SE457109B - Fjaedringsanordning vid hjulupphaengning - Google Patents

Description

457 109 l detta fall (där hela eller en de] av det yttre varvets rlíazntter är :níndre än fjäderns huvudvarv) är det oftast önskvärt att undvika skarvníng mellan hu- vudvarven och detta yttre varv. Detta kan enlze-lt rc-aliseras genom att :nan an- ordnar varxfen, så de cylindrar (fiktiva) runt vilka varven är lindade langt-rar mot varandra. - Slutligen noterar vi att naturligtvis kan detta nya fjäderarrangemang ut- föras vid den ena eller bägge av fjäderns ändar.

Det nya fjäderarrangemanget enligt uppfinningen har flera olika använd- ningsområden. Avändnixigen vid tillverkning av MACPHERSON-fjäderben är särskilt intressant.

Fjäderben av MACPHERSON-tjvp består av ett elastiskt ben bestående av en teleskopisk stötdämpare och en fjäder, som är placerad koncentriskt till stöt- dämparen mellan två fixerade skålar, en på stötdämparens kropp och den andra på den stäng som löper genom den nämnda stötdämparkroppen.

Det nämnda benet, ledat vid sin ena ände vid fordonet, är förenat med hjulets axel och monterat vid ramen med sin andra ände. Det mottager alltså genom axeln krafter liggande utanför den axel längs vilken fjädern och stöt- dämparen reagerar parallellt.

Fjädern, som är koncentrisk till stötdämparen, bär vanligtvis bara upp den del av kraften som är koaxial till densamma, dvs de gejder på stötdämparen som upptar den laterala komponenten, upptar de starka skakningar, som påver- kar stötdämparen negativt och medfór slitning.

För att reducera dessa skakningar lutar man fjäderns längsgående axel i förhållande till stötdämparaxeln, på så sätt att den bildar en lateral komposant som stöder upp gejderna.

Detta uppnås genom att man lutar skålarna mot stötdämparens axel, och placerar dem så att fjädern blir rätlinjig vid normal belastning. Vid större eller mindre belastning blir dess axel missformad och fjädern riskerar att knäckas.

Man kan alltså inte fortsätta denna väg och dessutom så gör utrymmesbehovet för det höjda benet det nödvändigt att avlägsna stötdämparen från hjulets plan vilket ökar fórskjutningen av belastningstryckets axel, tvärt emot vad som är önskvärt.

För :att lösa det ovan beskrivna problemet kan man med fördel använda sig av :Ejädríngsanordningen enligt den kännetecknande delen av patentkrav 1.

Man kan notera att detta syfte inte kan realíseras med vanliga fjädrar av slcruvfjädertyp som är sammanpressade mellan två skruvrampformade skålar, utan det föreliggande fjäder- arrangemang är sammansatt av ett antal varv som j! 457 109 är rullade i skruvforrn och slutar i varje ände med ett koaxít-llt varv likaså skruv- forntat men stddda av skålen. De två yttre varvcns ändar vilar var och en mot en av skålar-na. Fjäderns tryck återverkar alltså också på skålens yta och resul- terar i att kraften passerar genom fjäderns geometriska axel.

För att undvika kontakt mellan de olika varven föreslås i FR patentet 2 328 881 en fjäder där kraften är sned med en lutning som inte är beroende av fjäderns diameter eller höjd-Dess två parametrar bestämmes av andra krav, vil- ket hindrar den att inta den lutning den strävar till under belastning, särskilt när det gäller fjädrar med stor böjlighet där fjäderns höjd och resultantens lut- ning varierar kraftigt under olika belastningar.

För att rikta 'belastningen har fjäderarrangemanget som används vid före- liggande uppfinning vid åtminstone sin ena ände ett stödvarv som genom sin form introducerar en horisontell komposant hos kraften, när man trycker ihop fjädern mot skålen.

Man kan enligt uppfinningen exempelvis använda ett fjäderarrangemang i vilket skålen har en konventionell skruvfornz och fjäderns avslutande varv har en stigning som är större än den nämnda skålen.

