SE454869B - Sekerhetsanordning for reglering av ledvinkeln vid fritt ledbara fordon - Google Patents

Description

2 konstruktion kräver ett betydande utrymme. Därutöver är kolv-cylinder- enheterna förbundna med den ena fordonsdelen via förbindelselänkar, så att vid utsvängt läge hos fordonet kan i regel endast den i inner- kurvan belägna kolv-cylinderenheten överföra krafter i tryckriktningen.

En samtidig överföring av dragkrafter genom den vid ytterkurvan beläg- na kolv-cylinderenheten är däremot utesluten.

En liknande anordning beskrivs i DE-OS 29 35 437. Här intar de bägge kolv-cylinderenheterna återigen i rakt utsträckt läge av fordonet ett med dennas längdaxel parallellt läge på vardera sidan om fordonsmitten. Därvid är kolv-cylinderenheterna endast vid sin ena ände förbundna med fordonet - i detta fall den främre fordons- delen - medan de med sin andra ände endast medelst anslagsorgan an- ligger mot den andra fordonsdelen. Vid färd av fordonet genom kurvor och därmed uppkommande svängning av förbindelseleden mellan fordons- delarna kan endast den i innerkurvan belägna kolv-cylinderenheten. överföra tryckkrafter. Däremot kan den vid ytterkurvan belägna kolv- cylinderenheten varken överföra drag- eller tryckkrafter då anslags- organet för denna enhet till och med har avlägsnat_sig från påhängs- vagnen.

I DE-OS 30 04 409 beskrivs visserligen möjligheter för att kunna reglera kolv-cylinderenheter för dämpning av svängningsvinkel- ändringar vid ledfordon. Emellertid innehåller denna publikation inga som helst detaljerade uppgifter om typen av anordnande av kolv- -cylinderenheterna mellan de bägge med varandra ledbart förbundna fordonsdelarna.

Föreliggande uppfinning avser nu att åstadkomma en sådan för- bättring av en anordning av det inledningsvis nämnda konstruktiva utförandet att vid fortsatt ringa utrymmesbehov kan mycket höga anliggningsmoment överföras mellan tvärbalken och den därmed via kolv-cylinderenheterna förbundna fordonsdelen. Detta uppnås enligt uppfinningen i huvudsak genom att de vid tvärbalken belägna ändarna av kolv-cylinderenheterna är ledbart anordnade vid tvärbalken på den från den främre fordonsdelen eller den framförvarande påhängsvagnen vända sidan av ett plan genom tvärbalkens vertikal- och längdaxel.

Tack vare anordnandet enligt uppfinningen är alltså en kolv- cylinderenhet i utsvängt läge hos fordonet ledbart förbunden med tvärbalken med förhållandevis stor hävarmslängd i förhållande till svängningscentrum för tvärbalken. Axeln för den i innerkurvan beläg- na kolv-cylinderenheten bildar med en radie, som går från svängninga- centrum för tvärbalken till den vid tvärbalken belägna änden av den 3 nämnda kolv-cylinderenheten, en vinkel som tillnärmelsevis är rät.

Härigenom kan på motsvarande sätt sådana stora vridmoment upptas, som i regel uppkommer just vid kraftig dämpning av svängningsvinkeländ- ringar eller vid en låsning av kolv-cylinderenheten för svängninga- vinkelbegränsning under förloppet av körtillstând med leden i Svängt läge.

Företrädesvis är anordningen utförd på sådant sätt att den i innerkurvan belägna kolv-cylinderenheten vid konstruktionsbetingat största möjliga svängningsvinkel med en genom den vid tvärbalken be- lägna änden av denna enhet gående radie hos svängskivan bildar unge- färligen en rät vinkel. Härigenom kan just vid särskilt stora sväng- ningsvinklar, vid vilka påhängsvagnen särskilt lätt kan sladda ut mot kurvans inner- eller yttersida åstadkommas ett särskilt stortanligg- ningsmoment.

