NO170527B

NO170527B - KJOERETOEY

Info

Publication number: NO170527B
Application number: NO904745A
Authority: NO
Inventors: David Albert Cyril Royle
Original assignee: Cardox Ltd
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1992-07-20
Also published as: NO904745L; NO904745D0; NO170527C

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et kjøretøy som har et hjul eller et hjulpar koblet til en stolpe og en mekanisme for inntrekking av hjulet eller hjulparet i et rom i kjøretøyet. The present invention relates to a vehicle which has a wheel or a pair of wheels connected to a post and a mechanism for retracting the wheel or the pair of wheels into a compartment in the vehicle.

I et slikt kjøretøy må hjulet eller hjulparet være inntrekkbart eller enkelt å regulere i høyden, mellom en senket stilling i hvilken det kan være i kontakt med underlaget til bruk på land og en inntrukket stilling. In such a vehicle, the wheel or pair of wheels must be retractable or easily adjustable in height, between a lowered position in which it can be in contact with the ground for use on land and a retracted position.

Mens amfibiekjøretøy ikke er noe nytt, er de fleste i form av amfibiebiler (eller pansrede kjøretøy). Et av hovedproblemene med en slik utforming er at volumet til bilen er lite i forhold til dens vekt, og kjøretøyet vil følgelig være dypt nedsenket når det befinner seg i vann. Med lite fribord kan kjøretøyet lett bli oversvømmet i alle typer urolig vann. Det er derfor usikkert for personer å befinne seg i kjøretøyet under slike forhold. Utformingen av en bil er ikke egnet for ferdsel i vann, og under bruk muliggjøres en hastighet på bare omtrent 8 km/time. Bilene er nesten alltid tungvinte på land og i sjøen, og meget saktegående, og de er ofte beregnet til militært bruk. While amphibious vehicles are nothing new, most are in the form of amphibious vehicles (or armored vehicles). One of the main problems with such a design is that the volume of the car is small in relation to its weight, and the vehicle will consequently be deeply submerged when in water. With little freeboard, the vehicle can easily be swamped in all types of rough water. It is therefore unsafe for people to be in the vehicle in such conditions. The design of a car is not suitable for traveling in water, and during use a speed of only about 8 km/h is enabled. The cars are almost always cumbersome on land and in the sea, and very slow moving, and they are often intended for military use.

Dersom et amfibiekjøretøy skal ha god oppførsel i vann og i høyere hastigheter må det ha et skrog som er profilert for å muliggjøre dette. Dette vil nødvendiggjøre en større bevegelse av hjulet mellom den hevede stilling for lagring og den senkede stilling til bruk på vei enn det som hittil har vært sørget for. If an amphibious vehicle is to have good behavior in water and at higher speeds, it must have a hull that is profiled to enable this. This will necessitate a greater movement of the wheel between the raised position for storage and the lowered position for use on the road than has hitherto been provided for.

Formålet med oppfinnelsen er å komme frem til et kjøretøy med et inntrekkbart hjul eller hjulpar som kan anvendes for å oppnå en slik hjulbevegelse. The purpose of the invention is to arrive at a vehicle with a retractable wheel or pair of wheels which can be used to achieve such a wheel movement.

Kjøretøyet i henhold til oppfinnelsen kjennetegnes ved at stolpen er svingelagret på kjøretøyet inne i rommet, at en styrearm er tilkoblet for å dreie stolpen om dens egen akse, at en krave er forskyvbart montert på stolpen, men dreiefast i forhold til denne, idet hjulet eller hjulparet er festet til kraven slik at det kan heves og senkes under bruk ved forskyvning av kraven på stolpen samt styres ved bevegelse av styrearmen for å dreie stolpen. The vehicle according to the invention is characterized by the fact that the post is pivoted on the vehicle inside the room, that a control arm is connected to turn the post about its own axis, that a collar is displaceably mounted on the post, but fixed in rotation in relation to this, as the wheel or the pair of wheels is attached to the collar so that it can be raised and lowered during use by shifting the collar on the post and controlled by moving the control arm to turn the post.

