SE466099B - Apparat foer styrning av ett hjulburet fordon, saerskilt en truck - Google Patents

Description

466 099 10 15 20 25 30 35 2 Detta innebär i praktiken att man genom spakrörelserna reglerar den hastighet med vilken ventilerna öppnas och stängs och därmed svängningen av hjulen. För uppnående av önskad jämn svängning brukar föraren därför behöva "pumpa" spaken åt endera hållet, vilket naturligtvis är av ondo.

Det föreligger således behov av ett styrsystem, vid vilket dylika spakrörelser inte behöver utföras.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att med undanröjande av ovannämnda nackdelar åstadkomma en för styrning av ett hjulburet fordon avsedd apparat, medelst vilken föraren kan styra fordonet antingen på gängse vis medelst den ordinarie ratten eller medelst ett komple- mentärt styrsystem, som tillåter föraren att inta en be- kväm och ergonomiskt riktig arbetsställning.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att styrappara- ten skall manövreras på motsvarande sätt som den ordinarie ratten, dvs genom vridrörelser.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att styr-, apparaten dels skall innehålla ett fåtal enkla komponen- ter, dels skall kunna tillhandahållas i form av en till- sats; antingen för nytillverkade eller för befintliga fordon, särskilt truckar.

Dessa och andra ändamål, som kommer att framgå av efterföljande beskrivning, har nu uppnåtts medelst en apparat av det inledningsvis beskrivna slaget, vilken dessutom har de särdrag som anges i den kännetecknande delen av efterföljande patentkrav 1. Ytterligare särdrag hos uppfinningen anges i efterföljande underordnade patentkrav.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det föl- jande under hänvisning till bifogade ritningar, som visar ett utföringsexempel.

Fig 1 visar en förarhytt till ett fordon, som är försett med en styrapparat enligt uppfinningen.

Fig 2-4 visar var för sig ett översiktsschema över styrapparaten enligt uppfinningen i utgångsläge, läge för vänstersväng resp läge för högersväng. 10 15 20 25 30 35 466 099 3 Fig 5 visar pulssignaler frán en pulsgivare, som in- gár i styrapparaten enligt uppfinningen I fig l visas en förarhytt till ett hjulburet fordon, särskilt en truck, där en styrapparat enligt uppfinningen är tillämpbar. Fordonet har ett ordinarie styrsystem med en av föraren manövrerbar ratt 1 av gängse typ, vilken via ett brukligt ventilaggregat 2 är hydrauliskt ansluten till en generellt med 3 betecknad manöveranordning (se fig 2- 4). På känt sätt består manöveranordningen 3 t ex av ett hydrauliskt kolv-cylinderaggregat, som är anslutet till fordonshjulen 4, vilket antyds schematiskt med en streckad linje. Enligt detta utförande är manöveranordningen 3 ansluten till två parvis styrda hjul 4, t ex de båda bakhjulen på en svansstyrd truck. Det ordinarie styrsyste- met 1-3 är som sagt av standardtyp och behöver inte när- mare beskrivas här. Hjulen 4 styrs på känt sätt hydrau- liskt via ventilaggregatet 2 och manöveranordningen 3 i beroende av rattrörelserna.

Fordonet är dessutom försett med ett komplementärt styrsystem, som är inkopplat parallellt med det ordinarie styrsystemet och som omfattar en handmanövrerbar vridskiva 5, vilken är vridfast monterad på en axel 6 (se fig 2-4) till en pulsgivare 7, som kommer att beskrivas närmare längre fram. Vridskivan 5 är företrädesvis placerad fram- till pà förarstolens armstöd. Det väsentliga är att vrid- skivan 5 är monterad på ett för föraren lättåtkomligt och bekvämt ställe. skickar pulsgivaren 7 via en kabel 8 elektriska signaler till en generellt med 9 betecknad signalbehandlingsan- I beroende av vridskivans 5 vridrörelser ordning, vilken likaledes kommer att beskrivas längre fram liksom en däri ingående tidsstyrningsanordning 10. De från signalbehandlingsanordningen 9 utgående signalerna åstad- kommer på hydraulisk väg styrning av hjulen 4.