Den horisontella komposantens storlek eller fjäderns infattning bestäms av den vinkel som stödvarvet bildar med sin stödskål, genom dess excentricitet och dess styvhet. Beroende på hur man belastar fjädern minskas detta stödvarvs vinkel samtidigt som fjäderns höjd. Man ordnar det så att den horisontella kom- posanten beräknas i proportion till belastningen for att behålla resultantens lut- ning tillräckligt konstant.

Det räcker med att ett enda av stödvarven eller en del av detta stödvarv har en stigning som är större än skålen för att trycket skall få en horisontell komposant och för att man skall kunna uppmäta en motsatt, likadan reaktion vid den andra skålen oberoende av det hoptryckta varvets iform. Men om belastnings- punkten på denna skål inte är exakt, kan man observera variationer av den hori- sontella komposanten orientering beroende på belastningen. Man får alltså större precision i orienteringen under rörelsen om man använder en punktformig belast- ning.

Det skall märkas att det kan vara fördelaktigt att utföra kontaktytan mel- lan fjäderänöen och skålen på ett sådant sätt att denna kontaktyta inte kan kom- ma ur läge, varken med avseende till fjäderänden eller skålens yta. För att upp- nå detta kan man exempelvis låta fjäderänden få en sfärisk form och likaså an- bringa en sfärísk fördjupning i skålen.

För attlman vid användning av ett fjädringsarrangemang till fjäderbenet i en MACPHERSON-upphängning enligt uppfinningen ska kunna bibehålla en kons- tant orientering av den horisontella komposanten trots olika belastningstryck, 457 109 föreslås att man placerar fjäderns två ändar, dvs fjäderns två kontaktpunkter mot skålarna i samma plan till fjäderns axel.

Skålarna är vinkelräta till benets axel eller svagt lutande och de är plana eller har skruvforrn. Fjädringarrangemanget består av flera koaxiala varv av lin- dad tråd, vilkas omskrivande kropp kan var en cylinder, en tunna, en kon eller andra mera okonventionella fonner och de två yttre varven kallas stödvarv.

Detta fjädringsarrangemang kan vara koaxialt till eller ligga utanför axeln i förhållande till stötdämparen.

De bifogade ritningarna och följande beskrivning ger olika ej begränsande exempel på utförandet av fjäderben med fjädríngsarrangemang enligt föreliggande uppfinning. - Fig. 1 representerar ett fjädringsarrangemang enligt uppfinningen i sido- VY; Fig. 2 representerar fjädringsarrangemanget i fig. l i planvy; Fig. 3 representerar ett fjäderben med fjädringsarrangemanget enligt fig. l; Fig. 4 är en variant av fig. 1; Beskrivning av fig. 1.

Fjädern R enligt uppfinningen är placerad mellan två skålar 1 och 2, vilka är försedda med kantlister 3 och 4, fjädern består av flera aktiva varv S, som är lindade i skruvform och avslutade i var ände med ett stödvarv 6 och 7.

Enligt föreliggande uppfinning har ett av stödvarven 6, som likaså är lindat i skruvform, sitt centrum utanför de aktiva varvens 5 axel 9 på fjädern R och bildar en vinkel a med skålen l, mot vilken dess fria ände 10 vilar. Detta stödvarvs 6 diameter är mindre än de aktiva varvens 5 diameter, och stödvarvet 6 sviktar obetydligt och behåller sin exakta kontaktpunkt 10 på skålen 1 under största delen av fjäderns R arbete. Emellertid vid stor höptryckning kan man tillåta att kontaktpunkten med skålen vidgar sig lite vid mycket starkt tryck i punkten 10.

Genom den sneda kontakten mellan fjäderns R fria ände 10 och skålen 1 får den kraft, som utövas av fjädern mot skålen l, en horisontell komposant ll och riktningen av resultantens F utövade kraft mot skålen 1 är lutade i förhål- lande till fjäderns axel 9. Genom kraften blir de utövade krafterna av resultanten F på den andra skålen 2 lika och motsatta och får följaktligen samma lutning oberoende av skålens 2 form och formen hos det stödvarv, som vilar mot denna.

