SE465867B - Saett att aendra ett fjaedrande belastat ekerhjuls geometri samt reglerorgan foer genomfoerande av saettet - Google Patents

Description

465 867 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN: Föreliggande uppfinning presenterar ett sätt och en anordning för att ändra ett fjädrande ekerhjuls geometri och rullegenskaper vid belast- . ning genom att med hjälp av reglerorgan förändra, 1) avståndet mellan varje hjulsidas navdelar eller 1 2) ekrarnas vâgstråckning mellan hjulets nav och dess hjulbana, så att avståndet mellan underlaget och navet minskar vid avspånnt be- lastat hjul.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN: Uppfinningen kommer nu att närmare beskrivas genom utföringsexempel där hänvisningar till ritningsfigurerna görs med hjälp av sifferbe- teckningar.

Figur 1 visar en principskiss pâ ett anspânnt ekerhjul enligt uppfinningen.

Figur 2 visar en principskiss på ett avspånnt belastat ekerhjul enligt uppfinningen.

Figur 3 visar skematiskt geometrin av ett anspånnt ekerhjul i ett diametralt snitt enligt en första utföringsform.

Figur 4 visar skematiskt geometrin av ett avspånnt ekerhjul i ett diametralt snitt enligt en första utföringsform.

Figur S visar skematiskt geometrin av ett anspånnt ekerhjul i ett diametralt snitt enligt en andra utföringsform.

Figur 6 visar skematiskt geometrin av ett avspånnt ekerhjul i ett diametralt snitt enligt en andra utföringsform.

Figur 7 visar skematiskt geometrin av ett anspânnt ekerhjul i ett diametralt snitt enligt en tredje utföringsform.

Figur 8 visar skematiskt geometrin av ett avspånnt ekerhjul i ett diametralt snitt enligt en tredje utfëringsform.

Figur 9 visar ett diametralt snitt genom en första utförings- form enligt uppfinningen.

Figur 10 visar ett diametralt snitt genom en andra utföringsform enligt uppfinningen.

Figur 11 visar ett diametralt snitt genom en tredje utförings- form enligt uppfinningen. 4§ Ch cfl 00 c)\ -J BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN: Det fjädrande hjulet 1 i vilket uppfinningen ingår år uppbyggt av en flexibel hjulbana 2 som år i huvudsak enkelkrökt och således har for- men av en liggande cylinder. Denna cylinderformade hjulbana 2 år upp- styvad främst genom dess materialparametrar både vad avser deformatio- ner i generatrisriktningen och tangentialriktningen, men även av ek- rarnas materialegenskaper och geometriska fördelning.

I andra än här beskrivna utföringsformer av hjulbanan kan denna upp- styvas genom att förse hjulbanan med förstyvningselement både i dess generatrisriktning och i dess tangentriktning.

Det fjädrande hjulet 1 år vidare uppbyggt med ett nav 3 med traditio- nell funktion, dvs att mellan en drivaxel och hjulbanan bl.a överföra ett moment vid användningen "drivande hjul" och/eller att mellan hjul- banan och hjulaxeln överföra en normalkraft vid användningen "medbrin- gat hjul". Dessa två anvândningsprinciper år av väsentlig betydelse vid uppbyggnaden av ett konventionellt ekerhjul, speciellt vid monte- ringen av ekrarna vid navet. Således krävs en tangentiell montering av ekrarna vid navet i samband med "drivande hjul" vilket inte år nöd- vändigt vid "medbringat hjul" vid låga belastningar. Montering av ekrarna vid navet beror även på hjulbelastningar och hjuldimentioner.

Det enligt uppfinningen fjâdrade hjulet 1 innefattar förutom hjulbanan 2 och navet 3 även mellan hjulbanan 2 och navet 3 kraftöverförande organ 4. Traditionellt sett utgöres dessa kraftöverförande organ av konventionella ekrar vilka år åmnade att uppta huvudsakligen drag- pâkånningar, men som dessutom även kan i viss grad uppta böjpâkân- ningar. I föreliggande uppfinning är de kraftöverförande organen 4 anordnade som en typ av ekerorgan vilka näst intill uteslutande upptar dragpåkänningar. Kraftöverföringsorganen 4 uppför sig således som linor eller vajrar.