Den vid ytterkurvan belägna kolv-cylinderenheten ligger vid den konstruktionsbetingat största möjliga svängningsvinkeln hos for- donet företrädesvis tillnärmelsevis parallellt med längdaxeln för den främre fordonsdelen, utan att dock före uppnåendet av ändläget passe- ra dödpunktsläget. Med denna konstruktiva utformning utför kolv- cylinderenheterna vid svängningar av fordonet förhållandevis stora rörelseslag, vilket är fördelaktigt med hänsyn till en exakt reglering.

Lämpligen är kolv-cylinderenheterna anordnade parallellt med planet för svängskivan för att på tvärbalken icke utöva några krafter med vertikala komposanter. För övrigt är kolv-cylinderenheterna före- trädesvis anordnade ovanför svängskivan, detta dels därför att ovan- för svängskivan finns förhållandevis mycket utrymme till förfogande och dels blir kolv-cylinderenheterna härvid anbragta i skyddat läge.

Också vid fel i regleringen av ledspärren möjliggörs fortfa- rande en tillräcklig säker färd om datorn för styrningen enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen uppvisar en feldetekterings- krets och vid uppkomsten av ett fel öppnar en normalt sluten förbi- strömningsledning förbi avstängnings- och förbindelsekretsen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 visar en sidovy av en mellan en främre fordonsdel och en påhängsvagn anordnad led med teleskopenhet- er, som bildar en del av en ledspärranordning, fig 2 visar en planvy uppifrån av den i fig 1 visade leden i icke utsvängt tillstånd, fig 3 visar en motsvarande planvy uppifrån av leden i utsvängt tillstånd, fig 4 visar ett elektriskt och hydrauliskt kopplingsschema för led- spärranordningen, fig 5 visar ett motsvarande kopplingsschema över 4 en särskilt föredragen utföringsform, fig 6 är ett diagram som visar den vid i huvudsak slirfri färd uppnâeliga svängningsvinkeln i beroen- de av hastigheten och olika uppnåeliga tväraccelerationer och fig 7 visar ett diagram som återger maximivärdet liksom gränsvärdet för svängningsvinkeln i beroende av styrvinkeln och/eller fordonets has- tighet.

Enligt fig 1-3 är mellan en främre fordonsdel 1 och en bakre fordonsdel eller påhängsvagn 2 anordnad en med den främre fordonsdel- en 1 fast förbunden svängskiva 3, på vilken en tvärbalk 4 är lagrad svängbar kring svängskivans 3 vertikalaxel. Vid ändarna av tvärbalken 4 är medelst gångjärnsliknande leder 5, vilkas ledaxel sammanfaller med tvärbalkens 4 längdaxel, ledbart förbundna stödarmar 7, som är fast förbundna med påhängsvagnens 2 ram och vars i körriktningen vända ändar stöder mot tvärbalken.

Tvä kolv-cylinderenheter 8 och 9 är dels på radiellt avstånd från svängskivans 3 vertikalaxel sinsemellan direkt intill varandra ledbart anordnade vid en ramdel av den främre fordonsdelen 1 på var- dera sidan om dennas längdaxel och dels med relativt stort inbördes avstånd ledbart förbundna med tvärbalken 4 på den mot pâhängsvagnen 2 vända sidan av ett plan genom vertikal- och längdaxeln till tvär- balken 4, så att kolv-cylinderenheterna 8, 9 bildar en mot pâhängs- vagnen 2 öppen, spetsig vinkel. Därvid är kolv-cylinderenheterna anordnade med axlar parallella med planet för svängskivan 3, dvs en- heterna 8 och 9 kan pâ tvärbalken 4 icke utöva nâgra krafter som har komposanter vinkelräta mot planet för svängskivan 3.