Således kan fordonet styras antingen medelst det ordinarie styrsystemet eller medelst det komplementära styrsystemet inbegripande vridskivan 5. Föraren kan styra fordonet på vanligt sätt genom att manövrera ratten 1. Det 7466 099 10 15 20 25 30 35 4 komplementära styrsystemet är då overksamt. Föraren kan emellertid även välja att luta sig bekvämt tillbaka och styra fordonet genom att vrida på den i det komplementära styrsystemet ingående vridskivan 5. Det ordinarie styr- systemet 1-3 är då overksamt. Uppfinningen bygger alltså bl a på den insikten att det komplementära styrsystemets styrrörelser skall utföras på motsvarande sätt som de gängse rattrörelserna. Principiellt kan sägas att den ordinarie rattens 1 rörelser skalas ned till vridskivans 5 rörelser. Utväxlingsförhållandet mellan den ordinarie ratten l och vridskivan 5 ligger företrädesvis i området 2:1 till 4:1. Det bör också påpekas att det komplementära styrsystemet vid behov kan kopplas bort medelst en ström- ställare 7', som exempelvis är placerad på pulsgivaren 7.

Det komplementära styrsystemet och dettas samverkan med det ordinarie styrsystemet kommer nu att beskrivas närmare i det följande med hänvisning särskilt till fig 2-4.

I fig 2 visas ett utgångsläge, där både det ordinarie styrsystemet och det komplementära styrsystemet är overk- samt. Hjulen 4 visas för enkelhetens skull riktade rakt fram. I schemat återfinns pulsgivaren 7 med tillhörande vridskiva 5 samt signalbehandlingsanordningen 9. Pulsgiva- ren 7 bildar tillsammans med signalbehandlingsanordningen 9 en styrenhet. Vid vridning av vridskivan 5 åt endera hållet alstrar pulsgivaren 7 i beroende av vridrörelserna signaler i form av elektriska pulssignaler, vilka är fas- förskjutna på så sätt att ett första pulståg motsvarar en medursvridning av vridskivan 5 och därmed svängning av hjulen 4 åt ena hållet, medan ett andra pulståg motsvarar en motursvridning av vridskivan 5 och därmed svängning av hjulen 4 åt andra hållet. Dessa båda pulståg visas i fig 5, där den övre kurvan motsvarar medursvridning medan den nedre kurvan motsvarar motursvridning. Kurvorna visar spänningen U som funktion av vridskivans 5 vridningsvinkel Q. Vridsignaler skickas sålunda från pulsgivaren 7 via den elektriska kabeln 8 till signalbehandlingsanordningen 9, 10 15 20 25 30 35 466 099 5 där de känns av, förstärks och omvandlas till utsignaler, vilka via tvà elektriska ledningar 11 resp 12 skickas till en ventilanordning, vilken beskrivs närmare nedan.

Hydrauldelen av det i fig 2 åskådliggjorda schemat omfattar en hydraulpump 13 med varierbart deplacement och en hydraultank 14 med tillhörande returtankar 15 och 16. I praktiken kan dessa tankar 14-16 utgöras av en enda gemen- sam tank. Vidare är pumpen 13 gemensam för båda styrsyste- men. I schemat är hydraulledningarna av tydlighetsskäl markerade med något tjockare linjer än de elektriska led- ningarna.

Den i hydraulsystemet ingående ventilanordningen om- fattar dels en generellt med 17 betecknad huvudventil i form av en med två axialslider försedd riktningsventil, dels två styrventiler 18 och 19, vilka båda har formen av en proportionalventil med en axialslid. Hydraulsystemet innehåller även en generellt med 20 betecknad lastav- känningsanordning, som är hydrauliskt inkopplad mellan huvudventilen 17 och pumpen 13 och som är försedd med två stycken backventiler 21.

I fig 3 åskådliggörs en sväng åt vänster medelst det komplementära styrsystemet. Vridskivan 5 vrids därvidlag moturs, varvid pulsgivaren 7 alstrar mot denna vridning svarande signaler (nedre kurvan i fig 5), vilka skickas till signalbehandlingsanordningen 9, från vilken ett för- stärkt pulstàg skickas till en ingång på styrventilen 18 via den elektriska ledningen 11. Styrventilen 18 verksam- görs således vid vänstersväng och är markerad med V. På grund av denna elektriska signal förskjuts styrventilens 18 slid 22 åt höger i fig 3, varefter hydraultryck kommer att matas från pumpen 13 till huvudventilens 17 ena sida via en hydraulledning 23. På grund av denna hydraulsignal förskjuts huvudventilens 17 ena slid 24 till det mittre läget, varvid hydraultryck matas från pumpen 13 genom huvudventilen 17 och via hydraulledningar 25 och 26 till manöveranordningen 3. Hydraultrycket påverkar alltså manöveranordningen 3, som snedställer hjulen 4 för väns- 466 099 10 15 20 25 30 35 6 tersväng i beroende av vridningen av vridskivan 5.

