FI76294C - Anordning vid terraenggaoende fordon. - Google Patents

Description

ν^»·Ι KUULUTUSJULKAISU

®1S§nf [B] (11> UTLÄGGNINGSSKRIFT /6294 C ^45j '. . . ;·; . .. ly (51) Kv.lk4/lnt.CI4 B 60 G 9/02, 21/06

SUOMI-FINLAND

(Fl) (21) Patenttihakemus - Patentansökmng 3518/7^+ (22) Hakemispäivä - Ansöknmgsdag 04.12.7^

Patentti- ja rekisterihallitus (23) Alkupäivä - Giltighetsdag 0^.12.74

Patent-och registerstyrelsen (41) Tullut julkiseksi — Biivit offentiig 08.06.75 (44) Nähtäväksipanon ja kuui julkaisun pvm. - 30.06.88

Ansökan utlagd och utl skriften pubhcerad (86) Kv hakemus - Int ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus - Begärd prioritet 07.12.73 Ruot si-Sverige(SE) 7316596-1 (71)(72) Sten Ove Hammarstrand, Fiskebyvägen 14, Hudiksvall, Ruotsi-Sverige(SE) (7M Oy Koi ster Ab (5M Laitteisto maastossa kulkevissa ajoneuvoissa -

Anordning vid terränggäende fordon

Tavallinen tapa ajoneuvon alustan ja korin sekä kuorman painon siirtämiseksi pyörälle on se, että alusta tuetaan pyöränak-seleihin joka akselissa kahdesta pisteestä. Kaikille maantieajo-neuvoille, joiden sallittu nopeus on yli 30 km/h, on yhteistä se, että jokaiseen tukipisteeseen on sovitettu siihen liittyvä jousi-järjestelmä sillä tavalla, että mahdollisimman suuri osa ajoneuvon kokonaispainosta tulee jousitetuksi. Kuorma-ajoneuvoissa käytetään yleensä jäykkiä akseleita, josta seuraa se, että jokaisen pyöräparin molemmat pyörät on yhdistetty toisiinsa jäykäksi järjestelmäksi. Henkilöautoissa on vaihtoehtoisesti heiluvia akseleita, jotka on järjestetty niin, että jokainen pyörä voi tehdä erillisen joustoliikkeen samassa akselin suunnassa olevasta pyörästä täysin riippumatta.

Tunnetaan useita näihin pyörän tuennan päätyyppeihin liittyviä järjestely jä jousituksen parantamiseksi ja ajoneuvon tekemiseksi hyvin sopivaksi tarkoitetuille käyttöaloille. Maantieajo- 2 76294 neuvoissa on erikoista huomiota kiinnitetty raskaisiin kuljetuksiin tarkoitettuihin suuriin kuorma-autoihin. Englantilaisessa patentissa 1 335 212 julkistetaan esimerkkinä ratkaisu, jossa jokaiseen pyörään tai pyöräryhmään asetetaan differentiaalipainesy-linteri, jolloin paineväliaine voidaan johtaa putkijohtojen ja venttiilien kautta eri painesylintereihin vaihtelevan riippuvai-suustilan aikaansaamiseksi niiden välille. Tässä rakenteessa muodostavat painesylinterit samanaikaisesti sekä kuormaa kannattavat että joustavat elementit, mikä järjestelmä mahdollistaa sekä jousto-ominaisuuksien että kuormauskyvyn sovittamisen niin kuorman jakautumisen kuin tieolosuhteidenkin mukaan.

Ruotsalaisessa selityksessä 321 620 esitetään samantapainen ratkaisu, jossa on kaksitoimiset painesylinterit, jotka on sijoitettu jokaiseen kiinnityskohtaan pyöränakselin ja alustan välissä olevaan jousijärjestelmään kytkettynä. Jokaisella akselilla on silloin paineväliainetta varten neljä sylinteritilaa, jotka paineputkijohdoilla saatetaan osaksi keskenään ja osaksi toisen akselin painesylinterin vastaavien tilojen kanssa yhteyteen. Järjestelmän edellytetään olevan itsetasapainoittavan ja se toimii kokonaan ilman sylinterin välisissä jakeluputkijohdoissa olevia venttiilejä. Painesylinterin toimintaan ei siis voida vaikuttaa käsin toiminnan sovittamiseksi erikoisolosuhteisiin.