Det kan være gjort foranstaltninger til at hjulene kan styres i hvilken som helst stilling av kraven på stolpen. Arrangements may have been made so that the wheels can be controlled in any position by the collar on the post.

Fortrinnsvis har stolpen og kraven samvirkende, ikke-sirkelformede tverrsnitt, slik at dreining av stolpen automatisk beveger kraven uten bruken av kiler, spor eller føringer. Fortrinnsvis holder kraven et hjulpar. I et amfibiekjøretøy kan disse være anordnet ett på hver side av den langsgående midtlinjen til kjøretøyet'. Det styrbare hjulparet kan være festet til kraven via hjulholdere. Preferably, the post and collar have cooperating, non-circular cross-sections, so that rotation of the post automatically moves the collar without the use of wedges, grooves or guides. Preferably, the collar holds a pair of wheels. In an amphibious vehicle, these may be arranged one on each side of the longitudinal center line of the vehicle'. The steerable pair of wheels can be attached to the collar via wheel holders.

I en utførelse endres orienteringen til hjulholderne fra vertikal stilling når hjulet er i senket stilling til en hovedsakelig horisontal stilling når hjulet eller hjulparet er hevet for lagring. In one embodiment, the orientation of the wheel holders is changed from a vertical position when the wheel is in the lowered position to a substantially horizontal position when the wheel or pair of wheels is raised for storage.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av et eksempel, med henvisning til de vedføyde tegninger. Figur 1 viser, sett fra siden, et amfibiekjøretøy i henhold til oppfinnelsen, og som har en profil med dyp V-form. Figur 2 viser skjematisk, sett ovenfra, kjøretøyet i figur 1. Figur 3 viser skjematisk, sett forfra, en utførelse av en inntrekkingsmekanisme for forhjul. Figur 4a, 4b, 4c og 4d viser skjematisk og i utsnitt en andre inntrekkingsmekanisme for forhjulene. In the following, the invention will be described by means of an example, with reference to the attached drawings. Figure 1 shows, seen from the side, an amphibious vehicle according to the invention, which has a profile with a deep V shape. Figure 2 shows schematically, seen from above, the vehicle in Figure 1. Figure 3 shows schematically, seen from the front, an embodiment of a retracting mechanism for front wheels. Figures 4a, 4b, 4c and 4d show schematically and in sections a second retracting mechanism for the front wheels.

Tegningene viser et amfibiekjøretøy i form av en båt, som har et skrog med dypt V-tverrsnitt under vannlinjen. Båten kan konverteres slik at den kan kjøres på land ved bruk av hjul. Driften av båten i vann er hovedsakelig upåvirket, bortsett fra den ekstra vekten som den bærer. Profilen er uendret og vannmotstanden er ikke vesentlig øket. The drawings show an amphibious vehicle in the shape of a boat, which has a hull with a deep V-section below the waterline. The boat can be converted so that it can be driven on land using wheels. The operation of the boat in water is largely unaffected, except for the additional weight that it carries. The profile is unchanged and the water resistance has not been significantly increased.

Båten drives i vann enten av en stor innenbordsmotor, vanligvis i en aktre stilling (slik som vist ved Y i figur 2) eller av en utenbordsmotor (ikke vist). Når det benyttes en innenbordsmotor kan denne også drive hjulene ved bruk av kjøretøyet på land. Dersom det benyttes en utenbordsmotor på båten, må det anordnes en sekundær motor, slik som den som er vist ved X, for å drive hjulene. I alle tilfeller drives båthjulene på lignende måte som i en bil ved hjelp av girkasse G, en aksel S, en differensial 14 og en aksel 15. Det kan også være anordnet innenbords bremser 10. The boat is propelled in water either by a large inboard engine, usually in a stern position (as shown at Y in Figure 2) or by an outboard engine (not shown). When an inboard engine is used, this can also drive the wheels when the vehicle is used on land. If an outboard motor is used on the boat, a secondary motor, such as the one shown at X, must be provided to drive the wheels. In all cases, the boat wheels are driven in a similar way as in a car by means of gearbox G, an axle S, a differential 14 and an axle 15. Inboard brakes 10 may also be provided.