Kolv-cylinderenheterna 8 och 9 bildar en del av en senare i det följande närmare förklarad ledspärranordning för den av sväng- skivan 3 och tvärbalken 4 bildade leden mellan den främre fordons- delen 1 och pâhängsvagnen 2. Den ytterst uppnâeliga böjningsvinkeln i denna led kan vara begränsad av endast i fig 2 visade elastiska anslagsorgan 10, som är anordnade vid svängskivan 3 eller vid de ramdelar, som uppbär denna, och samverkar med icke visade anslag på tvärbalken 4.

Enligt fig 4 har de här endast schematiskt visade kolv-cylinder- enheterna 8 och 9 var och en tvâ kamrar 8', 8" och 9', 9", vilka är anordnade på vardera sidan om den respektive kolven, dvs kolv-cylinder- enheterna 8 och 9 är utformade dubbelverkande.

De nämnda kamrarna 81, 8", 9' och 9" är medelst ledningar 11 och 12 korsvis förbundna med varandra på_visat sätt. Mellan dessa bägge ledningar 11 och 12 är ansluten en avstängnings- och förbindel- 5 sekrets, som - såsom förklaras närmare längre fram - tillåter att man kan möjliggöra eller förhindra ett utbyte av medium, företrädesvis hydraulvätska, mellan ledningarna 11 och 12 liksom de därmed förbund- na kamrarna 8' till 9". När medieutbyte är tillåtet rör sig därvid kolven i den ena av enheterna 8 och 9 tvângsvis i motsatt riktning mot rörelseriktningen för kolven i den andra enheten 9 eller 8.

Avstängnings- och förbindelsekretsen 13 har en med ledningen 12 förbunden anslutning A liksom en med ledningen 11 förbunden anslut- ning B. Från anslutningarna A och B gär inloppsledningar 14 respekti- ve 15, i var och en av vilka är anordnad en backventil 16 för att för- hindra en återströmning i riktning mot anslutningarna A och B, till inloppssidan av ett elektriskt manövrerbar avstängnings- och regle- ringsorgan 17, vilket i sitt visade (icke magnetiserade) mittläge för- binder bägge inloppsledningarna 14 och 15 med en utloppsledning 18.

I sitt åt höger förskjutna ändläge förbinder avstängnings- och regle- ringsorganet 17 endast inloppsledningen 14 med utloppsledningen 18, medan inloppsledningen 15 är avstängd. På motsvarande sätt förbinds vid det vänstra ändläget av avstängnings- och regleringsorganet 17 inloppsledningen 15 med utloppsledningen 18 under samtidig avstäng- ning av inloppsledningen 14.

Utloppsledningen 18 går till en elektriskt manövrerbar, hydrau- lisk strypanordning 19, efter vilken utloppsledningen 18 delar sig i förgreningsledningar 20 och 21, vilka under mellankoppling av back- ventiler 22, som stänger i riktning mot strypanordningen 19, är för- bundna med anslutningarna A och B. Mellan backventilen 22 och stryp- anordningen 19 är ansluten en under övertryck stående ackumulator 23, som kan ta emot respektive fylla på med medium respektive hydraul- vätska.

För att förhindra ett skadligt övertryck är inloppsledningarna 14 och 15 mellan inloppssidan till avstängnings- och regleringsorganet 17 och backventilerna 16 förbundna med en övertrycksskyddsventil 24.

Såväl avstängnings- och regleringsorganet 17 som strypanordning- en 19 regleras medelst en dator 25, som på ingångssidan är förbunden med en ärvärdesgivare 26 för styrvinkeln för de styrbara hjulen hos den främre fordonsdelen 1, en ärvärdesgivare 27 för böjningsvinkeln för leden 3, 4 mellan den främre fordonsdelen 1 och pâhängsvagnen 2 liksom en såsom ärvärdesgivare för körhastigheten tjänande hastighets- mätare 28.

Denna dator omställer vid ökande hastighet strypanordningen 19 via en regleringsledning 29 i riktning mot en kraftigare strypning 6 och vid avtagande hastighet i riktning mot en minskad strypverkan.

