SE465564B - Motordrivet fordon med midjestyrning - Google Patents

Description

465 564 10 l5 20 25 30 35 brukligt att lägga midjans vrídningscentrum C mittemellan den fram- vagnens boggicentrum Bl och bakvagnens boggicentrum B2, Fig. l, i det fall både fram- och bakvagnen på fordonet är utrustade med boggis. I det fall fordonets främre del är försedd med endast ett hjulpar har man i samma syfte förlagt mídjans vrídningscentrum mittemellan den främre hjulaxeln och den bakre boggins centrum. Emellertid kommer i båda fallen de tvångsvis drivna, boggimmonterade hjulen att slira relativt varandra, då fordonet svänger. Denna slirning kan bli mycket stor, vilket skall förklaras med hänvisning till Fig. 2.

Fordonets framvagn uppvisar två parallella boggier li och lo (inner- boggi li och ytterboggi lo vid svängning) och bakvagnen uppvisar på motsvarande sätt två parallella boggis 2i och 20. Det främre boggi- paret li och lo uppvisar vidare främre hjul 3i respektive 30 och bakre hjul 4i respektive 40. De båda bakre boggiparen 21 och 20 uppvisar på motsvarande sätt främre hjul 5i och 50 respektive 6i och 60.

Hittills har man betraktat det beskrivna fordonets vändradie som en radie med centrum i skärningspunkten mellan de främre och bakre boggi- parens centrumlinjer, dvs linjer vinkelräta mot fordonets längsaxel skärande respektive boggicentrum Bl respektive B2, Fig. l. I Fig. 2 har detta teoretiska vändradiecentrum betecknats Ot. I ett tänkt fall, som gäller ett existerande arbetsfordon av det slag som visas i Fig. 1, var avståndet D=17OO mm. Vridningsvinkeln i styrleden med vrid- ningscentrum C kunde vid detta fordon uppgå till max 42°, varvid den teoretiska vändradien Rt uppgick till 5600 mm. Emellertid har de båda hjulparen Si och 30 respektive 6i och 60, vilka befinner sig längst bort från styrledens vrídningscentrum C, i själva verket ett gemensamt vändradiecentrum Ol med en vändradie Rl. På motsvarande sätt har de hjulpar 4i och 40 respektive 5i och 50, vilka ligger närmast nämnda vrídningscentrum C, ett gemensamt vändradiecentrum 02 med vändradien R2. I det aktuella fallet var Rl=7300 mm och R2=39OO mm. De inbördes tandemkopplade hjulen, såsom hjulen 30 och 4o, respektive hjulen 50 och 6o är tvångsvis drivna, dvs drivs med samma rotationshastighet.

Detta medför, i det aktuella fallet, på grund av de ovan redovisade geometriska förhållandena, en relativ slirning på cirka 87% mellan de 10 15 20 25 30 35 465 564 främre och bakre ytterhjulen, såsom mellan hjulen 30 och 40 respektive mellan hjulen 50 och 60. Slirningen mellan de tandemmonterade inner- hjulen, såsom mellan hjulen 3i och 4i, respektive mellan hjulen 5i och 6i, blir ändå större eller cirka 150%, då axelbredden är 1750 mm.

Ovanstående förhållanden ger en rad negativa effekter. De allvarligas- te är att slirningen gör att hjulen lätt gräver ner sig vid körning i terräng och därmed förorsakar markskador, att däckslitage och bränsle- förbrukning ökar, och att dragkraften minskar. Samtidigt blir fordo- nets verkliga svängradíe Rl och inte den väsentligt mindre radien Rt, som man normalt räknar med. Detta försämrar i sin tur fordonets fram- komlighet.

I princip samma eller likartade effekter uppstår även vid sådana mid- jestyrda fordon där den främre delen har endast ett hjulpar.

