NL1026905C2 - Additionele aanstuurinrichting voor een aanhangend voertuig. - Google Patents

Description

Titel:_Additionele aanstuurinrichting voor een aanhanaend voertuig

De uitvinding heeft betrekking op een aanstuurinrichting voor een aanhangend voertuig - voorzien van een primaire stuurinrichting - waarmee gedefinieerd volgen van 5 het aangehangen voertuig wordt verkregen. De additionele aanstuurinrichting, bestaande uit een sleepstang en een additionele stuurinrichting, maakt gebruikt van de primaire stuurinrichting. In feite stuurt de additionele aanstuurinrichting de primaire stuurinrichting aan.

Een dergelijke inrichting is in principe bekend, bijvoorbeeld uit NL1021871, en is 10 bij uitstek geschikt om te worden toegepast als additionele aanstuurinrichting voor motorvoertuigen die (onbemand) gesleept worden en waarvoor de sturing van de voorwielen zodanig moet worden geregeld dat deze het slepende voertuig volgen. In het hiernavolgende zal de uitvinding derhalve worden besproken in het kader van toepassing voor motorvoertuigen die gesleept worden door middel van een sleepstang, 15 maar nadrukkelijk wordt opgemerkt dat de uitvinding niet tot een dergelijke toepassing beperkt is.

Bij de uit genoemde publicatie bekende stuurinrichting wordt niet nader ingegaan op hoe de sturende overbrenging moet worden afgesteld om in overeenstemming met de primaire stuurinrichting te opereren.

20 Hoewel dergelijke stuurinrichtingen tot een vorm van meesturen zullen leiden, hebben zij toch niet het gewenste resultaat vanwege het asymmetrische gedrag tussen de beide sturende voorwielen bij motorvoertuigen - binnenbochtwiel loopt niet parallel met buitenbochtwiel. .

Een andere beperking voor de uit genoemde publicatie bekende stuurinrichting 25 betreft het feit, dat voor de totale aanstuurinrichting niet een relatie is vastgesteld tussen de lengte van de sleepstang - afstand tussen slepende en aangehangen voertuig - en het dimensioneren van de additionele stuurinrichting.

Het doel van de onderhavige uitvinding is derhalve een algemeen en verbeterd zelfregulerend aanstuurmechanisme te verschaffen, zijnde sleepstang met de 30 additionele stuurinrichting, dat in overeenstemming functioneert met de primaire stuurinrichting van het aangehangen voertuig.

In het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding een additionele aanstuürinrichting te verschaffen die geheel met behulp van mechanische overbrengingen werkt.

J 0.2 6 9 0 5 _____ _ 2

Meer in het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding een additionele aanstuurinrichting te verschaffen waarbij de sturing van de aangestuurde wielen in versterkte, gelijke of verzwakte mate plaatsvindt door middel van het dimensioneren van de separate onderdelen, al naar gelang de doelstelling van de toepassing.

5 Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van en verwijzend naar de in figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden volgens de uitvinding, waarin: figuur 1 schematisch een weergave toont van de additionele aanstuurinrichting; figuur 2 schematisch een bovenaanzicht van de primaire stuurinrichting en de 10 additionele stuurinrichting volgens de onderhavige uitvinding toont in het vlak van sturing - verder te noemen ‘stuurvlak’; figuur 3 schematisch de relatie tussen gedrag additionele aanstuurinrichting en lengte sleepstang toont in het stuurvlak;

In de figuren zullen gelijke of vergelijkbare onderdelen worden aangeduid met 15 dezelfde verwijzingscijfers en -letters.

Figuur 1 illustreert schematisch een aanstuurinrichting volgens onderhavige uitvinding. De aanstuurinrichting is als sleepconstructie verbonden tussen het slepende voertuig (A) en het aangehangen voertuig (B).

De additionele aanstuurinrichting omvat in wezen vier onderdelen, namelijk een 20 sleepstang (1), de aangestuurde primaire stuurinrichting van het aangehangen voertuig (2) en (6), een extra stuurstang (3) en een extra stuurarm (4). Deze laatste - de extra stuurarm - is stijf verbonden met het voorwiel (5) van het aangehangen voertuig.

