Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do stabilizacji prostoliniowego kierunku jazdy i do zmiany ustawienia osi kól pojazdu, zwlaszcza w pojazdach ciezarowych.Znane rozwiazania do sterowania kolami ciezarówek majacych trzy pary osi ze sterowanymi kolami kontrolowanymi kolem kierownicy, posiadaja uklad sterujacy z osiami napedzanymi lub uklad samosterujacy.Uklad sterujacy, kontrolujacy osie znajduje zastosowanie tylko w tych pojazdach, które maja dwie lub wiecej osi, a os centralna jest kontrolowana przez przednia os. Ten uklad nie moze byc przewaznie uzyty z przyczyn technicznych w tych przypadkach, w których osie sa znacznie odlegle od pierwszej osi.Prawidlowe sterowanie pojazdem z kilkoma osiamijest szczególnie uciazliwe przy utrzymaniu drogi prostoliniowej i znane uklady sterujace posiadaja szereg wad. Dlatego sa stosowane w szczególnych przypadkach i w specjalnych pojazdach, a nie sa stosowane w masowej produkcji.Glówna wada takich rozwiazan jest wysoki koszt produkcji, któryjest uzasadniony tylko przy szczególnych okazjach, trudne i kosztowne utrzymanie urzadzen sterujacych, niska wydajnosc mechaniczna, trudnosci w otrzymaniu i utrzymaniu odpowiednich wartosci katowych przy skrecie kól. Pekniecie lub uszkodzenie elementów jednej osi szkodliwie oddzialywuje na caly uklad kierowania i w konsekwencji na jazde pojazdem, a dodatkowo zachodzi mozliwosc, ze w przy¬ padku pekniecia serwomechanizmu nadmierny opór uniemozliwia reczne kierowanie.Uklad samosterujacy z samosterujacymi osiami znajduje zastosowanie w konstrukcji przyczep i naczep, przy zamianie pojazdu dwuosiowego na trzyosiowy i w pojazdach z trzema lub wiecej osiami przy wymaganej duzej predkosci. W pojazdach z dwiema napedzanymi osiami problem sterowania laczy sie z problemem duzego zarzucania tylnymi osiami w czasie jazdy, co powoduje ruch tylfco czesciowo po wytyczonych drogach.Gdy samosterujaca os pracuje glównie pod dzialaniem wewnetrznych sil tarcia wystepujacych w osi skladajacej sie z trzech odcinków, wymienione sily sa przekazywane zamocowanym przegu- POLSKA RZECZPOSPOLITA LUDOWA URZAD PATENTOWY PRL2 142 236 bowo kolem polaczonym przy pomocy sciagacza. Operacja ta zaklóca poczatkowy i koncowy okres hamowania, którego czas trwania zalezy od bezwladnosci ukladu.Poza tym, w przypadku róznicy w plaszczyznie poprzecznej sil wewnetrznych dzialajacych na pojedyncze kola, na które to sily skladaja sie: nierównosc podkladu pomiedzy jednym kolem i drugim, otwory, róznice w nawierzchni drogi, wspólczynnik obciazenia poprzecznego, intensyw¬ nosc hamowania wzrasta na etapie poczatkowym i koncowym i nie zostaje calkowicie przerwana na etapie srodkowym.W kazdym przypadku w osiach samosterujacych katy skretu zaleza od zewnetrznych czynni¬ ków takich jak wspólczynnik tarcia, rozlozenia ladunku, wychylenia zawieszenia i gradientu poprzecznego.Poza tym uklad samosterujacy z samosterujacymi osiami wymaga wprowadzenia poprzecznie dzialajacych amortyzatorów, które wplywaja na obrót i sily zewnetrzne.Dalsza wazna wada tego ukladu jest koniecznosc zamocowania urzadzenia ustalajacego potrzebnego przy jezdzie wstecz, poniewaz kola z osiami samosterujacymi maja sklonnosc do obracania sie w przeciwnym kierunku niz kola sterowane. W ten sposób, przyjezdzie wstecz nalezy wykonac dwie