SE500259C2 - Släpvagn med fyrhjulsstyrning - Google Patents

Description

CP C.) C _) NJ U I VI; 2 på släpvagnens markfrigång, och i synnerhet i praktiken är omöjliga att utnyttja vid terränggàende fordon där optimal avpassning mellan låg tyngdpunkt och maximal markfrigång efter- strävas, och där framförallt de korsande stängerna omöjliggör fri vridning av fram- och bakaxlarna i vertikalplan i förhållande till varandra.

Såsom antyds ovan accentueras de beskrivna problemen när det gäller terrängfordon, och i synnerhet inom skogsbruket där man vid körning med traktor eller skotare med släpvagn ofta måste utföra kraftiga svängar under körningen. Vid utförande av dylika svängar med de idag utnyttjade skogsvagnarna som uppvisar en längsgående ram uppburen på en boggiekonstruktion och med en midjestyrning mellan dragfordon och vagn, kommer vagnen att gå i sina egna spår i kurvan, vilket innebär att det i vissa fall kan vara helt omöjligt att ta sig fram på grund av att träd, stubbar, grenar, gropar, osv, hindrar vagnen i dess egna spår när denna skär av den av dragfordonet utförda kurvan. Om man ändå försöker pressa sig förbi exempelvis träd med våld kan detta medföra att värdefulla träd skadas.

Ytterligare problem i samband med dagens skogsvagnar är det höga axeltrycket i kombination med hjul som har liten diameter. Bägge dessa saker leder till stora markskador då man med dagens boggie- konstruktioner måste tvinga boggiehjulen med våld genom kurvor, eftersom boggievagnen alltid vill gå rakt fram, varigenom stora tvärkrafter uppstår. De stora tvärkrafterna innebär att dagens konstruktioner måste vara tunga och dyra med begränsad möjlighet till utnyttjande av hjul med stor diameter, eftersom stora hjul medför större tvärkrafter i boggiekonstruktionen. Ett problem med dagens skogsvagnar är dessutom den tunga och dyra längsgående ramen mellan dragfordonet och boggien, vilken ram måste göras så kraftig att den kan bära hela lasten.

Det grundläggande syftet med föreliggande uppfinning är följakt- ligen att åstadkomma en tvåaxlig släpvagn med fyrhjulsstyrning av inledningsvis angivet slag, med hjälp av vilken de ovan LH CD CD hä U: MD 3 angivna bristerna inom den kända tekniken kan avhjälpas, och med hjälp av vilken närmare bestämt åstadkommes en kompakt överfö- ringsmekanism för överföring av vridningen av framaxeln till bakaxeln utan inverkan på släpvagnens markfrigång.

Detta syfte uppnås med hjälp av en släpvagn av det slag som anges i den kännetecknande delen av patentkravet 1.

En vidareutveckling av den i patentkravet 1 angivna släpvagnen, särskilt för utnyttjande vid terränggående fordon, anges i den kännetecknande delen av patentkravet 4 och andra fördelaktiga vidareutveckling av uppfinningstanken anges i de övriga under- kraven 2-3 och 5-6.

Uppfinningen och dess principer kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till på de bifogade ritningarna illustrerade, föredragna utföringsexempel av uppfinningen. På ritningarna visar: Fig. 1 en schematisk illustration av en typ av fordons- kombination där släpvagnen enligt uppfinningen kan ingå, fig. 2 en delvis schematisk sprängskiss av en utförings- form av släpvagnen enligt uppfinningen, fig. 3 och 4 schematiska illustrationer av hjulaxlar och över- föringsmekanismer vid släpvagnen enligt fig. 2 vid körning rakt framåt respektive i kurva, och fig. 5 och 6 schematiska illustrationer av alternativa utfö- ringsformer med vridbara hjul respektiv med midjestyrning för framaxeln.

Med hänvisning till fig. 1 visas en kombination av en traktor 1 och en släpvagn 2 med framaxel 3 och bakaxel 4 och med en drag- stång 5 för tillkoppling av släpvagnen 2 till traktorn 1. Detta BÜÜ 259 4 är ett allmänt exempel på en typ av släpvagn där principerna för föreliggande uppfinning kan utnyttjas, även om det skall vara uppenbart att uppfinningen med samma fördel kan utnyttjas vid släpvagnar som dras av lastbilar eller motsvarande. Ett exempel på en utföringsform av släpvagnen enligt uppfinningen där denna medelst en konventionell ram- eller midjestyrning är kopplad till ett enaxligt dragfordon illustreras schematiskt i fig. 6.

