NL2004403C2

NL2004403C2 - Voertuig met stuurbare verende starre wielas.

Info

Publication number: NL2004403C2
Application number: NL2004403A
Authority: NL
Inventors: Pieter Gerrit Veldhuizen
Original assignee: Bart Veldhuizen B V
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-20
Also published as: EP2366566A1; EP2366566B1

Description

- 1 -

VOERTUIG MET STUURBARE VERENDE STARRE WIELAS

De huidige uitvinding heeft betrekking op voertuig, omvattende een chassis met een ophanging waarmee ten minste 5 één starre wielas stuurbaar en in de hoogterichting van het voertuig verend is opgehangen aan het chassis.

Een dergelijke ophanging is algemeen bekend en wordt veelal toegepast bij vrachtauto's die geschikt zijn om grote lasten te vervoeren, meer in het bijzonder bij 10 vrachtauto's waarin de achterwielen zijn bevestigd aan zogenaamde tandemassen, dat wil zeggen twee achter elkaar gelegen wielassen. In dergelijke vrachtauto's leidt het stuurbaar uitvoeren van een van de twee tandemassen tot verbeterde wegligging en stuurbaarheid van het voertuig en 15 tot verminderde slijtage van de banden, beide in het bijzonder in ruw terrein.

Een nadeel van het hierboven beschreven voertuig is dat de bekende constructies complex en relatief slijtagegevoelig zijn. Zo hebben de constructies veel 20 verbindingspunten en draaipunten en bevatten deze bijvoorbeeld hydraulische en/of pneumatische schokdempers die naast drukkrachten ook dwarskrachten moeten opnemen en die bovendien gevoelig zijn voor vuil, zoals modder en zand, dat zich bij het rijden in ruw terrein vaak op en in de 25 constructie afzet.

Doel van de huidige uitvinding is een voertuig volgens de aanhef te verschaffen, die eenvoudiger van constructie is en/of een verminderde slijtagegevoeligheid heeft.

30 Dit doel wordt bereikt door een voertuig volgens de kenmerken van conclusie 1.

Aldus wordt de sturende beweging van de wielas mogelijk gemaakt door beweging daarvan ten opzichte van de bladveer, bijvoorbeeld door een schuivende beweging. De 35 kenmerkende voordelen van niet-sturende wielassen voorzien - 2 - van bladveren, namelijk bruikbaarheid ook bij grote tot zeer grote lasten en slechts geringe behoefte aan onderhoud, bijvoorbeeld in vergelijking met hydraulische schokdempers, worden ook hier verkregen, echter in combinatie met 5 stuurbaarheid van de wielas.

Een extra voordeel van het voertuig volgens de uitvinding is dat bladveren relatief plat zijn, in vergelijking met bijvoorbeeld rechtop staande hydraulische schokdempers, en derhalve makkelijker op een zodanig grote 10 afstand van de grond geplaatst kunnen worden dat er slechts weinig vuilafzetting van de grond, zoals modder, op plaats vindt, hetgeen de levensduur van de constructie verder ten goede komt.

Een uitvoeringsvorm van het voertuig wordt 15 gekenmerkt, doordat de bladveer aan één van zijn uiteinden vrij verend is opgesteld en aldaar wordt gedragen door de wielas. Volgens deze uitvoeringsvorm is een nog eenvoudigere constructie van het voertuig mogelijk, doordat het vaste deel van het chassis slechts aan één kant van de bladveer hoeft te 20 liggen, met andere woorden zich niet hoeft uit te strekken over beide kanten van de bladveer. Bovendien kan de constructie van het voertuig lichter in gewicht zijn, hetgeen brandstofverbruik van het voertuig vermindert en de rij eigenschappen gunstig beïnvloedt.

25 In een andere uitvoeringsvorm heeft de bladveer een gedeelte in de vorm van een gebogen cirkelsegment met een op of nabij het midden van de wielas gelegen middelpunt. Aldus kunnen de bladveren compacter worden vormgegeven. Tevens kunnen de wielen dichter bij de bladveren worden geplaatst, 30 hetgeen de dwarsstabiliteit van het voertuig ter hoogte van de betreffende sturende wielas ten goede komt.