operacje: po pierwsze przy jezdzie do przodu nalezy ustawic kola równolegle do podluznej osi pojazdu i po drugie wlaczyc urzadzenia ustalajace.Na podstawie powyzszych rozwazan widac, ze problem sterowania pojazdami wieloosiowymi nie zostal calkowicie rozwiazany. Stanowi jeszcze pole wielu przyblizen, ma wiele wad i nie zapewnia bezpieczenstwa na drodze w czasie jazdy.Celem niniejszego wynalazkujest zastosowanie takiego urzadzenia, zamocowanego do osi kól pojazdu, które umozliwia typowym sterowanym osiom kól zawracanie, przy czym poczatkowo wymienione osie sa nieruchome z mozliwoscia sterowania nimi. Dzieki temu na os kola nie dzialaja sily zewnetrzne, a tylko przylozone sily wewnetrzne.Mówiac dokladniej celem wynalazku jest urzadzenie, które umozliwia sterowanie osiami kól pojazdu niezaleznie od wspólczynnika tarcia, utrzymuje zawsze okreslona droge i eliminuje hamo¬ wanie. W przypadku urzadzenia wedlug wynalazku pekniecie serowmechanizmu nie ma wplywu na glówny uklad sterujacy, gdyz urzadzenie ustawia wówczas osie nieruchomo, zabezpiecza osiowosc, okresla droge zwiazana z wymganym katem skretu.Urzadzenie do stabilizacji prostoliniowego kierunku jazdy i do zmiany ustawienia osi kól pojazdu wedlug wynalazku zawiera, polaczony z osiami kól, element, posiadajacy stala energie sprezystosci oraz przesuwne urzadzenie uruchamiajace polaczone z osiami kól i z elementem sterujacym, pobudzonym przez glówny uklad sterujacy pojazdu.Element posiadajacy stala energie sprezystosci, ma cylindryczny korpus, w którym srodki sprezyste sa zamocowane na elementach przesuwnych wzdluz osi korpusu, przenoszacych sily sprezystosci na wystepy, drazka, sztywno polaczonego z ruchomymi czesciami osi kól lub kól.Korzystnie stosowanymi srodkami sprezystymi sa sprezyna, gaz lub ich polaczenie, a prze¬ suwnym urzadzeniem uruchamiajacym jest urzadzenie hydrauliczne.Elementem sterujacym jest korzystnie cylinder hydrauliczny, polaczony z przesuwnym urza¬ dzeniem uruchamiajacym.Przyklad wykonania urzadzenia wedlug wynalazku zostal przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 — przedstawia urzadzenie wedlug wynalazku z osiami skierowanymi prostoliniowo w ujeciu schematycznym, fig. 2 — uklad sterowania osiami, fig. 3 — urzadzenie wedlug wynalazku zamontowane na pojezdzie, fig. 4 — urzadzenie wedlug wynalazku zamontowane na naczepie, z piatym kolem sterujacym, fig. 5 i fig. 6 — element 10 z fig. 1 w przekroju.Na fig. 1 przedstawione jest schematycznie urzadzenie wedlug wynalazku sterujace kolami i ruchomymi elementami samochodu. Element 10 sklada sie z cylindrycznego korpusu 13, w którym znajduje sie sprezyna srubowa 11 zamocowana na zewnetrznych powierzchniach dwóch wydrazo¬ nych cylidnrycznych elementów 12 i 12'. Kazdy z tych elementów posiada na jednym koncu wystepy 17 i 17', o które opiera sie sprezyna, a na drugim koncu sciany czolowe 18 i 18' z otworem posrodku. Cylindryczne elementy 12 i 12' sa ustawione do siebie powierzchniami czolowymi z cylindrycznym korpusem w srodku, umieszczonym wzdluz ich osi, zamocowanym slizgowo.Drazek 14 zamocowany jest w srodku cylindrycznych elementów 12 i 12' i posiada wystepy 15 i 15' naciskajace na scianki czolowe 18 i 18' cylindrycznych elementów 12 i 12'.14223* 3 Drazek 14 wystaje na zewnatrz korpusu cylindrycznego 13 po obu jego