I beroende av signalerna från ärvärdesgivarna 26 och 27 för styr- och ledvinklarna liksom eventuellt också i beroende av hastig- heten omställer datorn 25 avstängnings- och regleringsorganet 17 via en regleringsledning 30 åt höger eller via en regleringsledning 31 åt vänster. Om ingen av regleringsledningarna 30 och 31 är aktiverad intar avstängnings- och regleringsorganet 17 det i fig 4 visade läget.

Vid det visade läget av avstängnings- och regleringsorganet 17 möjliggör alltså datorn 25 i beroende av utförd inställning av strypanordningen 19 mot varierande motstånd skeende motsatta rörelser hos kolvarna i kolv-cylinderenheterna 8 och 9, dvs påhängsvagnen 2 kan svängas åt bägge håll i förhållande till den främre fordonsdelen 1.

Om regleringsledningen 30 aktiveras förskjuts avstängnings- och regle- ringsorganet 17 åt höger, så att pâhängsvagnen 2 endast kan svängas i en riktning relativt den främre fordonsdelen 1, enär kolven i kolv- -cylinderenheten 8 endast kan röra sig inåt i sin cylinder under sam- tidig utdrivning av kolven i kolv-cylinderenheten 9. Omvänt kan kol- ven i kolv-cylinderenheten 9 endast inskjutas under samtidig utskjut- ning av kolven i kolv-cylinderenheten 8 om datorn 25 aktiverar regle- M ringsledningen 31 och därmed för avstängnings- och regleringsorganet 17 till dettas vänstra ändläge. Vid aktivering av regleringsledningen 30 kan alltså pähängsvagnen 2 exempelvis svängas åt höger i förhåll- ande till den främre fordonsdelen 1, medan vid aktivering av regle- ringsledningen 31 endast en svängning åt vänster möjliggöres, då i den respektive motsatta riktningen är nämligen leden 3, 4 mellan den främre fordonsdelen 1 och påhängsvagnen 2 låst. I bägge fallen sker svängningen i den respektive tillåtna riktningen mot ett av stryp- anordningen 19 förutbestämt motstånd.

Datorn 25 har en feldetekteringslogik som gör regleringsled- ningarna 30 och 31 strömlösa vid uppkomsten av ett fel och därmed för avstängnings- och regleringsorganet 17 till dettas mittläge.

Samtidigt inkopplas en kontrollampa 32 via en regleringsledning 33.

Detsamma gäller om en tryckgivare 34 reagerar för ett tryckfall i hydraulik- eller mediesystemet och via en regleringsledning 35 tänder kontrollampan 32 och samtidigt avger en lämplig signal via ingångs- ledningen 36 till datorn 25.

Den i fig 5 visade anordningen skiljer sig från den i fig 4 i huvudsak enbart genom att den i fig 4 förefintliga kombinationen av avstängnings- och regleringsorganet 17 och strypanordningen 19 har ersatts med ett regleringsorgan 37, som medelst datorn 25 via en I? 7 tillhörande regleringsledning 38 är steglöst omställbar mellan ett tillstånd med maximal öppning och ett tillstånd med fullständig av- stängning.

I det helt avstängda tillståndet hos regleringsorganet 37 hålls kolvarna i kolv-cylinderenheterna 8 och 9 orörligt fast, medan de sinsemellan kan förflytta sig i motsatta riktningar mot ett mer eller mindre kraftigt motstånd, om regleringsorganet 37 intar ett mer eller mindre öppet läge. I det sistnämnda fallet möjliggöres allt- så en svängning av påhängsvagnen 2 åt höger eller vänster relativt den främre fordonsdelen 1 under mer eller mindre kraftig dämpning av svängningsrörelsen. I det förstnämnda fallet är leden 3, 4 mellan den främre fordonsdelen 1 och påhängsvagnen 2 låst. Parallellt med inlopps- ledningarna 14 och 15 är enligt fig 5 anordnad en förbiströmningsled- ning 39 vars grenledningar normalt är skilda från varandra medelst ett spärrorgan 40. Vid uppkomsten av ett fel kan dock datorn 25 förskju- ta detta spärrorgan 40 via en icke visad regleringsledning, så att förbiströmningsledningen 39 öppnas och samtidigt förbinds med ackumu- latorn 23. Härigenom blir kolvarna i kolv-cylinderenheterna 8 och 9 fritt rörliga oberoende av läget av regleringsorganet 37.