Situationen vid högersväng är naturligtvis den om- vända, såsom framgår av fig 4. Vridskivan 5 vrids medurs, varvid pulsgivaren 7 till och behandlas i vidarebefordran till alstrar medurssignaler, som skickas signalbehandlingsanordningen 9 för en ingång på den med H markerade styrventilen 19 för högersväng via den elektriska ledning- en 12. Styrventilens 19 slid 27 förskjuts åt vänster, var- vid hydraultryck matas från pumpen 13 till huvudventilens 17 andra sida via en hydraulledning 28. På grund därav förskjuts huvudventilens 17 andra slid 29 till det mittre läget, varefter hydraultryck matas från pumpen 13 genom huvudventilen 17 och via hydraulledningar 30 och 31 till manöveranordningen 3. På motsvarande sätt som tidigare svängs hjulen 4, denna gång åt höger.

De båda styrventilerna 18 och 19 öppnas sålunda när ett pulståg motsvarande svängning åt vänster eller höger skickas till desamma. Alltefter vilken av styrventilerna 18, 19 som öppnar påverkas endera av huvudventilens 17 slider 24 och 29. För uppnående av en önskad begränsad hydraulmatning till huvudventilen 17 och därmed jämn svängning av hjulen 4 måste styrventilerna 17, 18 hållas öppna en viss tid. Fördenskull inbegriper styrenheten 7, 9 nämnda tidsstyrningsanordning 10, som i beroende av puls- tågens längd och frekvens öppnar och stänger styrventi- lerna 18, 19. Vid långsam vridning av vridskivan 5 innebär detta att styrventilernas 18, 19 slider 22 resp 27 "slår" fram och åter för successiv matning av hydraultryck till huvudventilen 17, vars slider 24 resp 29 slår på motsva- rande sätt. Vid snabb och stor vridning av vridskivan 5, motsvarande ett långt sammanhängande pulståg, spärrar tidsstyrningsanordningen 10 dessutom huvudventilens 17 slidrörelser, så att ventilen hålls öppen under en viss tid för undvikande av ryck i hydraulsystemet, vilket skulle leda till ryckig svängning av hjulen 4. 10 15 20 25 30 35 466 099 7 Under praktiska försök har mycket goda resultat upp- nåtts medelst styrapparaten enligt uppfinningen. Det komp- lementära styrsystem som ingår i styrapparaten enligt upp- finningen kan enkelt monteras såsom en tillsats på befint- liga fordon. Ventilerna 17-19 monteras företrädesvis i mo- torrummet medan pulsgivaren 7 och signalbehandlingsanord- ningen 9 monteras i fordonshytten. Vid nyssnämnda försök har det komplementära styrsystemet helt enkelt koppats in på det ordinarie styrsystemets hydraulledningar 26 och 31 medelst vanliga T-rör. När det ordinarie styrsystemet l-3 används, är det komplementära styrsystemet 5-19 overksamt.

Det finns visserligen hydraultryck i hydraulledningarna 25 och 30, men huvudventilen 17 fungerar i detta läge som backventil (se fig 2). Så snart föraren börjar vrida på vridskivan 5, tar emellertid det komplementära styrsyste- met över styrningen och blir det ordinarie styrsystemet overksamt. Det finns då givetvis hydraultryck i ledningar- na till ventilaggregatet 2, som i detta läge tjänstgör som backventil. I Den i praktiken testade styrapparaten innehåller enk- la komponenter. Som pulsgivare 7 har använts en av LEINE & LINDE AB saluförd fotoelektrisk givare eller inkremental vinkelgivare av modell 58. Som huvudventil 17 har använts en av VICKERS SYSTEMS AB saluförd riktningsventil med typ- beteckningen CME4. Styrventilerna 18, 19 har varit två av VICKERS SYSTEMS AB saluförda proportionalventiler med typbeteckningen XSEBS-2GlU20.