Kraftöverföringsorganen 4 kan fästas vid hjulbanans 2 mitt på ett flertal sätt men i huvudsak så att minst ett motsvarande kraftöver- föringsorgan från varje hjulsida år fåstad huvudsakligen i samma punkt 465 867 symmetriskt vid hjulbanans centrum. Sâledes fästes ett kraftöver- föringsorgan frân hjulets vänstra sida tillsammans med motsvarande kraftöverföringsorgan frân hjulets högra sida i approximativt samma punkt pä hjulbanan.

Med "huvudsakligen" och "approximativt" i samma punkt pâ hjulbanan syftas p8 utförandeformer med ett kraftöverföringsorgan utgâende från var sin hjulsida vilka fästes vid hjulbanan bredvid varann längs hjul- banans generatrisriktning eller bredvid varann längs hjulbanans tan- gentriktning. Dessutom syftas med nämnda termer pâ en utförandeform med vardera tvâ kraftöverföringsorgan utgående från var sin hjulsida vilka fästes vid hjulbanan bredvid varann längs hjulbanans generatris- riktning eller bredvid varann längs hjulbanans tangentriktning eller i "fyrkant" vid hjulbanans mitt.

Om en fästnippel är anordnad för fastsättning av kraftöverföringsorga- nen kan emellertid flera kraftöverföringsorgan fästas i samma punkt vid hjulbanan.

Varje kraftöverföringsorgan 4 är vidare fästad vid navet 3. Denna fastsättning kan naturligtvis åstadkommas på ett flertal olika sätt beroende pâ hjultyp vilket indikerats ovan med grundprinciperna "dri- vande hjul" och "medbringat hjul". Anordnandet av kraftöverförings- organen vid navet i samband med föreliggande uppfinning bygger på principen "drivande hjul" varför varje kraftöverföringsorgan år tan- gentiellt monterat i förhållande till navet. Vid en utföringsform enligt föreliggande uppfinning, avseende kraftöverföringsorganens mon- tering vid navet, är kraftöverföringsorganen grupperade fyra och fyra.

Härvid är tvâ av vänstra hjulsidans kraftöverföringsorgan ordnade sâ att ett första kraftöverföringsorgan vid hjulets vänstra sida och ett andra kraftöverföringsorgan vid hjulets vänstra sida utgår frân ömse sidor av navet i förhållande till hjulets axel och sträcker sig upp mot hjulbanan där kraftöverföringsorganen är fastsatta. Vidare år tvâ av högra hjulsidans kraftöverföringsorgan ordnade så att ett första kraftöverföringsorgan vid hjulets högra sida och ett andra kraftöver- föringsorgan vid hjulets högra sida utgår frân ömse sidor av navet i förhållande till hjulets axel och sträcker sig upp mot hjulbanan där 465 867 kraftöverföringsorganen är fastsatta. I denna grupp av fyra kraft- överföringsorgan är det symmetri mellan den vänstra hjulsidan och den högra hjulsidan sä att den vänstra sidans första kraftöverföringsorgan och den högra sidans första kraftöverföringsorgan utgär från tangen- tiellt sett samma sida av navet och vice versa. Inom ramen för efter- följande patentkrav kan naturligtvis monteringen vid hjulbanan respek- tive navet göras pä många olika sätt beroende pâ det specifika belast- ningsfallet och de aktuella dimentionerna.

För att ändra ett fjädrande hjul 1, av den typ och uppbyggnad som be- skrivits ovan, med avseende pâ dess geometri A-B-C enligt figurerna 3- 8 i de där visade tre utföringsformerna (fig.3-4; fig.5-6; fig.?-8), är reglerorgan av varierande utformning i normalfallet anordnade mellan hjulets båda sidor. Vid andra utföringsformer än de här pre- senterade kan även reglerorganen vara anordnade utanför hjulets bäda sidor.

Hjulets sida är här definierad som en tänkt rotationssymmetrisk kon- formad yta, ekeryta, genererad av ett kraftöverföringsorgan som sträc- ker sig mellan dess fåstpunkt vid navet eller dess tänkta förläng- ningslinje till axeln (A i fig.3) och dess fåstpunkt vid hjulbanans mitt (C i fig.3). Ett hjul har härvid en vänster och en höger sida bildad av en sådan tänkt rotationssymmetrisk konformad yta. Härvid erhåller man vid en sådan hjulkonstruktion, ett mellanrum mellan de båda hjulssidorna vilket mellanrum har formen av en rotationssym- metrisk kropp vid anspännt hjul (fig.3). Vid ett hjul av konventio- nell ekertyp kan man tänka sig tvâ rotationssymmetriska ytor vid varje hjulssida beroende av ekrarnas fästpunkter invändigt respektive utvän- digt vid navet. Ett sådant utförande år naturligtvis även möjligt i samband med föreliggande uppfinning. I utförandeformerna enligt fig. 5-6 och fig. 7-8 erhåller man ocksâ rotationssymmetriska kroppar men ytorna genererade av kraftöverföringsorganen har hår, vid anspännt hjul, formen av ett sfåriskt segment (fig.5) och en “dubbelkon" (fig.7) dvs en rak cirkulär kon "ovanpå" en rak cirkulär stympad kon.