Hjulene på båten omfatter et par styrbare forhjul 11 beregnet til å bære omtrent 1/3 av vekten av båten og montert på hver sin side av en kjøl 12 i baugen til båten, samt to drivbare bakhjul 13 beregnet til å bære omtrent 2/3 av vekten av båten. Bakhjulene 13 befinner seg på hver sin side av båten innenfor kanten av skroget. Bruken av et par forhjul gjør at kjølen ikke har noen uregelmessigheter og således ikke påvirker styrken til båtkonstruksjonen. The wheels of the boat comprise a pair of steerable front wheels 11 intended to carry approximately 1/3 of the weight of the boat and mounted on either side of a keel 12 in the bow of the boat, as well as two drivable rear wheels 13 intended to carry approximately 2/3 of the weight of the boat. The rear wheels 13 are located on each side of the boat within the edge of the hull. The use of a pair of front wheels means that the keel has no irregularities and thus does not affect the strength of the boat construction.

De styrbare hjul 11 holdes av akseltapper 21a montert på en gaffel-hjulholder 21. Den øvre enden av gaffel-hjulholderen 21 er i form av en krave 22 med et kvadratisk tverrsnitt. Kraven 22 er forskyvbart montert på en midtre stolpe 23 med kvadratisk, rektangulært eller annet kantet tverrsnitt, idet den øvre og nedre enden til stolpen er svingelagret på båtkonstruksjonen ved 24 og 25. Stolpen 23 dreies for å styre kjøretøyet på land ved bevegelse av styrearmen 26, idet denne bevegelse dreier kraven 22 for å svinge hjulene 11. Når hjulene er i den nedre stilling kan de holdes på plass av sikkerhetssperrer (ikke vist). Hjulene heves og senkes av en hydraulisk sylinder (ikke vist i figur 3) som arbeider mellom braketter på stolpen og kraven. Stolpen, kraven og sylinderen danner elementer i en inntrekkingsmekanisme for hjulene. I den hevede stilling er hjulene lagret i et rom 20 i baugen til båten. Fastgjøringen av rommet til skroget er fullstendig vanntett, slik at vann som kommer inn i rommet ikke kommer inn i båten. Når rommet er lukket opprettholdes profilen til båten av to deksler 27 som er hengslet ved 28 og som lukkes mot bunnen 29 av båten, men som ikke trenger å være vann-tette. Toppen av rommet befinner seg godt over vannlinjen, og eventuelt vann som passerer dekslene vil derfor holde seg i rommet på et nivå som er lik eller under vann-nivået utenfor skroget. Det parti av bunnen til båten som er bortskåret for å danne dekslene 27 er viktig, ettersom det må finnes tilstrekkelig plass for hjulgaflene 21 til å svinge hjulene til den nedre stilling uten å treffe båtkonstruksjonen. The steerable wheels 11 are held by axle pins 21a mounted on a fork-wheel holder 21. The upper end of the fork-wheel holder 21 is in the form of a collar 22 with a square cross-section. The collar 22 is displaceably mounted on a central post 23 with a square, rectangular or other angular cross-section, the upper and lower ends of the post being pivoted on the boat structure at 24 and 25. The post 23 is turned to steer the vehicle on land by movement of the steering arm 26 , this movement turning the collar 22 to turn the wheels 11. When the wheels are in the lower position they can be held in place by safety locks (not shown). The wheels are raised and lowered by a hydraulic cylinder (not shown in figure 3) which works between brackets on the post and the collar. The post, the collar and the cylinder form elements of a retracting mechanism for the wheels. In the raised position, the wheels are stored in a compartment 20 in the bow of the boat. The attachment of the compartment to the hull is completely watertight, so that water entering the compartment does not enter the boat. When the compartment is closed, the profile of the boat is maintained by two covers 27 which are hinged at 28 and which close against the bottom 29 of the boat, but which do not need to be watertight. The top of the room is well above the waterline, and any water that passes the covers will therefore stay in the room at a level equal to or below the water level outside the hull. The portion of the bottom of the boat that is cut away to form the covers 27 is important, as there must be sufficient space for the wheel forks 21 to swing the wheels to the lower position without hitting the boat structure.

