NO153209B

NO153209B - AID CONTROL DEVICE FOR A VEHICLE COMBINATION

Info

Publication number: NO153209B
Application number: NO782076A
Authority: NO
Inventors: Hans Aake Forslin
Original assignee: Akmed Ab
Priority date: 1977-06-14
Filing date: 1978-06-14
Publication date: 1985-10-28
Also published as: NO153209C; SE405094B; FI781899A; NO782076L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en hjelpestyreanordning for en kjøretøykombinasjon bestående av et trekkjøretøy, i form av f.eks. en snescooter, og en fortrinnsvis med meier utstyrt slepeanordning, som er koblet til trekkjøretøyet ved hjelp av en trekkstang, omfattende en som en momentarm virkende styrearm som rager sideveis ut fra forbindelsen mellom trekkjøre-tøyet og slepeanordningen, samt en for manøvrering av styreanordningen anordnet, lineærmotor, f.eks. en sylinder-stempelanordning. The present invention relates to an auxiliary steering device for a vehicle combination consisting of a towing vehicle, in the form of e.g. a snowmobile, and a towing device, preferably equipped with a screed, which is connected to the towing vehicle by means of a tow bar, comprising a steering arm acting as a torque arm which projects laterally from the connection between the towing vehicle and the towing device, as well as one arranged for maneuvering the steering device, linear motor, e.g. a cylinder-piston device.

Det er kjent flere typer kjøretøykombinasjoner basert på dette prinsipp. Som et eksempel skal nevnes US-PS 3437163, som be-skriver et todelt, rammestyrt kjøretøy med hjul. Styring av kjøretøyet skjer ved bruk av en trekkstang som sammenkobler kjøretøyets to halvdeler samt en styrearm som rager sideveis ut fra trekkstangen og virker som momentarm, idet styrearmen påvirkes av en lineærmotor i form av en sylinder-stempelanordning. Hjulene er montert med fast rulleretning på hver halv-del av kjøretøyet, og styring skjer utelukkende ved at styrearmen tvinger halvdelene til å innta en vinkel med hverandre. Several types of vehicle combinations based on this principle are known. As an example, US-PS 3437163 should be mentioned, which describes a two-part, frame-controlled vehicle with wheels. The vehicle is steered using a tie rod that connects the two halves of the vehicle together with a steering arm that protrudes laterally from the tie rod and acts as a torque arm, as the steering arm is affected by a linear motor in the form of a cylinder-piston device. The wheels are mounted with a fixed rolling direction on each half of the vehicle, and steering takes place exclusively by the steering arm forcing the halves to assume an angle with each other.

Det samme prinsipp benyttes også for beltekjøretøyer. The same principle is also used for tracked vehicles.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en hjelpestyreanordning for en slik kjøretøykombinasjon, sær-lig en kombinasjon der trekkjøretøyet er en snescooter og det annet kjøretøy er en slepeanordning som fortrinnsvis er utstyrt med meier, for å oppnå bedre styring. Det er velkjent at en scooter som trekker f.eks. en slede eller kjelke under visse forhold har utilstrekkelig styreevne. The purpose of the present invention is to arrive at an auxiliary steering device for such a vehicle combination, in particular a combination where the towing vehicle is a snowmobile and the other vehicle is a towing device which is preferably equipped with a skimmer, in order to achieve better steering. It is well known that a scooter that pulls e.g. a sled or toboggan under certain conditions has insufficient steering ability.