De punten SA, SB , Ss, Sf, Sp en Sw zijn allen scharnierpunten. Positie scharnierpunt Sa is gefixeerd ten opzichte van slepende voertuig A; positie scharnierpunt Sb is 25 gefixeerd ten opzichte van aangehangen voertuig B; positie Ss is gefixeerd ten opzichte van sleepstang (1); positie Sf is gefixeerd ten opzichte van voorwiel (5); Sp is gefixeerd ten opzichte van primaire stuurarm (6) en primaire stuurstang (2); Sw is het scharnierpunt van het voorwiel.

De werking van de additionele aanstuurinrichting zal in het navolgende worden 30 uitgelegd.

Bij een richtingverandering van het slepende voertuig zal ook de sleepstang (1) een hoekverdraaiing β maken ten opzichte van het aangehangen voertuig (B). Deze hoekverdraaiing wordt via de extra stuurstang (3) doorgegeven aan de extra stuurarm (4). Omdat stuurarm (4) stijf verbonden is met voorwiel (5) van het gesleepte voertuig 35 zal een hoekverdraaiing van stuurarm (4) overeenkomen met een hoekverdraaiing van 3 het voorwiel (5) en primaire stuurarm (6) in scharnierpunt Sw van het gesleepte voertuig. Voorwiel (6) wordt vervolgens aangestuurd door de primaire stuurstang (2). Hieruit blijkt dat, bij de onderhavige additionele aanstuurinrichting, een richtingverandering van het slepende voertuig een sturende werking heeft op beide 5 voorwielen van het gesleepte voertuig.

Figuur 2 illustreert schematisch de primaire stuurinrichting (2) en (6) met daar aan toegevoegd de additionele stuurinrichting (1), (3) en (4) volgens de uitvinding. De hoek γ2 tussen stuurarm (4) en rijrichting voorwiel (5) is aangebracht om te zorgen dat binnenbocht- en buitenbochtwiel een verschillend draaigedrag tonen in een bocht en 10 komt in benadering overeen met de van fabriekswege aangebrachte hoek (ook wel bekend als het “Ackermann" principe). Voor de schematische voorstelling van fig. 2 geldt dat 7=72.

Radii rw en rs zijn de lengte van extra stuurarm (4) respectievelijk de afstand tussen de scharnierpunten Sb en Ss.

15 Figuur 2B en 2C geven de standen van de stuurinrichtingen weer in een bocht naar rechts respectievelijk links. Hoeken <pi en 92 zijn de draaihoeken van linker- en rechtervoorwiel in punt Sw- Hoek <p is de hoekverdraaiing van het binnenbochtwiel en hoek α is de corresponderende hoekverdraaiing van het buitenbochtwiel. Dit betreft spiegelsymmetrisch gedrag in bochten voor motorvoertuigen, dat wil zeggen dat 20 bijvoorbeeld in een bocht naar rechts het linkervoorwiel zich gedraagt zoals het rechtervoorwiel zich in een bocht naar links gedraagt.

In het geval dat hoek 72 van de additionele stuurinrichting gelijk is aan hoek 7 van de primaire stuurinrichting, zal ook de additionele aanstuurinrichting - in eerste orde benadering - tot spiegelsymmetrisch gedrag in bochten voor het aangehangen voertuig 25 leiden. Namelijk, bij draaiing van de sleepstang over een hoek β in punt SB ontstaat er een laterale verplaatsing van punt Ss over een afstand -x (fig. 2B) respectievelijk een laterale verplaatsing over een afstand +x (fig. 2C). In eerste orde benadering leidt dit tot laterale verplaatsingen -x respectievelijk +x van het punt Sf- Dit leidt tot laterale verplaatsing -y respectievelijk +y van het punt Sp. Bij keuze van 7=72 zal de relatie y/x 30 constant blijven waardoor er ook spiegelsymmetrie in bochten ontstaat voor de draaiboek van de sleepstang in Sb.