Arrangementet av styrearmen over vannlinjen til båten medfører en enkel mekanisme. Med dette arrangement med en forskyvbar krave kan dessuten hjulene styres i hvilken som helst stilling av kraven på stolpen. Styringen for båten beveges ikke sammen med hjulet, men befinner seg i stedet på ett sted. The arrangement of the control arm above the waterline of the boat involves a simple mechanism. With this arrangement with a displaceable collar, moreover, the wheels can be controlled in any position by the collar on the post. The steering for the boat does not move with the wheel, but is instead located in one place.

I noen båter kan det tenkes, at det ikke er tilstrekkelig plass for et rom for et stort, styrbart hjul med hjulgaflene 21 lagret hovedsakelig vertikalt. Figur 4 viser et alterna-tivt arrangement for å muliggjøre lagring ved mindre dybde fra dekk til kjøl. Hver tegning viser bare en del av arrangementet, og det henvises til figur 3 for fullstendig forståelse. In some boats it is conceivable that there is insufficient space for a room for a large, steerable wheel with the wheel forks 21 stored mainly vertically. Figure 4 shows an alternative arrangement to enable storage at less depth from deck to keel. Each drawing shows only part of the arrangement, and reference is made to Figure 3 for full understanding.

Figur 4a viser, sett forfra, det nedre parti av mekanismen, og viser hjulgaflene 21 og et hjul 11. Hjulgaflene 21 er svingelagret ved 31 til kraven 22, og er forbundet med hverandre ved hjelp av en arm 32. Armer 33 er svingelagret til hver sin side av armen 32 med en ende, og er med den andre enden 30 svingelagret på hver sin side av den midtre stolpen 23. En skulder 34 på kraven 22 danner et nedre monteringspunkt for sylinderen 35, og svingelagringen 25 for den midtre stolpen 23 på kjølen 12 er også vist. Om ønskelig kan en seksjon av kjølen der stolpen skal monteres fjernes og erstattes av en likeverdig seksjon av et annerledes og fortrinnsvis sterkere materiale enn i resten av kjølen, for eksempel en støpt del. Bevegelsen av kraven opp og ned langs stolpen kan i hver utførelse styres av hvilket som helst passende alternativ til hydrauliske sylindre, slik som en skrue, kabler, et kjede, trykkluftsylindre, o.s.v. Det kan maskineres slisser i stolpen for å muliggjøre at drivkraften kan utøves fra innsiden, for eksempel ved hjelp av en skrue med indre kuler. Figur 4b er en sideprojeksjon av figur 4a og viser det midtre område av mekanismen, med hjulene i den nedre stilling. Det vil sees at når sylinderen 35 trekker kraven 22 oppover inntil den treffer svingelagringen 30, virker de hengslede armer som en armmekanisme for å heve hjulene inntil gaflene 21 ligger langs rekken til båten, hovedsakelig horisontalt. Figur 4c viser tilkoblingen for den midtre stolpen 23 ved den øvre enden av stolpen. Den samme svingeforbindelsen og deler for høyderegulering samt avstandselementer kan benyttes for den nedre svingelagring 25. Forbindelsen omfatter en enhet med en monteringsblokk 36, et aksiallager 37 og en mutter 41. Den øvre ringen til aksiallageret 37 har en svingelagring 38 for fastgjøring til dekket. Den nedre ringen i lageret 37 holdes av et gjenget boltparti 39. Bolten 39 er skrudd gjennom midten av monteringsblokken 36 og er skrudd inn i mutteren 41. Denne enhet monteres deretter på den øvre enden stolpen 23, til hvilken den fastskrues ved hjelp av hull 43 i blokken og 44 i stolpen. Lengden til stolpen 23 er valgt i avhengighet av avstanden mellom dekket og kjølen i en bestemt båt, og eventuell finregulering ved monteringen oppnås ved bruk av mellomleggsskiver (ikke vist). Figure 4a shows, seen from the front, the lower part of the mechanism, and shows the wheel forks 21 and a wheel 11. The wheel forks 21 are pivoted at 31 to the collar 22, and are connected to each other by means