Scootere er som kjent for styring utstyrt med en eller to ski anordnet foran på scooteren, hvilke manøvreres ved hjelp av en styrestang utstyrt med et styre eller et ratt. Denne type styreanordning fungerer tilfredsstillende ved mindre scootere, men derimot ikke ved scootere som har et bredt drivbelte eller to drivbelter, der skien eller skiene ikke er i stand til å gi det grep mot snøen som kreves for å overvinne de store krefter som nødvendigvis trengs for å oppnå en endring av kjøreretningen som tilsvarer styreutslaget, idet skien eller skiene som regel glir, selv om de er helt tverrstilt eller utstyrt med særskilte styreskinner på sin underside, en lang strekning innen de i det hele tatt klarer å gi styrebevegelse til scooteren. Dersom denne type scooter også har en tungt lastet kjelke etter seg, nedsettes styreevnen ytterligere, og dette har medført at scootere ikke har fått den forventede anvendelse som trekkjøretøyer for f.eks. lunning og fremtrek-king av trevirke fortrinnsvis i skog som skal tynnes, der det ofte er ønskelig med små, smidige maskiner for å kunne ta seg frem mellom trærne uten å skade disse. As is known, scooters are equipped for steering with one or two skis arranged at the front of the scooter, which are maneuvered using a steering rod equipped with a handlebar or a steering wheel. This type of steering device works satisfactorily with smaller scooters, but not with scooters that have a wide drive belt or two drive belts, where the ski or skis are not able to provide the grip on the snow required to overcome the large forces necessarily needed for to achieve a change of direction of travel that corresponds to the steering movement, as the ski or skis usually slide, even if they are completely transverse or equipped with special guide rails on their underside, for a long distance before they manage to provide steering movement to the scooter at all. If this type of scooter also has a heavily loaded sled behind it, steering ability is further reduced, and this has meant that scooters have not been used as towing vehicles for e.g. felling and extraction of wood, preferably in forests that are to be thinned, where it is often desirable to use small, flexible machines to be able to get between the trees without damaging them.

Det ovenfor angitte formål oppnås i henhold til oppfinnelsen med en hjelpestyreanordning som angitt i det etterfølgende patentkrav 1. The above-mentioned purpose is achieved according to the invention with an auxiliary steering device as stated in the subsequent patent claim 1.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere under hen-visning til den vedføyde tegning, der fig. 1 viser skjematisk og sett ovenfra en kjøretøykombinasjon utstyrt med hjelpestyreanordningen i henhold til oppfinnelsen, og fig. 2 viser et elektrisk koblingsskjerna . In what follows, the invention will be described in more detail with reference to the attached drawing, where fig. 1 shows a schematic view from above of a vehicle combination equipped with the auxiliary steering device according to the invention, and fig. 2 shows an electrical connection core.

Den viste kjøretøykombinasjon består av en scooter 1 og en kjelke 2, som med sin trekkstang 3 er koblet til scooteren via en trekkarm 4 som inngår i hjelpestyreanordningen i henhold til oppfinnelsen. Denne trekkarm er ved hjelp av en vertikalt anordnet tapp 5, bolt e.l. svingbart forbundet med scooteren, og er med sin annen ende svingbart forbundet med kjelkens trekkstang 3 ved hjelp av en i og for seg kjent koblingsanord-ning 6, som tillater bevegelse tildels rundt en aksel 7 som er anordnet horisontalt, dvs. ligger i tegningens plan, og dels om en aksel som rager vinkelrett på den første aksel og i trekkstangens lengderetning, vist skjematisk med en strek-punktlinje. Sett i tegningens plan utgjør således trekkarmen 4 en forlengelse av trekkstangen 3. The vehicle combination shown consists of a scooter 1 and a sled 2, which with its drawbar 3 is connected to the scooter via a drawbar 4 which forms part of the auxiliary steering device according to the invention. This drawbar is by means of a vertically arranged pin 5, bolt or the like. pivotably connected to the scooter, and is pivotably connected with its other end to the sled's drawbar 3 by means of a coupling device 6 known per se, which allows movement partly around an axle 7 which is arranged horizontally, i.e. lies in the plane of the drawing , and partly about an axle that projects perpendicularly to the first axle and in the longitudinal direction of the tie rod, shown schematically with a dash-dotted line. Seen in the plan of the drawing, the pull arm 4 thus forms an extension of the pull rod 3.

Til trekkarmen 4 er fast forbundet en styrearm 8 som virker som momentarm, og ved den viste utførelsesform er styrearmen svingbart koblet til en stempelstang 9 i en dobbeltvirkende A control arm 8 which acts as a torque arm is fixedly connected to the pull arm 4, and in the embodiment shown, the control arm is pivotally connected to a piston rod 9 in a double-acting