Meer in het algemeen geldt dat voor 7=72 de aansturing door de additionele stuurinrichting, door middel van hoekverdraaiing, symmetrie in het laterale gedrag van het primaire sturingsmechanisme behouden kan blijven.

4

De relatie - eerste orde benadering - tussen φ, β en γ=γ2 luidt: sin(y+cp) = (rs/rw)*sin(p) + sin(y) I rw - rs I« lengte stuurstang (3) (1) 5 Merk bovendien op, in het onderhavige geval van fig. 2, dat er gekozen is om de additionele stuurstang (3) te plaatsen achter de voorwielen van het aangehangen voertuig in plaats van voor de voorwielen van het aangehangen voertuig (voor de voorwielen is een positie tussen beide voertuigen A en B in).

Figuur 3 illustreert schematisch de relatie tussen lengte sleepstang en gedrag 10 additionele stuurinrichting.

In figuur 3A is de door ons nagestreefde situatie geschetst. De achterwielen van slepende voertuig A en de achterwielen van het aangehangen voertuig B beschrijven beide dezelfde cirkelbaan met radius Ra=Rb (radius cirkelbaan beschreven door het middenaspunt van de achterwielen voertuig A respectievelijk voertuig B). De voor deze IS situatie gewenste draaihoek β van sleepstang (1) is mede afhankelijk van de eigen lengte. Door deze lengte zodanig te kiezen dat de sleepstang in de raaklijnrichting loopt aan cirkel met radius Ra ter plaatse van het slepende voertuig A, zal de corresponderende draaihoek β minimaal zijn. Dit kan bereikt worden door de effectieve lengte sleepstang gelijk te kiezen aan de lengte van de wielbasis van het gesleepte 20 voertuig.

De gewenste relatie tussen β en φ is te bepalen aan de hand van figuur 3A (kan ook berekend worden) en gegevens van de fabrikant voor het betreffende gesleepte voertuig. De verhouding rs/rw is dan te bepalen met behulp van vergelijking (1).

Voor het door ons gebruikte voertuig (γ = 14.8°; min draaicirkel tussen stoepranden = 25 10.50 m; wielbasis = 2,45m; spoorbreedte = 1.40m) leiden we af dat voor de minimale draaicirkel geldt: <p=37.1° en β=63.7°. Met vergelijking (1) is vervolgens te berekenen dat (rs/rw) = 0.59 hetgeen overeenkomt met de in de praktijk gebruikte waarde.

Voor de gevonden combinatie van β en maximale draaihoek φ en voor φ=0 geldt dan dat Ra =Rb (bij <p=0 rijdt de sleep rechtdoor en geldt altijd dat Ra =Rb=<»). Voor 30 tussenliggende waarden van φ wordt het rijgedrag ervaren alsof Ra =Rb voor beide voertuigen.

Merk bovendien op dat marginale variatie in lengte sleepstang in dit geval nauwelijks invloed zal hebben op de corresponderende draaihoek β (zie figuur 3A).

5

Meer algemeen kan door dimensioneren de gewenste overbrenging worden verkregen (verhouding x/y is bepalend; keuze van kleine rs en rw zorgen dat de eerste orde benadering beter wordt; zie figuur 2).

in figuur 3B is schematisch weergeven wat er gebeurt bij een keuze van een duidelijk 5 kortere lengte van de sleepstang. De corresponderende draaihoek β - voor het volgen van het spoor - zal toenemen. Dit geldt ook voor een duidelijk te lange lengte van de sleepstang.

Figuur 3C toont de situatie waarbij β te klein is gekozen. Het gesleepte voertuig B zal dan de bocht af willen snijden en in een scherpe bocht vastlopen Rb <Ra· 10 Figuur 3D toont de situatie waarbij β te groot is gekozen. Het gesleepte voertuig B zal in de bocht willen uitwaaieren (RB> Ra )· 1 0 2 6 9 (1 5________

Claims (3)