stronach i jest polaczony poprzez przeguby 16 i 16' z kolami lub z zewnetrznymi powierzchniami osi kól okresla¬ jacymi ich ustawienie.W przypadku braku sil sterujacych z ukladu sterujacego, sily stabilizujace, wywolane przez stala energie sprezystosci elementu 18, sa wieksze niz sily wewnetrzne dzialajace na kola, to znaczy sprezyna 11 utrzymuje elementy 12 i 12' w stanie równowagi i polozeniu symetrycznym w stosunku do srodka cylindrycznego korpusu 13 ze scianami 18 i 18' przylagajacymi do wystepów 15 i 15' i pierscieniowych wystepów 17 i 17' przylegajacych do scianek czolowych cylindrycznego korpusu.W rezultacie tego dzialania cylindryczny drazek 14 jest w stanie równowagi pokazanej na fig. 1, z wystepami 15 i 15' równo rozmieszczonymi w stosunku do srodka cylindrycznego korpusu.Ustawienie takie odpowiada prostoliniowemu kierunkowi jazdy. Przesuwnym urzadzeniem uruchamiajacym jest dwustronny cylinder hydrauliczny 20 majacy tlok 21 i drazek 22 polaczony z kolami przy pomocy przegubów lub ruchomymi czesciami osi kól. W ten sposób dziala na nie stala energia sprezystosci elementu 10.Gdy plyn pod cisnieniem wchodzi do jednej z komór 23 lub 24 cylindra 20, sila wywierana na tlok jest wieksza nizy sily stabilizujace wywierane przez stala energie sprezystosci elementu 10, co powoduje, ze zmienia sie prostoliniowy kierunek jazdy.Przesuwne urzadzenie uruchamiajace 20 jest sterowane elementem sterujacym 30 wprowadza¬ jacym plyn do przewodów 25 i 27. Element sterujacy 30 jest zaopatrzony, podobnie jak obustronny cylinder hydrauliczny 30, w drazek 31 tloka 32 polaczony z górnvm ukladem sterujacym kól.Zmiany glównego ukladu sterujacego powoduja przesuniecie tloka 32 z pozycji centralnej, która odpowiada prostoliniowemu kierunkowi jazdy.Na fig. 2 jest pokazane schematycznie i zgodnie z wynalazkiem urzadzenie sterujace ustawia¬ niem kól.Zmiana glównego ukladu sterujacego kolem powoduje, ze tlok 32 elementu sterujacego 30 przesuwa sie w prawo, przyspieszajac przeplyw plynu przez przewód 27 do komory 24 przesuwnego urzadzenia uruchamiajacego 20. W ten sposób tlok 21 przesuwa sie w lewo i pokonuje opór wywolywany przez stala energie sprezystosci elementu 10, powodujac tym samym zmiane prostoli¬ niowego kierunku jazdy. W ten sposób steruje sie kolami.Nalezy nadmienic, ze steruje sie tylko wtedy osia kolka,gdy nastepuje zmiana prostoliniowgo kierunku jazdy glównego ukladu sterujacego. Przy braku sil sterujacych wywieranych przez przesuwne urzadzenie uruchamiajace, os kola, a tym samym samo kolo, sa poddawane przewaza¬ jacemu dzialaniu sil stabilizujacych pochodzacych od stalej energii sprezystosci elementu 10. W ten sposób zachodzi stabilizacja prostoliniowego kierunku jazdy.W praktyce oznacza to, ze gdy strumien plynu pod ciesnieniem wplywajacym do komory 24 zostaje przerwany sprezyna 11 wyzwala nabyta energie, przesuwa element 12 i drazek 14 w wystepie 15 z powrotem do polozenia, przy którym pojazd jedzie w kierunku prostoliniowym.Oczywiscie, rozwiazanie urzadzenia musi zapewniac wlasciwy stosunek pomiedzy katami skretu osi kól, tak jak wspomniamo w stanie techniki.W rzeczywistosci, majac na uwadze kierowanie, pojazdy kolowe moga byc okreslane, jako „pojazdy poruszajace sie po okreslonej drodze", w których odpowiednie polozenie osi kól wyzna¬ cza droge.Jednakze, aby