Tämä viimeksi mainittu seikka on toisaalta asetettu vaatimukseksi tietyn tyyppisille maastoajoneuvoille, esimerkiksi juon-tokoneille, metsätraktoreille ja vastaavanlaisille. Myös tällä alalla on olemassa tunnettuja ratkaisuja parhaan mahdollisen sovituksen saamiseksi pyörän asennon ja maaperän välille. Saksalaisessa selityksessä 1 530 569 kuvataan esimerkiksi järjestelmää, jossa jokaiseen pyörään on järjestetty kaksitoiminen, heiluriakse-liin yhdistetty painesylinteri. Eri sylinterin painetilat voidaan yhdistää ohjausventtiilin avulla paineputkijohtojen kautta toisiinsa erilaisina yhdistelminä niin, että toista pyörää voidaan laskea ja toista samanaikaisesti nostaa ajoneuvon alustan suhteen.

Tämän keksinnön kohteena on pääasiallisesti maastossa kulkeva ajoneuvo, jossa on jäykkä heiluva akseli. Tämä määritelmä tarkoittaa sitä, että alusta on tuettu jokaiseen akseliin ainoas 76294 3 taan yhdestä pisteestä, kernaasti akselin keskelle. Tukipiste on varustettu nivelellä niin, että akseli voi heilua tasossa, joka on suunnilleen kohtisuorassa alustan pituussuuntaa vastaan. Jousitus voi olla järjestetty nivelpisteeseen, mutta useimmissa tapauksissa se ei ole mikään ehdoton vaatimus. Alusta voi olla jäykkä tai keskinivelellä varustettu.

Keksinnön mukaan on alustan ja jäykän heiluvan akselin väliin järjestetty esimerkiksi yksi- tai vaihtoehtoisesti kaksi-toiminen painesylinteri tukipisteen kummallekin sivulle. Painesy-linterin työtilat on täytetty paineväliaineella, jota voidaan johtaa jakoventtiilin ja paineputkijohtojen kautta toisesta sylinte-ritilasta toiseen lukumäärältään ennalta määrättyjä yhdistelmiä käyttäen. Tämän lisäksi on järjestetty painepumppu syöttämään paineväliainetta painesylintereihin yksittäin tai pareittain, jolloin paineväliaineen virtaussuuntaa ohjataan ohjausventtiilin avulla.

Keksinnön mukainen järjestelmä sopii erikoisen hyvin maastoajoneuvoihin ja metsätyökoneisiin, jotka on tarkoitettu toimimaan vaikeissa maasto-olosuhteissa. Järjestelmä mahdollistaa ajoneuvon tai koneen alustan paikan sovituksen maastoon, johon tähän asti ei ole tunnetuilla rakenteilla päästy. Järjestelmä on sen lisäksi hyvin yksinkertainen ja käyttövarma.

Se, mikä keksinnölle on tunnusomaista, ilmenee jäljempänä olevista patenttivaatimuksista.

Seuraavassa selityksessä kuvataan keksinnön mukaista suo-ritusmuotoesimerkkiä liitteenä olevaan piirustukseen viitaten.

Kuvio 1 esittää periaatteellisesti keskinivelellä ja keksinnön mukaisella laitteella varustetun traktorin sivuprojektiota.

Kuviot 2 ja 3 esittävät kuvion 1 mukaisen traktorin vaaka-projektiota ja etusivun kuvaa.

Kuviot 4 ja 5 esittävät kuvioiden 1-3 mukaista, kahden erilaisen maastokohdan yli kulkevaa traktoria.

Kuvio 6 esittää kaaviollisesti edellä olevien kuvien mukaista traktoria sekä traktoriin järjestettyjen painesylinterin paineväliaineen jakojärjestelmää ja 76294 4 kuvio 7 esittää kaaviollisesti kuvion 6 mukaan järjestetyn jakoventtiilin ennalta määrättyä asetusasentoa.

