SE443752B - Axelupphengning for fordon - Google Patents

Description

l5 våmåsåfizßå-åz med axelns längdriktning och skär denna i en punkt mellan sam- verkande axelbox och axelcentrum, så att varje fjädringsorgans verksamma fjädercentrum förskjutes i axelns längdriktning för att verka i nämnda punkt.

Girstyvheten är proportionell inte endast mot upphäng- ningens longitudinella styvhet utan också mot kvadraten på upp- hängningens arbetsradie i girsituationen.

Upphängningen enligt uppfinningen åstadkommer en minskning av girstyvheten genom att ombesörja att det verksamma fjädercent- rum för det fjädringsorgan som är anordnat vid var ände av axeln kommer att verka i en punkt mellan axelcentrum och den axelbox på vilken fjädringšörganet är anbragt. Följden blir att upphäng- ningens arbetsradie under girtillstånd, vilken radie är lika med avståndet mellan axelcentrum och det verksamma fjädercentrum, minskas jämfört med konventionella upphängningar, där det verk- samma fjädercentrum vanligen befinner sig vid axelboxen.

Det har visat sig att det verksamma fjädercentrum kan för- skjutas i riktning mot axelcentrum för att åstadkomma en minskad girstyvhet utan att nämnvärt ändra den longitudinella styvheten.

Således kan hjulslirning i stort sett undvikas även när fordonet passerar extremt snäva kurvor utan att förmågan att motstå broms- och dragkrafter minskas till en oacceptabel nivå.

Företrädesvis ligger varje fjäderenhets elastmaterialskikt i plan, som är ytterligare snedstållda i förhållande till den normala vertikala riktningen, dvs. en riktning vinkelrät mot den normala rörelseriktningen och axelns längdriktning, varigenom fjäderenheternas av utmattningspåkänningar under vertikala be- lastningar betingade livslängd förlänges.

Varje fjäderenhet kan omfatta ett i stort sett rektangulärt block bestående av gummiskikt inskjutna mellan och förenade med 40 7905028-2 _ 3 _ stela metallplattor, men hellre omfattar varje fjäderenhet två sådana block anordnade rygg mot rygg, så att fjäderenheten upp- visar V-form sedd från sidan. Blocken i en V-formad fjäderenhet kan ligga i linje med varandra eller vara sinsemellan sidoför- skjutna, dvs. anordnade i trappstegsform.

Varje fjäderenhet är företrädesvis så anordnad, att enhetens resulterande kompressionsstyvhet får en verkningslinje som skär axeln vid en punkt, som ligger axiellt innanför samverkande axel- box och bildar en viss vinkel med axelns längdriktning, före- trädesvis inom området 15-750.

Varje fjäderenhets kompressionsstyvhet är större än dess skjuvstyvhet. Företrädesvis är förhållandet kompressionsstyvhet/ skjuvstyvhet minst 2:1, helst 20:1.

Axeln uppbär företrädesvis vid var ände ett fast fixerat hjul. Företrädesvis är varje fast hjul anbragt axiellt innanför närliggande axelbox.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare, ehuru endast i exemplifierande syfte, med hänvisning till bifogade ritning, på vilken fíg. 1 är en planvy av ena halvan av ett spårbundet for- dons axelupphängning, utförd enligt uppfinningen. Fig. 2 är en sidovy av en av de i uppfinningen enligt fíg. 1 ingående fjäder- enheterna, och fig. 3 är en planvy av ena halvan av en andra, en- ligt uppfinningen utförd axelupphängning för spårfordon.

De axelupphängningar för fordon som visas i fíg. 1 och 3 är alla symmetriska kring axelcentrum 10. Den följande beskriv- ningen är därför begränsad till endast den ena halvan av respek- tive upphängning, varvid det är underförstått att den andra hal- van är likadan som den beskrivna. , I fig. 1 och 2 visas sålunda ena halvan av en axel 11, som vid sin yttre ände är lagrad i en axelbox 12 för rotation i för- hållande till ett (icke visat) fordonskarosseri, varvid ett fjäd- ringsorgan 13 verkar mellan axelboxen 12 och karosseriet. Ett hjul 14, som är fast förenat med axeln 11, är anordnat axiellt innan- för axelboxen 12 och längs periferin profilerat för rullning på ett (icke visat) spår. _ Fjädringsorganet 13 omfattar två likadana fjäderenheter 15 placerade en på var sida om axeln 11 i fordonets normala rörelse- riktning, varvid enheterna är anordnade att ligga i huvudsakligen samma horisontalplan som axeln 11.