I samband härmed kan man avseende utföringsformen enligt figur 3 definiera en vinkel mellan ett kraftöverföringsorgan och symmetripla- net och avseende utföringsformen enligt figur 7 definiera tvâ vinklar mellan ett kraftöverföringsorgan och symmetriplanet i anspännt läge 465 867 och en vinkel mellan ett kraftöverföringsorgan och symmetriplanet i avspännt läge. Härvid definieras hjulets symmetriplan sflsom det plan som gir genom mittpunkten p8 sträckan A-B och punkten C i figurerna 3- 8 samt vinkelrät i förhållande till hjulets axel, dvs symmetriplanet . är vinkerät i förhfillande till hjulets diametralplan. En projektion av ett ekerorgan pâ hjulets symmetriplan kan härvid tänkas i samband . med fig. 3,5,7 avseende hela hjulet och i samband med fig. 4,6,8 av- seende den övre hjulhalvan, som avstândet mellan mittpunkten pâ sträckan A-B och punkten C.

Som nämnts ovan är reglerorganen för ändring av ett fjädrande hjuls geometri normalt anordnade i det rotationssymmetriska utrymmet, dvs mellan hjulets båda sidor (fig.3,5,7).

Gemensamt för samtliga utföringsformer är att hjulet innefattar en i huvudsak enkelkrökt flexibel hjulbana 2 och ett nav 3 samt kraftöver- föringsorgan 4 i form av böjmjuka ekrar av en bestämd längd för kraft- överföring mellan hjulbanan 2 och navet 3, där både hjulbanan 2 och navet 3 år försedda med för kraftöverföringsorganen avsedda fåstanord- ningar. Vidare finns i samtliga utföringsformer reglerorgan som kan pâverka kraftöverföringsorganen så att hjulets geometri A-B-C ändras.

Dessa reglerorgan gör att en variation av ekerspänningen kan åstadkom- mas frân ett tillstånd av maximalt anspännt hjul till ett tillstånd av maximalt avspännt hjul. Vid maximalt anspännt hjul (fig.3,5,7) verkar ekrarna som pâ ett konventionellt ekerhjul typ cykelhjul, medan vid maximalt avspännt belastat hjul (fig.4,6,8) ekrarna pâ hjulets ovan- sida bår navet och ekrarna pâ hjulets undersida slackar (se fig.1 och 2). Mellan dessa tvâ grånslägen för regleringen av ekerspänningen kan således alla mellanlägen ställas in, varvid en anpassning till rådande markförhâllanden kan göras.

I en första utföringsform fig. 3,4,9 är reglerorganet utformat som ett nav innefattande en första och en andra navdel 5,6 vilka navdelar är axiellt förskjutbara i förhållande till varandra. Vidare år den första navdelen S ansluten till hjulets vänstra sidas kraftöver- föringsorgan och den andra navdelen 6 ansluten till hjulets högra si- das kraftöverföringsorgan. Genom att förskjuta dessa navdelar i för- hållande till varandra åstadkommas en ändrad geometri A,B,C i fig. 3 46-5 867 och 4. Vid en ändring från avspännt hjul till anspännt hjul åstadkom- mes en minskning av den konformade ekerytans toppvinkel. Normalfallet av ett hjul enligt denna utföringsform fås när de båda navdelarna försjutits maximalt isär, maximalt anspännt hjul, så att en dragspån- ning induceras i kraftöverföringsorganen runt hela hjulet även när hjulet år belastat. Detta tillstånd av hjulet är jämförbart med ett vanligt ekerhjul, typ cykelhjul. Genom att förskjuta navdelarna mot varandra minskas dragspänningen i kraftöverföringsorganen så att vid ett innersta läge, maximalt avspännt, av navdelarna, hjulet vid be- lastning kommer att hänga i kraftöverföringsorganen. Härvid kommer kraftöverföringsorganen att slacka under hjulet vilket innebär att hjulbanan planas ut mot underlaget varvid en större lastupptagande yta åstadkommas. Det är vid detta tillstånd viktigt att bredden och styv- heten på den i huvudsak enkelkrökta hjulbanan väljes, i varje belast- ningsfall, så att inte utböjning eller vrängning uppträder. Vid denna utföringsform kan således en kontinuerlig variation av förspänningen i kraftöverföringsorganen åstadkommas. För att ändra det axiella av- ståndet mellan navdelarna och således förspänningen år i den visade utföringsformen en manuellt omstållbar skruvmekanism anordnad, vilken innefattar en regleraxel 7 roterbart lagrad i och axiellt låst till den andra navdelen 6. Vidare samverkar regleraxeln 7 med den första navdelen 5 genom en skruv-mutter-mekanism 8 så att en vridning av en justermutter 9 på regleraxeln 7 åstadkommer en ändring av navdelarnas 5,6 axiella avstånd. Axeln är i denna utföringsform lagrad med glid- lager 10,11 i navets-båda ändar.