Avslutningsvis bör det påpekas att uppfinningen inga- lunda är begränsad till det utföringsexempel som beskri- vits i det föregående, utan flera modifieringar är tänk- bara inom ramen för den uppfinningstanke som kommer till uttryck i efterföljande patentkrav. Andra typer av givare och ventiler kan naturligtvis användas. Likaså må det näm- nas att hydraulsystemet kan använda en pump med konstant deplacement, i vilket fall man dock måste sörja för genom- strömning genom huvudventilen. Det bör också framhållas att uppfinningen är tillämpbar på mycket vitt skilda typer 466 099 8 av hjulburna fordon med olika ordinarie styrsystem. Upp- finningen är exempelvis användbar vid sådana rattkonstruk- tioner som visas i WO 88/09279. lo f. 15 20 25 30 35 t)

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 466 099 PATENTKRAV

1. Apparat för styrning av ett hjulburet fordon, sär- skilt en truck, inbegripande ett ordinarie styrsystem (l-3) med en av föraren manövrerbar ratt (1) av gängse typ, vilken via ett ventilaggregat (2) är hydrauliskt an- sluten till en manöveranordning (3) för hydraulpåverkan av och därmed styrning av hjulen (4) i beroende av rattrörel- serna, k ä n n e t e c k n a d av ett komplementärt styrsystem (5-19), som är inkopplat parallellt med det ordinarie styrsystemet (l-3) och som omfattar en handma- növrerbar vridskiva (5), vilken i beroende av sina vrid- rörelser via en styrenhet (7-9) skickar styrsignaler till en ventilanordning (17-19), som är hydrauliskt ansluten till manöveranordningen (3), för hydraulpàverkan av och därmed styrning av hjulen (4), varvid de båda styrsystemen (1-3; 5-19) är verksamgörbara var för sig för styrning av fordonet.

2. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att vridskivan (5) är separat monterad på ett för föra- ren lättåtkomligt och bekvämt ställe, företrädesvis fram till på ett armstöd hos en förarstol.

3. Apparat enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att utväxlingsförhållandet mellan den ordinarie ratten (1) och vridskivan (5) ligger i området 2:1 till 4:1.

4. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att styrenheten (7-9) omfattar en pulsgivare (7), som har en axel (6), på vilken vridskivan (5) är monterad, och som i beroende av axelns (6) vrid- ningsriktning och -vinkel alstrar elektriska pulssignaler, vilka är fasförskjutna på så sätt att ett första pulstàg motsvarar en medursvridning av vridskivan (5) och därmed svängning av hjulen (4) åt ena hållet medan ett andra pulstàg motsvarar en motursvridning av vridskivan (5) och därmed svängning av hjulen (4) át andra hállet. 4466 099 10 15 20 25 30 35 10

5. Apparat enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten (7-9) dessutom omfattar en signalbe- handlingsanordning (9) för avkänning, förstärkning och omvandling av pulssignalerna till utsignaler, vilka skickas till och styr ventilanordningen (17-19).

6. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att ventilanordningen (17-19) om- fattar dels en huvudventil (17) i form av en slidförsedd riktningsventil, som är hydrauliskt ansluten till man- överanordningen (3), dels två styrventiler (l8; 19), vilka båda har formen av slidförsedda proportionalventiler och vilka är hydrauliskt anslutna till var sin sida av huvud- ventilen (17), varvid vardera styrventilen (18, 19) har en ingång för mottagning av nämnda styrsignaler, som i be- roende av vridskivans (5) vridningsriktning, motsvarande svängning av hjulen (4) åt endera hållet, skickas från styrenheten (7-9) antingen till den ena eller den andra styrventilen (18, 19), vilken i sin tur hydrauliskt på- verkar huvudventilen (l7) för vidare påverkan av manöver- anordningen (3).

7. Apparat enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att respektive pulståg åstadkommer slidrörelser i styr- ventilerna (18, 19) för öppning och stängning av dessa under begränsad hydraulmatning till huvudventilen (17) och därmed jämn svängning av hjulen (4).

8. Apparat enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten (7-9) inbegriper en tidsstyrningsan- ordning (10), som vid snabb och stor vridning av vridski- van (5), motsvarande ett långt sammanhängande pulståg, spärrar huvudventilens (l7) slidrörelser och därmed håller 'få denna öppen en viss tid.

9. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n - V) n e t e c k n a d av att manöveranordningen (3) utgörs av ett hydrauliskt kolv-cylinderaggregat, som är anslutet till två parvis styrda hjul (4), särskilt två bakhjul pà en svansstyrd truck. 10 15 20 25 30 35 466 099 11

10. Hjulburet fordon, särskilt en truck, t e c k n a t av att det är försett med en apparat enligt något av föregående krav, vilken företrädesvis har formen k ä n n e - av en tillsats.