In een andere uitvoeringsvorm is het op of nabij het midden van de wielas gelegen middelpunt, gezien in de gebruikelijke rijrichting van het voertuig, vóór de wielas 35 gelegen. Een dergelijke verspringing is een op zichzelf in - 3 - het vakgebied bekende wijze om een beter, want rustiger en/of stabieler, stuurgedrag van de wielas te verkrijgen.

Een nog andere uitvoeringsvorm ontstaat wanneer de wielophanging geleidemiddelen omvat die voorkomen dat de 5 wielas in zijn lengterichting beweegt ten opzichte van de cirkelsegmenten. Aldus worden, in alle stuurposities, tevens dwarskrachten opgenomen door de bladveren, als gevolg van welke combinatie van veerfunctie en geleidingsfunctie een dergelijke dwarsgeleiding elders, zoals op een gangbare 10 positie nabij het midden van de wielas, niet nodig is.

Hierdoor wordt een verder vereenvoudigde constructie mogelijk en/of wordt er minder ruimte in beslag genomen.

In een andere uitvoeringsvorm wordt de beweging van de wielas ten opzichte van tenminste één bladveer gedragen 15 door tenminste één draaibaar opgestelde rol die deelt uitmaakt van de ophanging. Een rol is met name bij zwaarbelaste bladveren, zoals in vrachtauto's voor grote lasten, een geleidemiddel voor onderlinge beweging tussen bladveer en wielas dat minder wrijving heeft en daardoor in 20 mindere mate onderhevig is aan slijtage en bovendien betere stuurwerking verschaft.

Bij voorkeur is de ophanging zodanig geconstrueerd dat deze het middelpunt van de sturende beweging van de wielas in de lengterichting van het voertuig fixeert. Dit 25 laatste heeft als voordeel dat, in combinatie met genoemde cirkelsegmenten, een relatief eenvoudige constructie met een duidelijk gedefinieerd draaipunt mogelijk is.

Daarbij kan, in een uitvoeringsvorm van de uitvinding, de ophanging een paar dubbelwerkende hydraulische 30 cilinders omvatten, die symmetrisch aan weerszijden van de lengteas van het voertuig zijn gelegen, en die elk aan een kant aan het chassis en aan de andere kant aan de wielas zijn bevestigd, waarbij de hydraulische aansluitingen van beide hydraulische cilinders onderling kruislings zijn verbonden, 35 zodanig dat de ene cilinder wordt verkort wanneer de andere - 4 - cilinder wordt verlengd. In deze uitvoeringsvorm wordt het draaipunt van de wielas verkregen onder slechts gering ruimtebeslag van de cilinders, wordt voorkomen dat de cilinders in de loop van de tijd gaan 'kruipen' met 5 wielasverplaatsing als gevolg, en kan aandrijving van de sturende beweging van de wielas vanaf een relatief vrij te kiezen plaats gebeuren. Tevens wordt, in vergelijking met een uitvoeringsvorm waarbij de hydraulische cilinders worden aangestuurd vanuit een ventielblok, een relatief verliesloze 10 sturing van de wielas mogelijk, doordat niet langer tegelijkertijd smorende werking, met bijbehorende smoorverliezen, plaats hoeft te vinden in twee kleppen tegelijk maar in ten hoogste één klep.

In een andere gunstige uitvoeringsvorm omvat tenminste 15 één van de twee hydraulische circuits tevens een aandrijfeenheid die de cilinders in beide richtingen aandrijft door de hydraulische vloeistof in het circuit te doen stromen. Daarbij kan de aandrijfeenheid een aangedreven dubbelwerkende hydraulische cilinder omvatten, die in een van 20 de twee hydraulische circuits is opgenomen. Deze cilinder kan mechanisch worden aangedreven. In deze uitvoeringsvormen wordt het hydraulische circuit tevens gebruikt om de stuurkracht te leveren, naast het verschaffen van een draaipunt. De dubbelwerkende cilinder maakt een relatief 25 energieverliesarme werking mogelijk.

Tenslotte wordt een gunstige uitvoeringsvorm verkregen doordat de ophanging een schommelelement omvat. Een dergelijke constructie is eenvoudig, en verschaft, als alternatief voor de bovengenoemde uitvoeringsvorm met twee 30 hydraulische cilinders, een betrouwbare constructie voor het opvangen van reactiekrachten in de lengterichting van het voertuig alsmede voor het overbrengen van stuurkrachten.