Kom REDoGöRELsE FöR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att eliminera eller åtminstone väsent- ligt reducera de problem som beskrivits ovan. Mer bestämt syftar upp- finningen till att vid fordon av i ingressen angivna slag uppfylla några eller samtliga av följande syften: - att eliminera eller kraftigt minska den relativa slirningen mellan de tandemmonterade hjulen för att därmed - minska fordonets skador på mark eller vägbeläggning, - minska bränsleförbrukningen, - minska däckslitaget och - öka fordonets dragförmåga samt - att minska fordonets effektiva vändradie och därmed - förbättra fordonets framkomlighet. 465 564 10 15 20 25 30 35 Ännu ett syfte är att kunna åstadkomma ovanstående med förhållandevis enkla medel och utan större ombyggnad av existerande boggikonstruk- tioner.

Dessa och andra syften kan vid midjestyrda fordon uppnås därigenom att ett av hjulparen i boggistället, dvs det ena hjulet i vardera boggin, är styrbart, men icke det andra hjulet, och att medel är anordnade för registrering av vridningsvinkeln i midjans styrled för att i propor- tion till den aktuella vridningsvinkeln i styrleden tvångsvis för- ställa de hjul i vardera boggin vilka befinner sig längst bort från styrleden, så att de får väsentligen samma vändradier som de hjul på samma sida av fordonet vilka är närmast styrleden.

Nämnda medel för registrering av vridningsvinkeln i midjans styrled kan exempelvis utgöras av en hydraulisk givarcylinder för varje boggí- par som skall styras, vilken givarcylinder anordnas i midjan vid sidan av styrleden och mellan framvagnens och bakvagnens ramar. Som givare, dvs medel för registrering av vridningsvinkeln i styrleden i midjan, kan även användas en doseringsapparat, som avger en mängd olja i proportion till rattens vridning. Ännu ett tänkbart medel för registrering av vridningsvinkeln är en elektrisk reostat eller potentiometer anordnad att avkänna vinkelläget och som kan styra en servoventil anordnad att kunna avge en mot ut- slaget motsvarande mängd hydraulolja, dvs en form av elektrohydraulisk reglering. Även medlen för att i proportion till vridningsvinkeln i styrleden i midjan tvångsvis förställa de hjul som ligger längst bort från styr- leden i midjan, kan ges olika praktiska utformningar. Företrädesvis anordnas ett parallellstag mellan det hjulpar som skall styras, vilket parallellstag påverkas av en slavcylinder anordnad att manövreras av nämnda givarcylinder eller motsvarande. Även andra rörelseorgan för att påverka nämnda parallellstag är givetvis tänkbara, såväl hydrau- liska som mekaniska, elektromekaniska etc, liksom kombinationer av dessa. 10 15 20 25 30 35 465 564 I denna text skall "boggí" ha den innebörd som ges i Tekniska Nomenklaturcentralens Publikation nr 71, Skogsordlista. Med boggi förstås sålunda två tandemmonterade hjul på mindre inbördes avstånd än två meter. Vidare skall med "förställning" av ett hjul förstås inställning av ett hjul i en viss vinkel mot hjulets neutralläge.

BESKRIVNING AV FÖRDRAGEN UTFÖRINGSFORM Det vändradiediagram som visas i Fig. 3 avser liksom vändradiedíagram- met i Fig. 2 ett fordon av det slag som visas i Fig. 1. De båda dia- grammen i Fig. 2 och Fig. 3 är sålunda jämförbara. Därför har i til- lämpliga delar använts samma hänvisningsbeteckningar i Fig. 3 som i Fig. 2.

Skillnaden i förhållande till ett konventionellt utrustat fordon, som har ett vändradiediagram enligt Fig. 2, är att i enlighet med uppfin- ningen de hjulpar 3i och 30, respektive 6i och 60, vilka befinner sig längst bort från styrleden i midjan med vridningscentrum C, förställs i proportion till vridningsvinkeln a i styrleden. Mer bestämt för- ställs hjulen 3i och 30, respektive 6i och 60, så att deras vändradier Rí respektive Ry får sina fotpunkter i hjulparens 4i, 40 och 5i, 50 vändningscentrum O2'. Om vridningsvinkeln a=35° får i detta fall vänd- radierna R2' för de ytterhjul 30 och 60 vilka ligger längst bort från styrledens vridningscentrum C en längd Ry=48OO mm. Vid samma vrid- ningsvinkel a=35° får ytterhjulen 40 och 20, vilka ligger närmast vrídningscentrum C, en vändradie R2'=465O mm. Skillnaden är alltså mycket liten och ger en relativ slirning mellan ytterhjulen på endast 3.2%, dvs i sammanhanget försumbar. Slirningen mellan innerhjulen, dvs mellanhjulen 3i och 4i, respektive mellan 5i och 6i, blir något större eller cirka 10%, vilket skall jämföras med cirka l50% utan den uppfin- ningsenliga förställningen.