1. Inrichting voor het additioneel aansturen van een aanhangend voertuig voorzien van een primaire stuurinrichting, omvattende: 5 een sleepstang (1) waarvan de punten SA en SB scharnierend zijn verbonden met het slepende voertuig (A) respectievelijk het aangehangen voertuig (B); een additionele stuurarm (4) stijf verbonden met een stuurbaar wiel (5) van het aangehangen voertuig waarbij de oriëntatie van de additionele stuurarm (4) dezelfde is als de oriëntatie van de primaire stuurarm (6) ter plekke; 10 een stuurstang (3) waarvan de punten Ss en Sf scharnierend zijn verbonden aan de sleepstang (1) en het uiteinde van stuurarm (4); dat de sleepstang (1) een hoekverdraaiing β in scharnierpunt Sb zal doorgeven via stuurstang (3) en additionele stuurarm (4) aan de primaire stuurinrichting. Waarbij de primaire stuurinrichting omvat: 15 een primaire stuurstang (2) die aan beide uiteinden Sp een primaire stuurarm (6) beweegt; een primaire stuurarm (6) van de primaire stuurinrichting die een hoek γ - in het stuurvlak - maakt met de oriëntatie van het te sturen wiel (5); dat de sturing van de te sturen wielen (5) en (7) in ongelijke mate plaatsvindt; 20 dit geheel gekenmerkt door: dat de symmetrie van het gedrag tussen bochten linksom en rechtsom bepaald wordt door de gekozen oriëntatie - in het stuurvlak - van de additionele stuurarm (4); dat de sleepstang (1) bij scharnierpunt Sb door een extern ingrijpen wordt gedraaid over een hoek β ten opzichte van de ruststand - ruststand zijnde de oriëntatie van de 25 sleepstang (1) in het vlak loodrecht op de wielas (8); dat de hoekverdraaiing β rechtsom of linksom leidt tot een laterale verplaatsing van het punt Ss over een afstand -x of +x die in een vaste verhouding staan met laterale verplaatsingen -y of y van de primaire stuurstang indien de oriëntatie - in het stuurvlak - van de additionele stuurarm (4) dezelfde is als de oriëntatie van de primaire stuurarm -30 in het het stuurvlak (6); dat de spiegelsymmetrie in bochten van het aangehangen voertuig verdwijnt indien niet de oriëntatie - in het vlak van sturing - van de additionele stuurarm (4) dezelfde is als de oriëntatie van de primaire stuurarm - in het het vlak van sturing (6); 1 0 2 6 905__

2. Inrichting voor het additioneel aansturen van een aangehangen voertuig voorzien van een primaire stuurinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door: dat de sleepstang (1) in lengte gedimensioneerd wordt; 5 dat gestreefd wordt naar een lengte van sleepstang (1) waarbij deze in bochten een oriëntatie behoudt in het verlengde van slepend voertuig A (is oriëntatie in het vlak loodrecht op de achterwielas van het slepende voertuig); dat de hiervoor benodigde lengte van de sleepstang in benadering gelijk is aan de wielbasis van het aangehangen voertuig; 10 dat bij deze lengte van de sleepstang variaties in lengte een marginale invloed hebben op het sleepgedrag; dat bij deze lengte van de sleepstang de hoekverdraaiing β - optredend bij maximale bochten - minimaal in waarde is voor de nagestreefde situatie dat aangehangen voertuig B het spoor volgt van slepend voertuig A (RA = Rb). 15

3. Inrichting voor het additioneel aansturen van een aanhangend voertuig voorzien van een primaire stuurinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door: dat de radii rs en rw in grootte verschillen; 20 dat een gewenst rijgedrag in bochten kan worden bewerkstelligd door keuze van een juiste verhouding rs/rw; de verhouding rs/rw kan worden berekend met vergelijking (1) aan de hand van bekende maximale verdraaiing binnenbochtwiel <p, gewenste maximale hoekverdraaiing β sleepstang (1), bekende hoek γ tussen voorwiel (5) en primaire stuurarm (6); 25 dat bij keuze van een te kleine verhouding rs/rw de aangehangen auto de neiging heeft te willen uitwaaieren in bochten; dat bij keuze van een te grote verhouding rs/rw de aangehangen auto de neiging heeft de bochten te willen afsnijden; 30 _i (ΐηοηϋ_________