•stempel-sylinderanordning 10. Denne anordning er via led-ninger lia og 11b forbundet med en pumpe 12, som drives av en elektrisk motor 13 som på passende måte er sammenbygget med pumpen, hvilken motor kan være, men ikke nødvendigvis må være, reverserbar, slik det er vist i fig. 2. Motoren 13 tilføres strøm fra et batteri 14 og styres med hensyn til start og stopp av to grensebrytere 15 og 16, anordnet i tilslutning til hver sin styreknast 17a, henholdsvis 17b på en kamskive 17, som sitter festet på scooterens styrestang 18 som er forbundet med skien 20. Mellom grensebryterne 15 og 16 og batteriet 14 finnes, slik er vist i fig. 2, releer 19 anordnet som vern for grensebryterne 15, 16, hvilke releer arbeider med lavere • piston-cylinder device 10. This device is connected via lines 11a and 11b to a pump 12, which is driven by an electric motor 13 which is suitably integrated with the pump, which motor can be, but does not necessarily have to be, reversible , as shown in fig. 2. The motor 13 is supplied with power from a battery 14 and is controlled with respect to start and stop by two limit switches 15 and 16, arranged in connection with each control cam 17a, respectively 17b on a cam disc 17, which is attached to the scooter's steering rod 18 which is connected to the ski 20. Between the limit switches 15 and 16 and the battery 14 there is, as shown in fig. 2, relays 19 arranged as protection for the limit switches 15, 16, which relays work with lower

spenning enn motoren 13 og det batteriet normalt gir. voltage than the motor 13 and what the battery normally provides.

Når f.eks. styrestangen 18 som er forbundet med skien 20 svinges mot venstre i fig. 1, påvirkes grensebryteren 16 av styreknasten 17b, og bringes dermed til å slutte strømkretsen til motoren 13, som starter pumpen 12 for å føre hydraulisk væske under trykk via ledningen 11b til den høyre siden av stempel-sylinderanordningens stempel, hvorved stempelstangen 9 beveger seg inn i sylinderen. Dette bevirker at styrearmen 8 svinges i retning med urviserne i fig. 1, og dermed bringer den trekkarmen 4 til å påvirke den bakre del av scooteren i den retning som er vist med pilen 21, dvs. i motsatt retning av ønsket styreretning, og på denne måte medvirker således hjelpestyreanordningen på en effektiv måte til å gi scooteren en retningsforandring, og øker derved styrbarheten vesentlig. På samme måte påvirkes grensebryteren 15 av styreknasten 17a ved dreining av styrestangen 18 mot høyre i fig. 1, og bringes dermed til å slutte strømkretsen til den elektriske motoren 13, som nå bringer pumpen 12, via ledningen lia, til å pumpe hydraulisk væske til den annen side av stempel-sylinderanordningens stempel for å skyve stempelstangen 9 ut av sylinderen, hvorved således styrearmen 8 og trekkarmen 4 bringes til å trykke den bakre del av scooteren i den retning soim er vist ved hjelp av pilen 22, for å styre scooteren motsatt av ret-ningen av pilen 22. When e.g. the steering rod 18 which is connected to the ski 20 is swung to the left in fig. 1, the limit switch 16 is actuated by the control cam 17b, and is thus caused to close the circuit to the motor 13, which starts the pump 12 to supply hydraulic fluid under pressure via the line 11b to the right side of the piston of the piston-cylinder assembly, whereby the piston rod 9 moves in in the cylinder. This causes the control arm 8 to be swung in a clockwise direction in fig. 1, and thus brings the traction arm 4 to influence the rear part of the scooter in the direction shown by arrow 21, i.e. in the opposite direction to the desired steering direction, and in this way the auxiliary steering device contributes in an effective way to give the scooter a change of direction, and thereby significantly increases controllability. In the same way, the limit switch 15 is affected by the control cam 17a when the control rod 18 is turned to the right in fig. 1, and is thus caused to close the circuit to the electric motor 13, which now causes the pump 12, via line 1a, to pump hydraulic fluid to the other side of the piston of the piston-cylinder assembly to push the piston rod 9 out of the cylinder, thus the steering arm 8 and the pulling arm 4 are brought to press the rear part of the scooter in the direction shown by the arrow 22, in order to steer the scooter opposite to the direction of the arrow 22.

Det vil herved innses at jo stabilere kjelken er dessto bedre fungerer hjelpestyreanordningen i henhold til oppfinnelsen, og det er derfor fordelaktig å f.eks. utstyre kjelkens meier med spesielle styreskinner som søker å hindre sideveis forskyvning av kjelken, som på den måte medvirker til å oppnå en rask, effektiv og følsom styring av kjøretøykombinasjonen. Ved hjelp av hjelpestyreanordningen i henhold til oppfinnelsen oppnås minst en halvering av snuradien samtidig med at scooteren tar styring vesentlig raskere enn tidligere. It will thereby be realized that the more stable the sledge is, the better the auxiliary steering device according to the invention works, and it is therefore advantageous to e.g. equip the sled's milker with special guide rails that seek to prevent lateral displacement of the sled, which in that way contributes to achieving fast, efficient and sensitive control of the vehicle combination. With the help of the auxiliary steering device according to the invention, at least a halving of the turning radius is achieved at the same time that the scooter takes control significantly faster than before.