Kuten johdannoksi mainittiin ei keksinnön mukainen laite ole sidottu johonkin erikoiseen muotoiluun. Alusta voi olla eri tavoin järjestetty ja muodostettu yhdestä tai useista alustan-osista. Jotta keksintöä voitaisiin parhaiten kuvata, on tähän valittu numerolla 1 (kuvio 1) yleisesti merkitty traktori, jossa on ohjaamo-osa 2 ja moottoriosa 3, jotka on kytketty toisiinsa keskinivelellä 4, jonka liikeakseli on pystysuora. Tästä seuraa se, että molemmat osat 2 ja 3 voidaan asettaa vaakatasossa kulmittain mutta pysyvät kuitenkin pystysuunnassa jäykästi kytkettynä. Keskinivelen 4 rakenteesta seuraa myös se, että osat 2, 3 tulevat toistensa suhteen vääntöjäykiksi siten, että toisen osan vääntö-liike tai vääntövoima siirtyy toiseen osaan.

Keskinivel 4 on myös varustettu esittämättä jätetyllä ase-tusmekanismilla, jonka avulla osia 2, 3 voidaan kääntää toistensa suhteen kaksoisnuolen P^ mukaisesti (kuvio 2) ohjaamo-osan 3 ohjauspyörää 5 käyttämällä. Lisäksi on osien 2, 3 väliin järjestetty esittämättä jätetty ohjausmekanismi sekä ajoneuvon käytön että keksinnön mukaisen laitteen tarvitsemaa, ohjaamo-osasta 2 käsin tapahtuvaa ohjausta varten. Nuoli P2 osoittaa traktorin 1 normaalia kulkusuuntaa.

Kuten kuviosta 2 selvimmin ilmenee, kannattaa kumpaakin osaa 2, 3 kaksi pyörää 6, 7 tai 8, 9, jotka on sijoitettu pyörän-akseleihin 10, 11, joita nimitetään vastedes ja traktorin 1 normaaliin nuolen P2 osoittamaan ajosuuntaan viitaten, akselia 10 etuakseliksi ja akselia 11 taka-akseliksi. Molemmat akselit ovat jäykkiä ja ne on yhdistetty osiin 2, 3 kuvatussa esimerkissä akselin keskelläolevista nivelöidyistä tukipisteistä 12, 13 (kuvio 4). Etuakseliin 10 on järjestetty tunnetulla tavalla tasauspyö-rästö 14, joka siirtää moottoriosasta 3 tulevan käyttövoiman sen pyöriin 6,7. Nivelletyt tukipisteet 12, 13 on selvyyden vuoksi esitetty jousittamattomina, mutta on selvää, että myös jousitetut tukipisteet kuuluvat keksinnön piiriin.

Akselit 10, 11 on yhdistetty tukipisteiden 12, 13 molemmilla 76294 5 sivuilla vastaaviin osiin 3, 2 painesylintereillä 15-18. Jokainen painesylinteri voi heilua ylänivelessä 19 (kuvio 3) pystytasossa, pääasiallisesti kohtisuoraan ajoneuvon pituussuuntaa vastaan, kaksoisnuolen (kuvio 3) mukaan ja jokaisen painesylinterin 15-18 männänvarsi 20 on yhdistetty etuakselilla 10 tai taka-akse-lillä 11 olevaan nivelpisteeseen 21-24 (kuvio 5) . Kun akselit heiluvat kaksoisnuolen (kuvio 3) mukaan, joutuvat painesylinterit 15-18 ilmeisesti heilumaan ylänivelpisteiden 19 ympäri kaksoisnuolen P^ mukaan samanaikaisesti, kun männänvarret 20 liikkuvat edestakaisin painesylintereissä. Kuvioissa 4, 5 esitetään näiden liikkeiden kaksi luonteenomaista tilannetta ja niiden erikoinen vastavaikutus ohjaamo-osaan 2 tai moottoriosaan 3, mitä seikkaa kuvataan lähemmin jäljempänä.