of an arm 32. Arms 33 are pivoted to each its side of the arm 32 with one end, and is pivoted with the other end 30 on either side of the middle post 23. A shoulder 34 on the collar 22 forms a lower mounting point for the cylinder 35, and the pivot bearing 25 for the middle post 23 on the keel 12 is also shown. If desired, a section of the keel where the post is to be mounted can be removed and replaced by an equivalent section of a different and preferably stronger material than in the rest of the keel, for example a cast part. The movement of the collar up and down the post may in each embodiment be controlled by any suitable alternative to hydraulic cylinders, such as a screw, cables, a chain, pneumatic cylinders, etc. Slots can be machined into the post to enable the driving force to be exerted from the inside, for example by means of a screw with internal balls. Figure 4b is a side projection of Figure 4a and shows the middle area of the mechanism, with the wheels in the lower position. It will be seen that when the cylinder 35 pulls the collar 22 upwards until it hits the swing bearing 30, the hinged arms act as an arm mechanism to raise the wheels until the forks 21 lie along the line of the boat, essentially horizontally. Figure 4c shows the connection for the middle post 23 at the upper end of the post. The same pivoting connection and parts for height regulation as well as distance elements can be used for the lower pivoting bearing 25. The connection comprises a unit with a mounting block 36, an axial bearing 37 and a nut 41. The upper ring of the axial bearing 37 has a pivoting bearing 38 for attachment to the tire. The lower ring in the bearing 37 is held by a threaded bolt portion 39. The bolt 39 is screwed through the center of the mounting block 36 and is screwed into the nut 41. This unit is then mounted on the upper end of the post 23, to which it is screwed by means of hole 43 in the block and 44 in the post. The length of the post 23 is chosen depending on the distance between the deck and the keel in a particular boat, and any fine adjustment during assembly is achieved by using shims (not shown).

I alle tilfeller er den hydrauliske sylinder eller de hydrauliske sylindre tilkoblet en hydraulisk pumpe som drives av motoren X eller Y eller en elektrisk drevet pumpe. Den hydrauliske sylinder 35 kan styres fra en stilling i førerhuset på kjøretøyet, for å heve eller senke hjulene i den til enhver tid nødvendige grad. Styringen skjer også ved fjernstyring fra førerhuset, og hjulene er styrbare i hele høydeområdet. Styrearmen 26 og armer som forbinder styrearmen med fjernstyringsmekanismen i førerhuset har en geometri med vinkler som bare endres i ett plan. Dersom kjøretøyet ikke antas å skulle kjøre med mer enn 40 km/time på land, kan det benyttes spesielle ballongdekk, slik at det unngås behovet for opphengning. Dersom det kreves høyere hastighet på land vil det trenges veidekk med høyere trykk og en eller annen opphengning med avfjæring. In all cases, the hydraulic cylinder or cylinders are connected to a hydraulic pump driven by the motor X or Y or an electrically driven pump. The hydraulic cylinder 35 can be controlled from a position in the cab of the vehicle, to raise or lower the wheels to the degree required at any given time. Steering is also done by remote control from the cab, and the wheels can be steered in the entire height range. The control arm 26 and arms connecting the control arm to the remote control mechanism in the cab have a geometry with angles that only change in one plane. If the vehicle is not expected to drive at more than 40 km/h on land, special balloon tires can be used, so that the need for suspension is avoided. If a higher speed is required on land, road tires with higher pressure and some type of suspension with suspension will be needed.