Inom ramen för de efterföljande patentkraven kan även andra omställ- ningsdon användas. Det år vidare tänkbart att omställningen kan ske under drift med exv hydraulmanövrerade omstållningsdon.

I en andra utföringsform fig. 4,S,10 är reglerorganet utformat som en i mellanrummet anordnad flexibel och pneumatiskt reglerbar tryckbehål- lare 12. Som framgår av ritningsfigurerna ändras hjulgeometrin vid ändrat tryck i behållaren. Vid ökat tryck i behållaren induceras dragpåkânningar i kraftöverföringsorganen vilka är anordnade i eller på den flexibla tryckbehållarens 12 yta. Härvid fungerar hjulet en- ligt denna utföringsform som ett kombinerat ekerhjul och ett helt pneumatiskt hjul. Vid nolltryck i tryckbehållaren 12 fungerar hjulet 465 867 enligt denna utföringsform pâ samma sätt som den första utföringsfor- men vid maximalt hopförda navdelar, dvs navet hänger i dess kraftöver- föringsorgan vilka under navet helt slackar. Utformningen av tryckbe- hâllaren kan göras pâ flera olika sätt ex.vis kan principen “inner- slang till ett konventionellt pneumatiskt däck" användas där denna sk "innerslang" upptar utrymmet mellan de båda hjulssidorna. Ett annat exempel på utformning av tryckbehâllaren är att den utformas som ko- niska hjulssidor i vilka kraftöverföringsorganen är ingjutna. Luft- tillförseln till utförandet med "innerslangen" och till "konvarianten" kan göras med konventionell ventil 13 typ "nippel" eller eventuellt konstrueras med hjälp av ett med en ventil försett axelrör centralt anordnat i navet genom vilket tryckbehâllaren skulle kunna trycksättas (ej visad). Alternativt kan enligt denna utföringsform flera tryck- behållare anordnas i samma hjul vilkas lufttillförsel endera kan vara separat eller centralt anordnad. En variation av denna utföringsform kan åstadkommas genom att anordna en tryckbehâllare utanför respektive hjulsida så att vid anspännt hjul ekerorganen böjs in mot hjulets sym- metriplan.

I en tredje utföringsform fig. 7,8,11 år reglerorganet utformat som en mekanisk anordning vilken innefattar radiellt förskjutbara spånnblock 14, vilka är monterade sammanhängande och flexibelt fixerade till varann till formen av ett åndlöst band eller en ändlös matta. Spänn- blocken 14 löper vid sina ytteråndar radiellt pâ ekerorganen så att varje spånnblock vid sin ände år glidbart anslutet till ett ekerorgan 4. Vidare år reglerdon i form av en pneumatisk behållare 15, av den typ som beskrevs i den andra utföringsformen, anordnad att förskjuta spånnblocken utåt så att de i sitt radiellt sett yttersta läge tvingar respektive hjulsidas kraftöverföringsorgan maximalt frân varandra i en brytpunkt (fig.7; D,E), dvs ut från hjulets symmetriplan. I princip fungerar hjulet enligt denna utföringsform på liknande sätt som hjulet enligt den pneumatiska utföringsformen men att induceringen av dragpâ- känningar i kraftöverföringsorganen åstadkommas pâ det ovan beskrivna sättet. En variation av denna tredje utföringsform kan åstadkommas genom att anordna en spânnanordning utanför respektive hjulsida så att vid anspånnt hjul ekerorganen trycks in mot hjulets symmetriplan. 465 867 Den andra och de tredje utföringsformens reglerørgan bygger pâ hjul med fasta navdelar medan den första utföringsformens reglerorgan ut- göres av axíellt förskjutbara navdelar.