Fig. 4 illustrerar schematiskt hur uppfinningen kan realiseras i prak- tiken. De hjul 3i, 30, 6i och 60, Fig. 3, vilka ligger längst bort från styrledens vridningscentrum C förses vart och ett med en vanlig vridled 10 av i princip samma slag som på drivna, styrande hjul på bilar. Mellan nämnda hjul, såsom mellan hjulen 6i och 60, Fig. 4, anordnas enligt konventionella principer ett parallellstag ll, vars 465 564 10 15 20 25 30 35 styrarmar 12 är anordnade att vrida respektive vridaxel i vridlederna 10 på känt sätt. Parallellstagets 11 rörelser åstadkommes med hjälp av en slavcylinder 13 kopplad mellan fordonsramen 14 och parallellstaget 11. Slavcylíndern 13 matas med hydraulolja via ett par hydraulled- ningar 15 och 16 från en givarcylinder (mastercylinder) 17 kopplad mellan framvagnsramen 18 och bakvagnsramen 14 vid sidan av styrleden 19, vars vrídningscentrum har betecknats C.

Boggierna 2i och 20 är i övrigt konstruerade på konventionellt sätt, dvs var och en är försedd med en boggiaxel 20í respektive 20y som via en differential 21 är kopplad till en kardanaxel 22. Vidare finns i respektive boggilåda eller boggiram 23 kugghjul 24 som överför driv- ningen från respektive boggiaxel 20i, 20y tvångsvis till respektive hjul i de båda tandemmonterade hjulparen, så att dessa på känt sätt tvångsvis drivs med samma rotationshastighet. Dessa delar i systemet kan alltså utformas på konventionellt sätt och utgör inte någon del i uppfinningen. För närmare detaljer angående konstruktionsprinciperna kan hänvisas exempelvis till Terrängmaskinen, del 1, utgiven 1978 av Forskningsstiftelsen Skogsarbeten, sid 145-149.

För förställning av de hjul 3í, 30 i framvagnen, vilka ligger längst bort från nämnda vridningscentrum C, anordnas en likadan utrustning som den som beskrivits med hänvisning till Fig. 4. Sålunda anordnas en separat givarcylinder för slavcylindern i framvagnen, vilken givarcy- linder kan monteras över eller under den visade givarcylindern 17 och på samma avstånd från vridningscentrum C som givarcylindern 17.

Claims (2)

10 l5 20 25 30 35 465 564 PATENTKRAV

1. l. Motordrivet fordon med midjestyrning och åtminstone ett främre, styrbart hjulpar framför midjan, varvid åtminstone bakvagnen uppvisar ett boggiställ med ingående drivaxel (22), differential (21) och två boggier (2i, 20), mellan differentialen och vardera boggin en driven boggiaxel (20i, 20y), och i vardera boggin två hjul (5i, 61, 50, 60), som är tvångsvis drivna av boggiaxeln med samma rotationshastighet via en mekanisk transmission (24) i en boggiram (23), som är vridbar rela- tivt en vagnsram omkring boggiaxelns centrum, k ä n n e t e c k n a t av att ett av hjulparen i boggistället, dvs det ena hjulet i vardera boggin, är styrbart men icke det andra hjulet, och att medel (10, 13, 15, 16) är anordnade för att i proportion till den aktuella vridnings- vinkeln i styrleden i midjan tvångsvis förställa de hjul i vardera boggin vilka befinner sig längst bort från styrleden (19), så att de får väsentligen samma vändradier (Ri, Ry) som de hjul på samma sida av fordonet vilka är närmast styrleden.

2. Fordon enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av medel för registrering av vridningsvinkeln i midjans styrled för styrning av de tvångsvis styrbara hjulen i boggistället.