podczas jazdy uzyskac obroty kól bez koniecznosci hamowania, przedluzenie osi obrotu kól musi pokrywac sie z osia obrotu pojazdu, której rzut na plaszczyzne ruchu stanowi srodek obrotu, który w przypadku jazdy prostoliniowej wynosi nieskonczonosc.Dla pojazdów majacych wiele kól, katy obrotu pojedynczych kól musza byc rózne jedne od drugich, aby zachowywac wyzej wymieniony geometryczny warunek.Chociaz powyzsze warunki zapewniaja teoretycznie prawidlowe rozwiazanie poruszania sie po wyznaczonej drodze, to stwierdzono, ze uzyskaujac powierzchnie styku zamiast punktu styku, w urzadzenie wedlug wynalazku, mozliwym jest otrzymac korzystne przyblizenie powyzszego teore¬ tycznego warunku.Na fig. 3 przedstawione jest urzadzenie wedlug wynalazku, zastosowane w pojezdzie majacym przednia kierujaca os podtrzymujaca skrecanie kola.Kolo kierownicy 40 steruje osia 41 w sposób znany, która na fig. oznaczono prostym kobrobowdem. W ten sposób, elementsterujacy30otrzymuje impuls i sterujeprzesuwnymmechaniz-\ 4 142 236 mem uruchamiajacym 20 takJak to zostalo opisane na przykladzie fig. 1 i fig. 2. Gdy przednie kola i os kól 41 znajduja sie w polozeniu jazdy w kierunku prostoliniowym, równiez tylne kola i zwiazana z nimi os sa ustawione w tym polozeniu z uwagi na dzialanie stalej sily sprezystosci.Zrozumiale jest, ze glówny uklad sterujacy moze posiadac serwomechanizm, znany ze stanu techniki. Zostalo poprzednio nadmienione, ze w znanym ze stanu techniki ukladzie sterujacym majacym napedzane osie, z uwagi na sztywne mechaniczne polaczenie osi, kazde zlamanie lub uszkodzenie serwomechanizmu stworzy powazne klopoty.W rzeczywistosci, zdarza sie, ze w pojazdach ciezarowych, które z wiadomego powodu sa ciezkie, sila miesni kierownicy zwykle nie wystarcza do uzyskania efektu skrecania obiema pola¬ czonymi osiami a w konsekwencji wystepuje mozliwosc utraty kontroli nad pojazdem.W pojezdzie zaopatrzonym w urzadzenie wedlug wynalazku, ta powazna wada moze byc latwo usunieta poprzez zastosowanie bocznego obwodu pomiedzy przewodami 25 i 27, który zadziala wówczas, gdy uszkodzeniu lub zlamaniu ulegnie serwomechanizm. W tym wypadku plyn pod cisnieniem nie wejsdzie do przesuwnego urzadzenia, lecz zamiast tego poplynie przez boczny obwód. Tylne kola wówczas natychmiast ustawia sie w kierunku jazdy prostoliniowej.Dzieki temu, kierowca moze dzialac, skrecajac kola stopniowo przykladajac sile miesni potrzbna do skrecania glównego ukladu sterujacego.Boczny obwód pomiedzy przewodami 25 i 27 moze byc równiez uzyty z serwomechanizmem w przypadku blokowania tylnych kól przyjezdzie prostoliniowej, na przyklad przy przezwyciezaniu szczególnych warunków glebowych lub podkladów dróg. To znaczy, ze umieszczajac wlasciwe urzadzenie sterujace w kabinie, kierowca moze ustawic nieruchomo tylna os kól.Fig. 4 przedstawia urzadzenie, wedlug wynalazku, zastosowane przy naczepie z piatym kolem sterujacym.W tym przypadku element sterujacy 30 otrzymuje zmiany wystepujace w glównym ukladzie sterujacym poprzez ramie 43 sztywno polaczone z piatym kolem 45.Zasada dzialania jest znów taka sama jak opisano powyzej, os jesty tylko wtedy kierowana., gdy glówny uklad sterujacy, na przyklad traktora, pracuje. W przeciwnym przypadku traktor jedzie prosto.Fig. 5 i 6 przedstawiaja szczególowy przyklad wykonania