Hver gang styrestangen føres tilbake til nøytralstilling eller stilling for kjøring rett frem, dvs. den stilling som er vist i fig. 1, påvirkes en trykkavlastningsventil 23 av en ytterligere styreknast 17c på kamskiven 17, og avlaster dermed trykket i stempel-sylinderanordningen, slik at stempelstangen 9 kan gå tilbake til sin nøytralstilling når kjøretøykombina-sjonen retter seg ut etter en sving, slik at stempelstangen befinner seg klar for neste sving. I den stilling som er vist i fig. 1 foreligger således ikke noe trykk i stempel-sylinderanordningen 10, og scooteren oppfører seg som vanlig. Every time the steering rod is moved back to the neutral position or the position for driving straight ahead, i.e. the position shown in fig. 1, a pressure relief valve 23 is acted upon by a further control cam 17c on the cam disc 17, and thus relieves the pressure in the piston-cylinder arrangement, so that the piston rod 9 can return to its neutral position when the vehicle combination straightens out after a turn, so that the piston rod is located ready for the next turn. In the position shown in fig. 1, there is thus no pressure in the piston-cylinder device 10, and the scooter behaves as usual.

Det er ikke nødvendig å benytte en hydraulisk stempel-sylinderanordning for oppnåelse av den nødvendige bevegelsen, men denne anordning kan erstattes av en skrue som drives av en motor og er anordnet i en mutter som er fast forbundet med scooteren, og det kan også tenkes anvendt en tannstang drevet av et tannhjul for oppnåelse av den nødvendige påvirkning av styrearmen . Videre kan det på selve styret anordnes brytere for manuell regulering av grensebryterne eller direkte av motoren eller pumpen. Det kan også anordnes en retningsventil (to- eller treveisventil) i ledningen fra pumpen, hvilken ven-til i avhengighet av grensebryterne styrer den hydrauliske væske til den ene side av sylinderens stempelstang, og i så fall trengs ikke en reverserbar elektrisk motor. It is not necessary to use a hydraulic piston-cylinder device to achieve the required movement, but this device can be replaced by a screw driven by a motor and arranged in a nut which is fixedly connected to the scooter, and it can also be considered used a rack driven by a pinion to achieve the required influence of the control arm. Furthermore, switches can be arranged on the steering wheel itself for manual regulation of the limit switches or directly by the motor or pump. A directional valve (two- or three-way valve) can also be arranged in the line from the pump, which valve, depending on the limit switches, directs the hydraulic fluid to one side of the cylinder's piston rod, in which case a reversible electric motor is not needed.

Claims

1. Auxiliary steering device for a vehicle combination consisting of a towing vehicle (1), in the form of e.g. a snowmobile, and a towing device (2) preferably equipped with a screed, which is connected to the towing vehicle by means of a towing rod (3), comprising a control arm (8) acting as a torque arm which projects laterally from the connection between the towing vehicle and the towing device , as well as a linear motor (10) arranged for maneuvering the control device, e.g. a cylinder-piston device, characterized in that the motor (10) is pivotally connected to the towing vehicle (1) and to the steering arm (8) which is connected to a towing arm (4) pivotally connected between the towing rod (3) and the towing vehicle (1), the motor (10) for influencing the steering arm (8) can be switched on and off, manually or automatically, depending on the towing vehicle's ordinary steering device, in order to influence the rear part of the towing vehicle in the opposite direction to the desired steering direction by means of the steering arm (8) , that switches (15, 16) are arranged for switching the motor (10) on and off, the said switches (15, 16) being either manually maneuverable and arranged on the ordinary control device (18) of the towing vehicle, or made up of limit switches arranged to be influenced by a cam disc (17) arranged on the towing vehicle's ordinary steering device for automatic switching on of the motor (10) by the influence of the ordinary steering device.

2. Device as set forth in claim 1, the motor (10) consisting of a piston-cylinder device driven by a pump, characterized in that a pressure relief valve (23) is arranged in the hydraulic circuit for the piston-cylinder device (10) , which relieves the pressure in the piston-cylinder device (10) when driving straight ahead.