Varje fjäderenhet 15 är V-formad, sedd från sidan (se fíg. 40 7905028-2 _4_ Z), och omfattar två mittför varandra liggande fjäderblock 16 an- ordnade rygg mot rygg. Varje block 16 består av tre gummiskikt 16a med samma tjocklek inskjutna mellan och förenade med två me- tallplattor 16b. På varandra följande gummiskikt 16a i vartdera blocket är anordnade förskjutna i trappstegsform ("echelong") då fjäderenheten befinner sig i obelastat tillstånd. De yttre gummi- skikten i varje block 16 är förenade med de motstående ytorna av ett centralt, kilformat organ 17 respektive ett yttre rännformat eller U-profilerat organ 18. Organen 17 och 18 är fästade på axel- boxen 12 respektive fordonskarosseriet.

Fjäderenheterna 15 är anordnade symmetriskt i förhållande till ett vertikalplan genom axelns centrumlinje på sådant sätt, att gummiskikten 16a ligger i plan, som bildar vinkel både med fordonets normala rörelseriktning och axelns längdriktning. Varje fjäderenhet 15 har en resulterande kompressionsstyvhet Ky vars verkningslinje skär axeln 11 vid en punkt 19, som ligger axiellt innanför axelboxen 12 och bildar en vinkel Q i förhållande till axelns 11 längdriktning. Varje fjäderenhets resulterande kompres- sionsstyvhet Ky är större än den resulterande skjuvstyvheten Kx.

Resultatet blir att fjädringsorganets 13 verksamma fjäder- centrum förskjutes i axelns längdriktning och verkar i en punkt mellan axelcentrum 10 och axelboxen 12. Avståndet Ry från axelcentrum 10 till det verksamma fjädercentrum motsvarar upp- hängningens verksamma arbetsradíe under ett girtillstånd.

I fig. 3 visas ena halvan av en upphängning, som är i hu- vudsak likadan som den som beskrivits ovan med hänvisning till fig. 1 och 2 med undantag av att fjädringsorganet 30 i detta fall omfattar ett par fjäderenheter 38 av modifierat utförande. Samma hänvísningsbeteckningar används för att ange återkommande delar.

Varje fjäderenhet 38 omfattar två likadana block 31, 32 an- ordnade rygg mot rygg men sinsemellan sidoförskjutna, dvs. som ett i trappsteg utformat V, sedda från sidan. Blocken 31, 32 har samma konstruktion som de ovan beskrivna blocken 16 och om- fattar gummiskikt inskjutna mellan och förenade med i huvudsak stela metallplattor. De yttre gummiskikten i varje block 31, 32 är förenade med motsatta sidor av ett centralt, kilformat organ 33, som är fästat på axelboxen 12, respektive en (icke visad) fästanordning förenad med fordonskarosseriet.

Fjäderenheterna 38 är som förut anordnade symmetriskt i för- hållande till ett vertikalplan genom axelns 11 mittlinje på sådant 40 ._ --_..,._.;-.a... f- 7905028-2 _ 5 _ sätt, att gummiskikten kommer att ligga i plan, som bildar vin- kel både med fordonets normala rörelseriktning och axelns längd- riktning. -7 Kompressionsstyvheten KY1, Kyz hos blocken 31, 32 i varje fjäderenhet skär axeln 11 i punkter 35 resp. 36, och verknings- linjerna bildar en vinkel 0 med axelns längdriktning. Kompressions- hos blocken 31, 32 är större än blockens skjuv- y2 styvhet KX1 resp. KX2.

Följden blir att fjädringsorganets 30 verksamma fjädercent- rum förskjutes utefter axeln och verkar i en punkt 37 mellan axel- styvheten KY1, K centrum 10 och axelboxen 12.

Vid var och en av de ovan beskrivna upphängningarna erhål- les en minskning av girstyvheten genom att fjädringsorganens 13, verksamma fjädercentrum anordnas att verka i punkter 20 resp. 37 som är förskjutna från axelboxen 12 i riktning mot axelcentrum .

Det torde inses att vinkeln 0 och förhållandet mellan kom- pressionsstyvheten Ky och skjuvstyvheten Kx för fjäderenheterna 13, 30 kan varieras så, att varje önskat värde på verksamma ra- dien Ry erhålles.

Uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna ut- föringsformerna, vilka kan modifieras på olika sätt, t.ex. genom att antalet av de gummiskikt och metallplattor som bildar blocken 16, 31, 32 varieras, medan gummiskikten kan utbytas mot skikt av varje annat lämpligt elastmaterial, och vidare kan plattorna ut- föras av andra material än metall, t.ex. textilmaterial. Elast- materialskikten kan förenas med metallplattorna eller förbli fria i förhållande till dessa och ingripa med lutande eller profile- rande ytor av plattorna. Varje fjädringsorgan kan omfatta fler än ett par fjäderenheter.

Det torde även inses att uppfinningen inte är begränsad till de ovan beskrivna typerna av upphängning, där sålunda fjädrings- organen verkar direkt mellan en axelbox och en fordonsstomme el- ler ett fordonskarosseri, utan uppfinningen kan även utnyttjas vid upphängningar av den typ där ett fordonskarosseri uppbäres av en boggi, i vilken två eller flera axlar är roterbart lagrade.

En upphängning enligt uppfinningen har en arbetsradie under girning som är sådan, att axlarna blir självinställande radiellt även i utomordentligt snäva kurvor utan att den longitudinella styvheten minskas till en oacceptabelt låg nivå. Dessutom uppnås 7905028-2 _ 6 _ detta utan att den föredragna placeringen av fjädringsorganen ändras, dvs. vid axeländarna utanför de fasta hjulen.

Claims (8)

1. lO 15 20 50 55 7905028-2 7 Patentkrav l. Axelupphängning för fordon, vilken omfattar en axel, som i var ände är lagrad i en axelbox, jämte fjädringsorgan verkande mellan vardera axelboxen och en samverkande stel fordonsínfästning, k ä n n e t e c k n a d av att varje fjädringsorgan (lš,50) omfattar minst ett par fjäderenheter (l5,58) anordnade en på var sida om axeln (ll) i fordonets rörelseriktning, varvid varje fjäderenhet (l5,š8) omfat- tar ett antal skikt av elastmaterial (löa) inskjutna mel- lan armeringselement (lêb) med skikten av elastmaterial (löa) i varje fjäderenhet liggande i plan, som bildar vinkel med såväl den normala rörelseriktningen som axelns längdriktning, samt att varje fjäderenhets (l5,58) resul- terande kompressionsstyvhet (Ky,Ky1,Ky2) har en verknings- linje liggande i ett plan, som bildar en spetsig vinkel (ø) med axelns (ll) längdriktning och skär denna i en punkt (?O,%7) mellan samverkande axelbox (12) och axel- centrum (10), så att varje fjädringsorgans (l5,50) verk- samma fjädercentrum förskjutes i axelns längdriktning för att verka i nämnda punkt (20,57).

2. Axelupphängning enlifit krav 1,

3. t e c k n a d av att nämnda spetsiga vinkel (ø) ligger 4. mellan 150 och 750. 5. Axelupphängning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att varje fjädringsorgans fjäderenheter (l5,58) är anordnade symmetriska kring ett vertikalplan genom axelns (ll) centrumlinje.

4. Axelupphängning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att skikten (l6a) av elast- material befinner sig i plan, som dessutom bildar vinkel med den normala vertikala riktningen.

5. Axelupphängning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att varje fjäderenhet (l5,58) omfattar ett rektangulärt block av gummiskikt (l6a) in- skjutna mellan och förenade med i huvudsak stela metall- plattor (lßb). k ä n n e - lO 15 7905028-2

6. Axelupphängning enligt krav 5, k ä n n e - t e c k n a d av att varje fjäderenhet (l5,58) omfattar tvâ block (l6,5l,32) anordnade rygg mot rygg för att bil- da en från sidan sedd V-formad fjäderenhet, i vilken blocken (l6,51,52) är uppriktade i linje med varandra eller i trappstegsform.

7. Axelupphängning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att varje fjäderenhets (l5,58) resulterande kompressionsstyvhet (Ky,Ky1,Ky2) är större än den resulterande skjuvstyvheten (Kx*Kxl°Kx2)'

8. Axelupnhängning enligt krav 7, t e c k n a d av att förhållandet mellan kompressions- styvheten och skjuvstyvheten är minst 2:1, företrädesvis 20:1. k ä n n e -