Painesylinterit 15-18 esitetään kuvioissa 1-5 hieman sisäänpäin, osia 2, 3 kohden kallistuneena. Tähdennetään kuitenkin sitä, että tämä asento ei ole keksintöä sitova vaan että painesylinterit voidaan järjestää kaikilla mahdollisilla tavoilla kytkettäväksi olemassa oleviin ajoneuvorakenteisiin. Esimerkiksi painesylinterit voidaan asettaa vaakasuoraan, jolloin akselien 10, 11 liike voidaan siirtää männänvarsiin 20 nivellettyjen kulmakappaleiden tai vastaavien avulla.

Kuviossa 6 esitetään kaavan muodossa ja yhdessä perspektiivissä kuvatun traktorin 1 kanssa painesylintereihin 15-18 liitetty, numerolla 25 yleisesti merkitty paineväliainejärjestelmä, jossa yleensä käytetään samoja viitemerkkejä kuin aikaisemminkin. Painesylinterit 15-18, joissa on männät 15'-18' ja painetilat 15"-18", esitetään yksitoimisina. Kaikki painetiloista 15"-18" lähtevät paineputkijohdot 26-29 on yhdistetty jakoventtiiliin 30, jossa on kääntökahva 31. Jakoventtiili 30 on rakennettu hermeettisesti suljetuksi venttiilimekanismiksi, jossa on tässä esittämättä jätetty venttiilin runko, joka voidaan kääntökahvan 31 avulla asettaa ennalta määrättyihin eri asentoihin erilaisten kytkentä-yhdistelmien saamiseksi paineputkijohtojen 26-29 välille, joita yhdistelmiä käsitellään jäljempänä lähemmin.

Paineputkijohtojen 26, 27 kytkemiseksi rinnakkain on haara-putkijohdot 32, 33 kytketty nelitietyyppiseen ohjausventtiiliin 6 76294 34, jolla on tuloputkijohto 35 ja poistoputkijohto 36. Tuloputki-johto 35 on kytketty paineväliainepumppuun 37, josta lähtee pai-neväliainesäiliöön 39 päättyvä imuputki 38.

Jokaiseen paineputkijohtoon 26-29 on lisäksi liitetty haa-raputkijohdot 40-43, jotka päättyvät paineväliainesäiliöön 39 ja joissa on sarjaan kytketyt palautusventtiilit 44, jotka toimivat mahdollisen vuodon aiheuttamien onttoutumien syntyessä paineväli-ainejärjestelmän uustäyttöeliminä. Painesylintereihin 15-18 tai paineväliainejärjestelmän 25 yhteyteen voi lisäksi olla järjestettynä tarkistusta ja huoltoa varten tunnettuja laitteita, esimerkiksi öljynlisäys- tai ilmanippoja vastaavia. Selitystä jatkettaessa edellytetään, että painesylinterien 15-18 kaikki painetilat 15"-18" samoin paineväliainejärjestelmän 25 kaikki putkijohdot ja mekanismit on kokonaan täytetty sopivalla paineväliaineella, esimerkiksi hydrauliikkaöljyllä 45, mikä myös saavuttaa sovitetun tason paineväliainesäiliössä 39.

Jakoventtiili 30 on, kuten aikaisemmin mainittiin, järjestetty asetettavaksi käsin eri asentoihin, jotka vastaavat paine-putkijohtojen 26-29 välisiä, ennalta määrättyjä kytkentäyhdistel-miä, jotka puolestaan antavat painesylinterien 15-18 väliselle yhteistoiminnalle erilaisia keinoja. Kuviossa 6 on jakoventtii-lissä 30 olevilla kirjainmerkeillä A,B,C,D,E osoitettu viisi tällaista asentoa. Kuvio 7 esittää niinmuodoin kytkentäyhdistelmää A, jossa etuakselin 10 painesylinteri 15 on yhdistetty samalla ajoneuvon sivulla olevaan taka-akselin 11 painesylinteriin 17. Samanlainen suhde vallitsee ajoneuvon vastakkaisella sivulla olevien painesylinterien 16, 18 välillä.