Den pneumatiska behSLLaren enligt denna utföringsform kan utformas med avseende pâ dess trycksåttning pâ Liknande sätt som den trycksâtt- ningsanordníng scm beskrevs i anslutning titl den andra utföríngsfor- men.

Claims (11)

10 465 867 Patentkrav:

1. Sätt att ändra ett fjädrande belastat ekerhjuls geometri, där hjulet (1) innefattar en fjädrande hjulbana (2) och ett nav (3) samt ekerorgan (4) av en bestämd längd för kraftöverföring mellan hjulbanan (2) och navet (3), k ä n n e t e c k n a t a v att ekerorganen (4) pâverkas av reglerorgan så att längden av ekerorganens (4) projektion pâ övre halvan av hjulets (1) symmetriplan förkortas varvid avståndet mellan underlaget och navet (3) ökar.

2. Sätt enligt kravet 1, k å n n e t e c k n a t a v att ekerorganen (4) genom reglerorgan pâverkas så att respektive hjulsidas konformade ekerytas vinkel mot symmetriplanet ökar när hjulet (1) anspännes.

3. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v att ekerorganen (4) genom reglerorgan pâverkas så att respektive hjulsidas konformade ekeryta bringas att uppvisa en dubbelkrökt yta när hjulet (1) anspännes.

4. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v att ekerorganen (4) genom reglerorgan pâverkas så att respektive hjulsidas konformade ekeryta förändras till en dubbelkon när hjulet (1) anspännes.

S. Reglerorgan för att ändra ett fjädrande belastat ekerhjuls geometri, där hjulet (1) innefattar en fjädrande hjulbana (2) och ett (3) nav samt ekerorgan (4) av en bestämd längd för kraftöverföring mellan hjulbanan (2) och navet (3), k ä n n e_t e c k n a t a v att reglerorganen är anordnade att variera ekerspânningen hos hjulet.

6. Reglerorgan enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a t a v att navet (3) innefattar en första navdel (5) och en andra navdel (6) och att den första navdelen (5) år ansluten till hjulets vänstra sidas ekerorgan och att den andra navdelen (6) är ansluten till hjulets högra sidas ekerorgan vilka navdelar år axiellt förskjutbara i förhållande till varandra. 'J 11 _ _ _ 46: 86/

7. Reglerorgan enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a t a v att de mellan hjulbanan (2) och navet (3) anordnade ekerorganen är anslutna till minst en pneumatiskt reglerbar tryckbehâllare (12) anordnad i anslutning till hjulets vänstra sidas ekerorgan och hjulets högra sidas ekerorgan.

8. Reglerorgan enligt kravet 7, k ä n n e t e c k n a t a v att den pneumatiskt reglerbara tryckbehâllaren är anordnad mellan hjulets (1) vänstra sidas ekerorgan och hjulets (1) högra sidas ekerorgan samt att respektive hjulsidas ekerorgan är ingjutet anordnade i den pneumatiska anordningen i form av en armering.

9. Reglerorgan enligt kraven 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a t a v att ett ventilorgan är anordnat i direkt anslutnig till navet (3) så att varje pneumatisk anordning är ansluten till ventilorganet för central tillförsel av tryckmedel.

10. Reglerorgan enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a t a v att de mellan hjulbanan (2) och navet (3) anordnade ekerorganen är anslutna till en mekanisk anordning belägen mellan hjulets vänstra sidas ekerorgan och hjulets högra sidas ekerorgan och att den mekaniska anordningen innefattar radiellt förskjutbara spännblock (14), som i sitt radiellt sett yttersta läge tvingar respektive hjulsidas ekerorgan frân varandra.

11. Reglerorgan enligt kravet 10, k ä n n e t e c k n a t a v att varje spännblock (14) är flexibelt anslutet till intilliggande spännblock i form av en ändlös matta och att en ventilförsedd pneumatisk tryckbehâllare (15) år anordnad att påverka hjulet (1) så att en radiell förskjutning av varje spännblock âstadkommes.