Såväl vid en anordning enligt fig 4 som vid en anordning enligt fig 5 kan alltså datorn 25 genom lämplig reglering av avstäng- nings- och regleringsorganet 17 och strypanordningen 19 respektive regleringsorganet 37 möjliggöra eller förhindra en mer eller mindre kraftig sidosvängningsrörelse hos påhängsvagnen 2. I det enklaste fallet bestämmer datorn det styrvinkelberoende maximivärdet.för sväng- ningsvinkeln, som inställer sig vid ett körsätt med ringa eller ingen slirning vid konstant rattutslag. I fig 7 anger kurvan M detta maximi- värdes beroende av rattutslaget. Så länge som det av ärvärdet för svängningsvinkeln och ärvärdet för styrvinkeln bestående värdeparet ligger inm ett remsformigt onräe M' intill kurvan M, tillåter datorn 25 en godtycklig motriktad rörelse av kolvarna i kolv-cylinderenheterna 8 och 9, var- vid endast vid ökande hastighet strypanordningen 19 eller reglerings- organet 37 omställs i riktning mot en kraftigare strypverkan. Däri- genom möjliggöres en mer eller mindre kraftig svängning av påhängs- vagnen 2 åt vardera sidan. Om det av ärvärdet för styrvinkeln och är- värdet för svängningsvinkeln bestående värdeparet ligger utanför kant- området M' tillåts genom omställning av avstängnings- och reglerings- organet 17 ät höger eller vänster eller genom avstängning respektive öppnande av regleringsorganet 37 endast en sådan rörelse av kolvarna i kolv-cylinderenheterna 8 och 9, vid vilken påhängsvagnen 2 uteslu-

Claims (7)

8 tande kan svängas i en riktning, vid vilken värdeparet för styrvinkeln och svängningsvinkeln närmar sig kantomrâdet M'. På grund av begränsad markfriktion kan ett fordon endast i begränsad utsträckning accelereras i tvärriktning, dvs snäva kurvor kan endast passeras med mindre hastighet, medan vid kurvor med stora radier är högre hastigheter möjliga. Detta betyder detsamma som att ärvärdet för svängningsvinkeln vid i huvudsak slirfri färd måste ligga under hastighetsberoende gränsvärden. Detta har i fig 6 angivits för olika uppnåeliga tvärriktade accelerationsvärden. Detta kan da- torn 25 ta hänsyn till på det sättet att den - jämför åter med fig 7 - beroende på hastigheten tillåter en åt höger eller vänster riktad svängning av pâhängsvagnen 2 endast om det av ärvärdet för styrvinkeln och ärvärdet för svängningsvinkeln bestående värdeparet beroende på hastigheten ligger inom de remsformiga zonerna N1, N2 respektive N3, varvid stigande index motsvarar ökande hastighet. Om detta ärvärdes- värdepar ligger utanför dessa zoner så kan datorn genom lämplig reg- lering av avstängnings- och förbindelsekretsen 13 (se fig 4 och 5) endast tillåta sådana svängningsrörelser, vid vilka värdeparet närmar sig de nämnda zonerna N1-N3. Också om styrningen i fallet med zonen Nz datorn 25 att medelst avstängnings- och förbindelsekretsen 13 för inställs åt höger eller vänster på mer än ca 20° försöker alltså påhängsvagnen 2 närma sig en svängningsvínkel som ligger i närheten av gränsvärdet K2. Motsvarande gäller för gränsvärdena K1 respektive K3, om fordonet framförs med en till zonerna N1 respektive N3 hörande hastighet. Pâ ett särskilt fördelaktigt sätt kan datorn 25 av den tids- mässiga ändringen av styrvinkeln liksom av hastigheten och hastighets- ändringen bestämma ett börvärde för svängningsvinkeln, vilket måste uppkomma beroende på tillryggalagd sträcka och styrvinkeländring, var- vid avstängnings- och förbindelsekretsen 13 påverkas på sådant sätt att pâhängsvagnen 2 närmar sig det aktuella börvärdet för svängnings- vinkeln. P a t e n t k r a v