Een voordelige uitvoeringsvorm wordt verkregen wanneer de stuurpositie van de wielas mechanisch is gekoppeld 35 met de stuurpositie van tenminste één in het voertuig - 5 - aanwezig voorwiel. Hierbij wordt de juiste stuurpositie mechanisch doorgegeven, zonder dat een sensor of dergelijk relatief kwetsbaar onderdeel nodig is. Als gevolg hiervan is een nog eenvoudiger en robuustere constructie mogelijk.

5 Tenslotte vertoont, in een laatste uitvoeringsvorm van de uitvinding, tenminste één bladveer een in tegengestelde veerbeweegrichtingen asymmetrische veerstijfheid, in het bijzonder een grotere veerstijfheid voor beweging van de wielas omhoog dan voor beweging van de wielas omlaag ten 10 opzichte van het voertuig. Door deze keuze van de veerstijfheid vertonen de wielen aan de sturende wielas een verbeterde volgzaamheid van de weg of het terrein, in combinatie met een goede dwarsstabiliteit van het voertuig.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de 15 hand van de onderstaande figuren, waarin overeenkomstige onderdelen van dezelfde verwijzingscijfers zijn voorzien.

Daarbij tonen:

Figuren la/b een gedeelte van een chassis met een tandemas van een voertuig volgens een eerste uitvoeringsvorm 20 van de uitvinding, waarbij Figuur la een bovenaanzicht toont en Figuur lb een zijaanzicht toont; verder toont:

Figuur 2 een gedeelte van een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding in bovenaanzicht, te weten het gedeelte dat afwijkt van de in Figuur la/b getoonde eerste 25 uitvoeringsvorm, en toont:

Figuur 3 een dwarsdoorsnede van een bladveer van de in Figuur la/b getoonde uitvoeringsvorm, met enkele omliggende onderdelen.

30 In Figuur la is een gedeelte getoond van een voertuig V

volgens de uitvinding, dat een chassis 1 heeft dat slechts gedeeltelijk zichtbaar is in de Figuur la, aan welk chassis 1 twee starre wielassen 2, 3 verend zijn opgehangen door middel van twee bladveren 4, 5. Tezamen met stangen 6, 7, 8 tussen 35 chassis 1 en as 2 vormen de bladveren 4, 5 alsmede niet nader - 6 - getoonde bevestigingsmiddelen, een wielophanging voor de starre wielas 2. Tezamen met stangen 9, 10, 11 en stangen 12, 13, 14 en schommelblok 15 alsmede niet nader getoonde bevestigingsmiddelen vormen de bladveren 4, 5 een 5 wielophanging voor de starre wielas 3. De bladveren 4, 5 worden gedragen door de wielas 3 en hebben elk over een gedeelte van hun lengte de vorm van een gebogen cirkelsegment, met een gemeenschappelijk middelpunt M dat in de hier getoonde uitvoeringsvorm aan de voorzijde van de 10 wielas 3 ligt. De wielas 3 is loodrecht op zijn lengterichting beweegbaar ten opzichte van beide bladveren 4, 5, dat wil zeggen langs de kromming van de bladveren. Deze beweging is mogelijk doordat de wielas 3 om de bladveer heen grijpend is bevestigd aan de bladveren 4, 5, zoals in detail 15 wordt getoond in Figuur 3. In deze Figuur 3 wordt doorsnede A-A uit Figuur la getoond, met daarin de wielas 3, wiel 20, geleidebeugel 21 en een draaibaar in de geleidebeugel bevestigde rol 22. Figuur 3 toont ook dat de bladveer 5 hier bestaat uit twee lamellen 25 en 26; de bladveer 4 bestaat 20 hier eveneens uit twee lamellen, die echter niet afzonderlijk worden getoond.