Begge utførelser kan omfatte opphengning. Denne vil befinne seg mellom den forskyvbare kraven og mekanismen for å bevege kraven opp og ned langs stolpen. Forhjulet kan drives av en motor som er montert på kraven eller stolpen, eller i avstand fra kraven, via kjeder eller aksler til hjulene. Hydraulisk drift til selve hjulene kan benyttes. Selv om de inntrekkbare hjul er beskrevet i forbindelse med et amfibiekjøretøy, vil det forstås at den samme mekanismen kan benyttes for andre anvendelser. Both designs can include suspension. This will be between the displaceable collar and the mechanism for moving the collar up and down along the post. The front wheel can be driven by a motor mounted on the collar or post, or at a distance from the collar, via chains or axles to the wheels. Hydraulic operation of the wheels themselves can be used. Although the retractable wheels are described in connection with an amphibious vehicle, it will be understood that the same mechanism can be used for other applications.

Claims

1. A vehicle that has a wheel or a pair of wheels (11) connected to a post (23) and a mechanism for retracting the wheel or pair of wheels into a space in the vehicle, characterized in that the post (23) is pivoted on the vehicle inside the space ( 20), that a control arm (26) is connected to turn the post (23) about its own axis, that a collar (22) is displaceably mounted on the post (23), but fixed in rotation in relation to this, as the wheel or pair of wheels ( 11) is attached to the collar (22) so that it can be raised and lowered during use by shifting the collar (22) on the post (23) and controlled by moving the control arm (26) to turn the post (23).

2. Vehicle as specified in claim 1, characterized in that the post (23) and the collar (22) have cooperating, non-circular cross-sections, so that rotation of the post (23) automatically moves the collar (22) about the same axis.

3. Vehicle as stated in claim 1 or 2, characterized in that the post (23) is stored on the vehicle at or near its upper and lower end.

4. Vehicle as specified in claim 3, characterized in that the upper and lower storage of the post (23) on the vehicle includes pivoting bearings for the top and bottom of the post (23) about transverse axes.

5. Vehicle as specified in claim 1 or 2, characterized in that the vehicle is an amphibious vehicle in the shape of a boat with a hull profile that has a deep V shape.

6. Kj earware as specified in claim 5, characterized in that the collar (22) holds a steerable pair of wheels with wheels (11) which are located on opposite sides of the longitudinal center line of the boat.

7. Vehicle as specified in claim 1 or 6, characterized in that the wheels (11) are mounted on axle studs (21a) which are held by forks in a fork-wheel holder (21) which is attached to the collar (22).

8. Vehicle as stated in claim 7, characterized in that the wheel holder (21) is attached to the collar (22) via a first swing bearing (31), and that the mechanism comprises a system of arms (32, 33) which work together to raise and lower the wheel or wheels (11) by converting a pushing action of the collar (22) on the post (23) into a pivoting movement of the wheel holder (21) in relation to the post (23) about the pivot bearing (31).

9. Vehicle as set forth in claim 8, characterized in that the system of arms (32, 33) comprises an arm (33) between a second pivot support point (30) on the post (23) and a third pivot support point on the wheel holder (21) at a distance from the first swing bearing (31) .

10. Vehicle as specified in claim 8, characterized in that the wheels (11) are lowered and retracted by an extension/contraction device (35) which is connected between the post (23) and the collar (22).

11. Vehicle as stated in claim 1, characterized in that the control arm (26) is attached to the upper end of the post (23).