1. Säkerhetsanordning för reglering av ledvinkeln vid fritt led- bara fordon, särskilt ledbussar, vilka består av en styrbar främre fordonsdel och minst en därmed ledbart hopkopplad bakre fordonsdel eller påhängsvagn, som vid sin främre ände är svängbart förbunden med en tvärbalk, så att den är svängbar kring en tvärgående axel, vilken tvärbalk är vridbart lagrad kring en vertikal axel på en med den främre fordonsdelen eller den framförvarande påhängsvagnen fast för- (J 9 bunden svängskiva och förbunden med denna främre fordonsdel eller framförvarande påhängsvagn via tvâ i planvy sett V-formigt anordnade, företrädesvis dubbelverkande kolv-cylinderenheter, som vid tvärbalken är ledbart anordnade på radiellt avstånd från den vertikala ledaxeln och vid den främre fordonsdelen eller den framförvarande påhängsvagnen är ledbart anordnade tätt intill varandra eller på samma ställe och för dämpning av ledvinkeländringar och/eller begränsning av ledvinkeln samverkar med en datorstyrd regleranordning för reglering av in- och utflödet av medium, företrädesvis hydraulvätska, k ä n n e t e c k - n a d a v att de vid tvärbalken belägna ändarna (8, 9) av kolv- -cylinderenheterna är ledbart anordnade vid tvärbalken (4) på den från den främre fordonsdelen (1) eller den framförvarande pâhängs- vagnen vända sidan av ett plan genom tvärbalkens (4) vertikal- och längdaxel.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de vid tvärbalken belägna ändarna av kolv-cylinderenheterna (8, 9) är så anordnade i förhållande till svängningsaxeln för sväng- skivan (3), att den vid tvärbalken belägna änden av den respektive vid innerkurvan belägna kolv-cylinderenheten (8, fig 3) vid sväng- ningsvinkeln 0 liksom vid den konstruktionsbetingat största möjliga svängningsvinkeln ligger lika långt från det tvärgående plan som inne- håller svängskivans (3) vertikalaxel. I

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d, a v att den vid innerkurvan belägna kolv-cylinderenheten (8, fig 3) vid den konstruktionsbetingat största möjliga svängningsvin- keln bildar tillnärmelsevis en rät vinkel med en radie till sväng- skivan (3), som går genom den vid tvärbalken belägna änden av denna enhet.

4. Anordning enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k- n a d a v att den vid ytterkurvan belägna kolv-cylinderenheten (9, fig 3) vid den konstruktionsbetingat största möjliga svängningsvin- keln ligger tillnärmelsevis parallellt med den främre fordonsdelens (1) längdaxel.

5. Anordning enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k- n a d a v att axlarna till kolv-cylinderenheterna (8, 9) är anordna- de parallella med svängskivans (3) plan.

6. Anordning enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n e t e c k- n a d a v att kolv-cylinderenheterna (8, 9) är anordnade ovanför svängskivan (3). 10

7.. Anordning enligt något av patentkraven 1-6, k ä n n e t e c k- n a d a v att vid leden (3, 4) är anordnade elastiska anslagsorgan (10) i form av ändanslag, vilka vid utebliven funktion hos den dator- påverkade kretsen (13) begränsar svängningsvinkeln, särskilt då den med en feldetekteringslogik försedda datorn (25) vid uppkomsten av ett fel öppnar en regleringsknflsen H3) förbigâende, normalt stängd förbi- strömningsledning. I; tax LG M