Het schommelblok 15 omvat een eerste schommeldeel 16 en een daarmee via scharnieras 17 scharnierend verbonden tweede schommeldeel 18. Het eerste schommeldeel 16 is in verticale 25 richting, dat wil zeggen de hoogterichting van het voertuig, bevestigd aan het chassis door middel van twee stangen 9 en 10, die symmetrisch en laaggelegen zijn aangebracht ten opzichte van de lengteas van het voertuig V. Het tweede schommeldeel 18 is in verticale richting aan de wielas 3 0 bevestigd door middel van twee stangen 12 en 13, die symmetrisch zijn aangebracht ten opzichte van de lengteas van het voertuig V, op ongeveer gelijke hoogte als de stangen 9 en 10. Een stang 11 is hoger gelegen op de lengteas van het voertuig aangebracht tussen het chassis 1 enerzijds en de 35 wielas 3 anderzijds, en kan om een horizontale dwars op de - 7 - lengterichting van het voertuig V gelegen denkbeeldige as scharnieren bij zowel het chassis 1 als de wielas 3. De stang 11 dient om in de lengterichting van het voertuig V optredende reactiekrachten op te vangen, en aldus het 5 kantelen van de wielas 3 te voorkomen.

Het schommeldeel 18 wordt door middel van een schematisch weergegeven stuurmechanisme 30, dat via een niet-getoonde mechanische overbrenging is verbonden met de besturing van de voorwielen, bediend. Het schommeldeel 18 10 geeft van het stuurmechanisme 30 afkomstige sturende bewegingen door naar de wielas 3, via de in Figuur lb eveneens getoonde stangen 12 en 14.

De stangen 9 - 13 en het schommelblok 15, tezamen gedeeltelijk getekend binnen een door een streeplijn 15 weergegeven blok 35, fixeren gezamenlijk het middelpunt van de sturende beweging van de wielas in de lengterichting van het voertuig V en brengen de sturende beweging van de starre achteras 3 tot stand, in samenwerking met het reeds genoemde stuurmechanisme 30.

2 0 In Figuur 2 is een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven, die afwijkt van de in Figuren la en lb getoonde uitvoeringsvorm doordat het binnen het gestreepte blok 35 weergegeven schommelblok 15 is vervangen door twee dubbelwerkende hydraulische cilinders 40 en 41.

25 De hydraulische cilinder 40 heeft aansluitingen 44, 45 die via hydraulische leidingen 46, 47 zijn verbonden met aansluitingen 48 en 49 van de hydraulische cilinder 41, waarbij telkens de voorste aansluiting 44 resp. 49 ten opzichte van het voertuig is verbonden met de achterste 30 aansluiting 45 respectievelijk 48. Dit leidt ertoe dat wanneer de ene cilinder wordt ingedrukt, dat wil zeggen wordt verkort, de andere cilinder wordt uitgetrokken, dat wil zeggen verlengd. Aldus wordt, in samenwerking met de stang 11, het draaipunt van de wielas 3 net als bij de in Figuur 35 la/lb getoonde uitvoeringsvorm, vastgelegd op het in Figuur - 8 - la getoonde punt M, zonder dat de wielas een neiging tot kruipen heeft die in bestaande door twee hydraulische cilinders via een kleppenblok gestuurde wielassen nog wel eens wil optreden.

5 In de leiding 47 is een derde dubbelwerkende hydraulische cilinder 50 opgenomen, waarvan de beweegbare cilinder 51 wordt aangedreven. Dit laatste kan bijvoorbeeld gebeuren door middel van een mechanische koppeling met de niet-getoonde stuurinrichting van het voertuig. De toepassing 10 van de combinatie van drie hydraulische cilinders 40, 41 en 50 heeft als voordeel dat een relatief verliesarme sturing wordt verkregen, ten opzichte van het gebruik van een aansturing van de beide hydraulische cilinders 40 en 41 via een kleppenblok, waarin smoorverliezen gangbaar zijn. Een 15 andere aandrijving van de hydraulische cilinders 40 en 41 dan de getoonde derde cilinder 50 is evenwel niet uitgesloten.

Hoewel dit in de figuren niet is getoond, kan de aandrijving van de hydraulische cilinders afhankelijk worden gemaakt van de rijsnelheid van het voertuig. Zo kan 20 bijvoorbeeld vanaf een snelheid van 30 km/u de sturende werking van de gestuurde as langzaam worden gereduceerd totdat deze bij een snelheid van 40 km/u afwezig is. Dit kan bijvoorbeeld worden verwezenlijkt door een stuurhoeksensor op te nemen bij de stuurinrichting van de voorwielen, en op 25 grond van het sensorsignaal de twee hydraulische cilinders 40 en 41 te bedienen, op een op zich bekende wijze, bijvoorbeeld hydraulisch of mechanisch.

