamiseksi.

O

N

O

N

K <Q n

I a a

O

O

O

N o

O

N