Kuviosta 6 nähdään silloin, että esimerkiksi takapyörän 6 nostosta, kuten kuviossa 4 on esitetty, on seurauksena öljyn virtaus painesylinteristä 15 painesylinteriin 17 paineputkijohdon 26, jakoventtiilin 30 ja paineputkijohdon 28 kautta. Jos oletetaan kaikkien painesylinterien 15-18 olevan yhtäpitävästi mitoitettuja, puristuu sylinterin 17 männänvarsi 20 yhtä paljon alaspäin kuin sylinterien 15 männänvarsi 20 puristuu ylöspäin kuviossa 4 esitetyn esteen 46 yli kuljettaessa. Jos etuakselin 10 kallistukulman oletetaan esteen 46 yli kuljettaessa olevan ^, asettuu ohjaamo-osa 2 tai moottoriosa 3 edellyttäen, että ne ovat keskenään suun- il 76294 7 nilleen suorassa linjassa, luotiviivan 47 suhteen kallistuskulmaan ^2’ joka on suuruudeltaan vain puolet kulmasta . Tilanne muodostuu vastaavaksi, kun traktorin jatkaessa kulkuaan eteenpäin takapyörä 8 menee kuviossa 4 olevan esteeen 46 yli. Traktorin alusta joutuu toisin sanoen kallistumaan, joka on vain puolet siitä kallistumasta, johon alusta olisi joutunut jos akselien 10, 11 ja alustan välillä olisi ollut jäykkä liitos.

Kuvio 5 esittää asentoa, jossa traktori kulkee sellaisen maastokohdan yli, joka antaa akseleille 10, 11 alustan suhteen vastakkaiset kallistumat, jolloin kallistuskulma on Alusta asettuu tässä tilanteessa pystysuoraan asentoon, jossa se on normaalissa kulussa tasaisella maalla (kuvio 3).

Kun jakoventtiili 30 on asennossa A, reagoi järjestelmä tietyssä suhteessa aivan kuin traktori olisi varustettu kääntökes-kiöllä, sillä on kuitenkin se merkittävä etu, että osien 2, 3 keinumisliike sivusuunnassa vähenee epätasaisessa maastossa kuljettaessa puoleen kääntökeskiötraktoriin verrattuna. Toisin sanoen kuljettaja säästyy liian suurilta painopisteen siirtymiltä ja työ-vammojen vaara pienenee merkittävästi.

Toiminnan kuvauksesta ilmenee myös se, että asennossa A (kuvio 7) voidaan vaikuttaa osien 2, 3 kallistumaan maastoa vastaan käyttämällä ohjausventtiiliä 34. Paineväliainetta 45 voidaan nimittäin silloin johtaa järjestelmään 25 joko putkijohdon 32 tai putkijohdon 33 kautta (kuvio 6). Ensiksi mainitussa tapauksessa kallistuvat osat 2, 3 kuvissa esitetylle, ajosuuntaan P2 katsottaessa vasemmalle sivulle. Toisessa tapauksessa aikaansaadaan kallistuma oikealle. Tämä alustan asetusmahdollisuus on hyvin suuri etu, kun ajoneuvoa kuljetetaan kaltevassa maastokohdassa, koska sekä moottoriosalle 2 että ohjaamo-osalle 3 voidaan antaa vaakatason suhteen kallistuma, joka on kuljettajan kannalta paras mahdollinen. Ajoneuvo pystyy "kiipeämään" maastossa niin, että kuljettajan rasitus on minimaalinen.

Kuvatun järjestelmän rakenne ja toiminta eri asetusasennois-sa antaa ylipäänsä rajoittamattomat mahdollisuudet erilaisiin maasto-olosuhteisiin ja työvaiheisiin sovittamiselle. Käyttämällä vaihdellen hyväksi eri asetusasentoja voidaan traktori 1 saada 3 76294 kiipeämään vaikeakulkuisessa maastossa, johon ei tavanomaisella, maastossa kulkevalla ajoneuvolla päästä. Lisäksi tulee se etu, että sen tyyppiset työvälineet, joita normaalisti käytetään maanviljelyksessä ja metsätöissä, on helppo asentaa joko moottoriosaan 3 tai ohjaamo-osaan 2 ja työvälineitä voidaan käyttää rationaalisella tavalla niiden käyttöominaisuuksien ansiosta, jotka traktori keksinnön mukaisen järjestelmän yhteydessä saa.