Tenslotte wordt opgemerkt dat de bladveren 4, 5 in de getoonde uitvoeringsvorm ten opzichte van het chassis 1 zijn 30 gefixeerd doordat ze zijn ingeklemd tussen de blokken 46 respectievelijk 47 enerzijds en het chassis 1 anderzijds. De blokken 46, 47 steken over enige afstand voorbij het chassis 1, als gevolg waarvan de bladveren 4 en 5 een grotere veerstijfheid vertonen voor verende beweging van de wielas 3 5 naar boven dan voor verende beweging van de wielas naar _ 9 - beneden, ten opzichte van het chassis 1 en dus ten opzichte van het voertuig V.

Andere uitvoeringen dan de getoond zijn mogelijk. Zo kunnen bijvoorbeeld de bladveren 4, 5, in plaats van daarmee 5 onbeweeglijk te zijn verbonden, enigszins scharnierend aan het chassis 1 zijn bevestigd, als gevolg waarvan enige koppeling tussen de verende beweging van de wielen 20 van de beide wielassen 2 en 3 ontstaat.

Claims

1. Voertuig, omvattende: - een chassis met een ophanging waarmee ten minste één 5 starre wielas stuurbaar en in hoogterichting van het voertuig verend is opgehangen aan het chassis, met het kenmerk, dat - de ophanging tenminste één bladveer omvat, die door de wielas wordt gedragen op een wijze waarbij de wielas ten opzichte van de bladveer beweegbaar is dwars op de 10 lengterichting van de wielas, in het horizontale vlak.

2. Voertuig volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bladveer aan één van zijn uiteinden vrij verend is opgesteld en aldaar wordt gedragen door de wielas. 15

3. Voertuig volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de bladveer een gedeelte in de vorm van een gebogen cirkelsegment heeft met een op of nabij het midden van de wielas gelegen middelpunt. 20

4. Voertuig volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat genoemd middelpunt, gezien in de gebruikelijke rijrichting van het voertuig, vóór de wielas is gelegen.

5. Voertuig volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat de wielophanging geleidemiddelen omvat die voorkomen dat de wielas in zijn lengterichting beweegt ten opzichte van de cirkelsegmenten.

6. Voertuig volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de beweging van de wielas ten opzichte van tenminste één bladveer wordt gedragen door tenminste één draaibaar opgestelde rol die deelt uitmaakt van de ophanging. - 11 -

7. Voertuig volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ophanging is voorzien van middelen die de sturende beweging van de starre achteras tot stand brengen. 5

8. Voertuig volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ophanging zodanig is geconstrueerd dat deze het middelpunt van de sturende beweging van de wielas in de lengterichting van het voertuig fixeert. 10

9. Voertuig volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat: - de ophanging een paar dubbelwerkende hydraulische cilinders omvat, - die symmetrisch aan weerszijden van de lengteas van het 15 voertuig zijn gelegen, en - die elk aan een kant aan het chassis en aan de andere kant aan de wielas zijn bevestigd, waarbij de hydraulische aansluitingen van beide hydraulische cilinders onderling kruislings zijn verbonden, 20 zodanig dat de ene cilinder wordt verkort wanneer de andere cilinder wordt verlengd.

10. Voertuig volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat tenminste één van de twee hydraulische circuits tevens een 25 aandrijfeenheid omvat die de cilinders in beide richtingen aandrijft door de hydraulische vloeistof in het circuit te doen stromen.

11. Voertuig volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat 30 de aandrijfeenheid een aangedreven dubbelwerkende hydraulische cilinder omvat, die in een van de twee hydraulische circuits is opgenomen.

12. Voertuig volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat 35 de ophanging een schommelelement omvat. - 12 -

13. Voertuig volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de stuurpositie van de wielas mechanisch is gekoppeld met de stuurpositie van tenminste één in het 5 voertuig aanwezig voorwiel.

14. Voertuig volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tenminste één bladveer een in tegengestelde veerbeweegrichtingen asymmetrische 10 veerstijfheid vertoont, en eventueel een grotere veerstijfheid heeft voor beweging van de wielas omhoog dan voor beweging van de wielas omlaag ten opzichte van het voertuig.

15. Voertuig volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het voertuig een oplegger of aanhanger is, die in het bijzonder van het gelede type is.