Emellertid, om detta varv har en konventionell form, kan man konstatera att re- sultanterna F och F' inte passerar genom fjäderns axel och att deras orientering ß (se fig. 2) har tendens att variera med belastningen. Om man behåller denna orientering konstant genom. att skapa en vinkel a mellan stödvarvet 7 och skålen 2 och låter resultanten passera genom fjäderns axel, genom att placera stödvar- k. c:=_ 457 109 vets 7 kontaktpunkt 11 med skålen 2 i samma vertikala plan passerande genom fjäderns axel på samma sätt som kontaktpunkten 10 i förhållande till skålen 1.

Det vill säga de två fria ändarna 10 och ll och de aktiva varvens axel 9 ligger í samma plan.

Så som här tidigare har sagts; för att behålla vinkeln a mellan stödvarvet 6 och skålen 1 under större delen av belastningen, måste stödvarvet vara till- räckligt styvt. Denna styvhet uppnås genom dess ringa diameter och dess anslut- ning direkt till de aktiva varven utan mellanliggande krökning. Stödvarvets skruv- linje tangenterar i punkten 12 de aktiva varvens skruvlinje 5.

Fig. 3 representerar fjädringsarrangemanget monterat på ett fjäderben.

Skålen 1 verkar gemensamt med kolvens 14 stång 13 som löper genom stöt- dämparens kropp 15, vid vilken skålen 2 är fixerad. Stötdämparens kropp verkar också gemensamt med hjulets 17 axel 16.

De utövade krafternas resultant F på skålen 2 passerar genom hjulets 17 stödyta 18 mot marken. Riktníngen »och lutningen av denna resultant är konstanta och resultanten passerar alltid genom fjäderns axel 9, den paserar också alltid genom punkten 18 oberoende av belastningstrycket.

För att uppnå en bättre kontakt mellan fjäderns fria ändar och skålen, kan man som i fig. 4 avrunda fjäderns ände 19 och anbringa en motsvarande form i skålen. Samma resultat kan uppnås med cylindrisk, torusartad eller sfârisk form.

Uppfinningen kan med fördel användas vid fjäderben till vägfordon i alla de fall där man behöver en kraft som är sned i förhållande till fjäderbenen.

Claims (5)

457 109 é PATENTKRAV

1. Fjädringsanordning vid hjulupphängning för motorfordon innefattande en skruvtryckfjäder (R) vilken samverkar med åtminstone en skål (1, 2) och uppvisar fjäderändvarv (6, 7), varvid styvheten hos åtminstone ett av nämnda fjäderändvarv (6, 7) göres större än styvheten hos övriga fjädervarv (5), vilka utgör aktiva fjädervarv, genom att nämnda fjäderändvarvs diameter göres mindre än diametern hos de övriga fjädervarven (5), och varvid nämnda fjäderändvarv har vid sin fria ände en exakt kontaktpunkt (10, ll) med sin motsvarande skål, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den ökade styvheten hos fjäderändvarvet (6, 7) i förhållande till styvheten hos de övriga fjädervarven (5) är förutbestämd sä, att den resulterande kraften (F, F') från skruvtryckfjädern alltid passerar genom kontaktpunkterna (10, 11) med samma riktning oavsett skruvtryckfjäderns sammantryckning.

2. Fjädringsanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kontaktpunkterna (10, ll) för fjäderändvarvens fria ändar med respektive skål samt centrumlinjen för de aktiva fjädervarven (5) ligger i samma plan.

3. Fjädringsanordning enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att endast en del av fjäderändvarvet (6, 7) uppvisar större styvhet än styvheten hos de övriga fjädervarven. *

4. Fjädringsanordning enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att de fiktiva cylindrar omkring vilka de aktiva fjädervarven (5) resp. fjäderändvarven är lindade tangerar varandra.

5. Fjädringsanordning enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den ingår i en hjulupphängning av MacPherson-typ. .m