czesci urzadzenia wedlug wyna¬ lazku. Wymieniony element sklada sie z przesuwnego urzadzenia uruchamiajacego 20 i elementu 10. Stwierdzono, ze najbardziej korzystnie jest skonstruowanie gojako pojedynczego mechanizmu.Zgodnie z fig. 5, w cylindrycznej obudowie 50 znajduje sie sprezyna srubowa 51 naciskajaca na wystepy 53 i 53'. Wymienione elementy sa wspólosiowo z obudowa 50 i ustawione powierzchniami czolowymi do siebie, przesuwnie na dwóch cylindrycznych gniazdach 54 i 54' wykonanych nieroz¬ lacznie z obudowa 50. Drazek 55 jest zaopatrzony w wystepy 56 i 56', opierajace sie o wewnetrzna strone powierzchni czolowej elementów 52 i 52'. Drazek 55 tworzy równiez tloczysko tloków 57 i 57' i jest osiowo polaczony z ruchomymi czesciami osi, które wyznaczaja kierunek jazdy kól.W ten sposób, dwie powstale komory 58 i 58'sluza do tego, ze plyn wplywa do nich i wyplywa z nich przez otwory 59 i 61.Przez otwór 60 wprowadza sie gaz pod cisnieniem, który sprawia, ze sprezysty srodek wspólp¬ racujac ze sprezynaa wytwarza energie sprezystosci.Korzystnym srodkiem jest powietrze, które jest ogólnie dostepne w ukladzie hamulcowym ciezarówek.Zgodnie z fig. 6, na którym element sterujacy (nie pokazano) dostarcza plyn do otworu 61, cisnienie wywierane na scianki tloka 57 wywoluje przesuniecie drazka i w ten sposób zmiane kierunku jazdy prostoliniowej. Zachodzi ona w wyniku deformacji srodków sprezystych (sprezyny i gazu).W przypadku braku sil sterujacych, srodki sprezyste sprawiaja, ze uklad powraca do prostoli¬ niowego kierunku jazdy przy pomocy elementu 52, który pod wplywem rozciagnietej sprezyny i rozprezania scisnietego gazu dziala na wystep 56' drazka 55. Polozenie prostoliniowego kierunku jazdy jest osiagalne wtedy, gdy pierscieniowe wystepy 53 i 53' elementów 52 i 52' zetkna sie z dnem scianek obudowy 50.142234 5 Chociaz podano tylko jeden przyklad wykonania, to zrozumiale jest, ie w niniejszym wyna¬ lazku mozna wprowadzic rózne zmiany i ulepszenia, nie wycofujac poza zakres ochrony.Urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia zastosowanie go przy jednej lub kilku osiach pojazdu, zapewniajac prawidlowe sterowanie. Elementy urzadzenia sa przymocowane na stale do elementu bedacego pod obciazeniem stalej energii sprezystosci, która dziala na ruchome czesci osi kól silami stabilizujacymi wiekszymi niz sily zewnetrzne. W ten sposób os otrzymuje prostoliniowy kierunek jazdy, który nie jest wywolany dzialaniem sil zewnetrznych i zachowuje sie tak jak os zamocowana nieruchomo.Element sterujacy i przesuwne urzadzenie uruchamiajace pozwala wprowadzic uklad sil o wiekszej wartosci niz sily stabilizujace, które przewazaja nad tymi ostatnimi. Wówczas os kola moze stac sie osia sterujaca i pozwala wytoczyc droge okreslona przy pomocy glównego ukladu sterujacego, poniewaz element sterujacy reaguje na zmiany ustawienia wywolane przez glówny uklad sterujacy i aktualizuje te zmiany.Gdy dzialanie sil skrecajacych na os kola zostaje przerwane, sily stabilizujace wywierane na os przez element obciazony stala energia sprezystosci odzyskuja swoja przewage i przywracaja kieru¬ nek jazdy prostoliniowy.Element obciazony stala energia sprezystosci musi wywierac na os okreslone sily stabilizujace, które zmuszaja ja do utrzymania prostoliniowego kierunku jazdy i