Tärkeä tekijä on myös se, että aikaisemmin mainittiin, että osien 2, 3 heilumisliikkeet sivusuunnassa rajoittuvat jakoventtii-lin 30 käytöllä minimiin, mikä seikka puolestaan vähentää kuljettajan rasituksia ja pienentää ammattivammojen riskiä.

Järjestelmää on kuvattu yksitoimisiin painesylintereihin 15-18 viittaamalla. On kuitenkin selvää, että myös kaksitoimisia painesylintereitä voidaan käyttää, jolloin tämän tyyppisten sylinterien alatila on liitetty ohjausventtiiliin, jossa on siten järjestetyt, kahdentavat toiminnat, että putkijohdot yhdistyvät toisiinsa tavalla, joka tarvitaan kuvattujen vaikutustapojen aikaansaantiin eri asetusasennoissa.

Aikaisemmin on mainittu, että painesylinterit voidaan järjestää monin eri tavoin. Lisäksi on mahdollista toteuttaa akselien asennon asetus, etenkin keskinivelettömissä ajoneuvoissa, pelkästään mekaanisin keinoin, esimerkiksi köysien tai köysien ja veto-tankojen yhdistelmän avulla. On myös mahdollista se, että köydet yhdistetään painesylintereihin tarvittavan akselien asennon säädön aikaansaamiseksi.

Keksinnön piiriin kuuluu se, että taka-akseliin 11 järjestettyihin painesylintereihin 17, 18 meneviin paineputkijohtoihin 28, 29 järjestetään niihin liitetty ohjausventtiili 34. On myös mahdollista, että kuviossa 6 esitettyä järjestelmää täydennetään pumpulla 37, joka syöttää paineputkijohtoihin 28, 29 liitettyä lisäohjausventtiiliä.

Claims (2)

9 76294

1. Laitteisto maastossa kulkevissa ajoneuvoissa, joka käsittää ensimmäisen (2) ja toisen (3) alustaosan, jotka on liitetty toisiinsa keskinivelohjaimella, joka käsittää pystysuoran akselin (4), jonka ympäri alustaosat (2, 3) ovat käännettävissä toistensa suhteen, jolloin kumpikin alustaosa (2, 3) käsittää jäykän pyöräakse-lin (10, 11), joka on keskiripustettu (12, 13) voidakseen heilahdella vastaavan alustaosan pituusakselia kohtisuorassa olevassa tasossa, tunnettu siitä, että akselit ovat keskenään vaikutuksel-lisesti liitetyt akseliasennonasetusjärjestelmän kautta, joka käsittää kummankin akselin (10, 11) ja niihin liittyvän alustaosan (2, 3) välille sovitetut hydraulivälineet (15 -18), jotka on liitetty toisiinsa painejohtojen avulla heilahdusliikkeen siirtämiseksi siten, että toisen alustaosan (2) akselin (10) heilahtaessa tasossa yhteen suuntaan suorittaa toisen alustaosan (3) asianomainen akseli (11) vastaavan heilahduksen tasossa vastakkaiseen suuntaan ja että painejoh-toihin on liitetty hydraulipainelähde (37) ohjattavan venttiilin kautta toivottua alustaosien sivukallistuksen muutosta varten suhteessa alustaosien pituusakselin kautta kulkevaan pystytasoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että hydraulivälineet muodostuvat hydraulisylintereistä (15-18), jotka hydraulisylinterit ovat yksitoimisia ja kukin liitetyt kyseisen akselin (10, 11) ulko-asun ja asianomaisen alustaosan (2, 3) väliin, jolloin hydraulisylinterit (15, 17 vastaavasti 16, 18) ajoneuvon samalla puolella on sovitettu yhteyteen toistensa kanssa.