powoduja ze jest odporna na dzialanie sil stabilizujacych. Wymieniony element zawiera obudowe skladajaca sie z elementów sprezystych, dzialajacych na elementy slizgajace sie wzdluz obudowy i sa przystosowane do przenoszenia sil reakcji elementów sprezystych na wystepy przez które drazek jest polaczony z ruchomymi czesciami osi i w ten sposób podtrzymuje kolo.Wymienione elementy sprezyste sa wykonane z materialów i maja taki ksztalt, który jest podatny na deformacje np.: sprezyny, gaz lub kombinacja obu elementów. Element posiadajacy stala energie sprezystosci dobiera sie biorac pod uwage nastepujace elementy: dolna granice pola w funkcji ciezaru przenoszacego przez osie i obliczanego dla maksymalnej wartosci tarcia, dolnego progu ponizej którego dzialaja sily stabilizujace i wspólczynnik bezpieczanstwa.Przesuwne urzadzenie uruchamiajace dziala na kola i niweluje dzialanie elementu obciazo¬ nego stala energia sprezystosci powodujac przy tym sterowanie osiami w sposób umiarkowany i odwracalny. Jest to element, który w odpowiedzi na sygnal kontrolny powoduje przesuniecie ruchomych czesci zmieniajac prostoliniowy kierunek jazdy na droge zakrzywiona.Korzystnie przesuwne urzadzenie uruchamiajace stanowi urzadzenie hydrauliczne, lecz moze byc równiez hydrauliczno- lub olejowo-pneumatyczne. Mozna równiez zastosowac mechaniczne lub elektromechaniczne urzadzenie zmieniajace kierunek prostoliniowy na krzywoliniowy.Przesuwne urzadzenie sterujace dziala wtedy, gdy nastapi zmiana w glównym ukladzie steru¬ jacym pojazdu, na przyklad w przypadku silnika pojazdu, gdy glówna osjest sterowana. W wyniku tego dzialania powoduje przesuniecie elementu zmieniajac prostoliniowy kierunek.Korzystnie ruchome urzadzenie kontrolujace stanowi obustronny cylinder hydrauliczny, lecz moze byc równiez i inne urzadzenie zdolne do reagowania na zmiany w glównym ukladzie sterujacym.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do stabilizacji prostoliniowego kierunku jazdy i do zmiany ustawienia osi kól pojazdu, zwlaszcza w pojazdach ciezarowych, znamienne tym, ze zawiera, polaczony z osiami kól. element (10), posiadajacy stala energie sprezystosci oraz przesuwne urzadzenie uruchamiajace (20) polaczone z osiami kól i z elementem sterujacym (30), podbudzonym przez glówny uklad sterujacy pojazdu. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze element (10) posiadajacy stala energie sprezystosci, ma cylindryczny korpus (13), w którym srodki sprezyste (11) sa zamocowane na elementach (12, 12') przesuwnych wzdluz osi korpusu (13), przenoszacych sily sprezystosci na wystepy (15,15') drazka (14), sztywno polaczonego z ruchomymi czesciami osi kól lub kól. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze srodkami sprezystymi (11) sa: sprezyna, gaz lub ich polaczenie.142 23* 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, zaamieiwe tym, zeprzesuwnymurzadzeniem uruchamiajacym (20) jest urzadzenie hydrauliczne. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znanleme tym, ze elementem sterujacym (30) jest cylinder hydrauliczny, polaczony z przsuwnym urzadzeniem uruchamiajacym(26). 17 lO ¦ 151 u Li w \ 12 fel 12 FIG.l142236 ; - ~ u 10 FIG. 2142236 FIG. 3142234142234 FIG. 5 rmmm 5& 561 FIG. 6 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz Cena 220 zl PL PL PL