I fig. 2 illustreras vidare den allmänna uppbyggnaden av en släp- vagn enligt uppfinningen i en föredragen utföringsform särskilt avsedd för utnyttjande inom skogsbruket. Fig. 2 som är delvis schematisk, illustrerar huvudsakligen principerna för uppfin- ningen, varvid det skall vara uppenbart att konstruktionsdetaljer såsom lagringar och förbindningar, vilka icke visas närmare i detalj, utföres med utnyttjande av kända konstruktionselement.

Såsom framgår av fig. 2 består släpvagnens 2 ram 6 i den före- dragna utföringsformen av lastbärande stöttor 7, 8 i vilka virkeslasten eller motsvarande är avsedd att placeras. Last- stöttorna 7, 8 sammanhålles medelst en centralram 9 bestående av ett främre rör 10 och ett bakre rör 11 vilket är inskjutet i det främre röret 10, varvid rören är lagrade så i förhållande till varandra att de kan vridas i förhållande till varandra runt sin längsgående centrumaxel men att de är huvudsakligen axiellt låsta i förhållande till varandra. I stabiliserande syfte är vidare ett antal vinkelstag 12 anordnade mellan «centralramen 9 och de respektive lastbärande stöttorna 7 och 8. På undersidan av var och en av de lastbärande stöttorna 7 och 8 är anordnad en fast, övre, främre respektive bakre vridskiva 13 resp. 14 anordnad med sitt centrum huvudsakligen i mitten av respektive stötta 7, 8.

Fram- respektive bakaxeln 3 resp. 4 med dess tillhörande hjulpar 3a, 3b resp. 4a, 4b uppbär vid sin ovansida en fast vid respek- tive axel monterad nedre, främre respektive bakre vridskiva 15 resp. 16 vilka likaledes är anordnade med sitt centrum l5a resp. l6a huvudsakligen i respektive axels mittpunkt.

SÜÜ BJ 01 vä 5 De nedre vridskivorna 15 och 16 med tillhörande framaxel 3 respektive bakaxel 4 är vridbart monterade i släpvagnens ram 6 i ett sådant läge att deras centrumaxlar l5a, 16a sammanfaller med centrumaxlarna för de övre vridskivorna 13 resp. 14. Med andra ord är de nedre, främre respektive bakre vridskivorna 15 resp. 16 med däri uppburna fram- respektive bakaxlar 3 resp. 4 lagrade vridbara i förhållande till de övre, främre respektive bakre vridskivorna 13 resp. 14 och släpvagnens ram 6.

För överföring av en vridrörelse för den nedre, främre vridskivan 15 och därmed för framaxeln 3 till bakaxeln 4 är anordnad en överföringsmekanism 17 bestående av ett par av överföringsstänger 18, 19 utsträckta mellan en bakre ledad fästpunkt 18a resp. 19a vid bakaxeln (eller alternativt vid den nedre, bakre vridskivan 16) och en främre ledad fästpunkt 18b resp. l9b vid en vridled 20 vilken mittemellan fästpunkterna l8b resp. l9b är vridbart lagrad 20a i släpvagnens ram 6, i den visade utföringsformen företrädesvis i centralramens 9 främre rör 10. I det fall att släpvagnen såsom vid den visade, föredragna utföringsformen är avsedd för terrängkörning skall de bakre 18a, 19a och främre l8b, l9b ledbara fästpunkterna utgöras av' kulleder för att även tillåta axlarnas 3, 4 vridning i vertikalplan i förhållande till varandra.

Med den föredragna konstruktionen kommer överföringsstängerna 18, 19 sinsemellan att löpa på varsin sida om släpvagnens 2 längsgå- ende centrumplan, dvs var och en av överföringsstängerna kommer över hela dess längdutsträckning att löpa på samma sida om släp- vagnens längsgående centrumplan, vilket innebär att de inte inkräktar på släpvagnens markfrigång ens vid den visade utfö- ringsformen där släpvagnens axlar tillåts att utföra en vridning i ett vertikalplan i förhållande till varandra.

Såsom vidare framgår av fig. 2 uppvisar vridleden 20 på ett avstånd framför - sett i släpvagnens körriktning framåt - dess ledbara förbindning med släpvagnsramen 6 en fästpunkt 21a för ledbar anslutning av den ena änden av en bakre överföringslänk 01 CD CD N) U1 V; 6 21 vilken i dess andra ände är ledbart ansluten till en fästpunkt 2lb anordnad i ett från den nedre, främre vridskivan 15 utskju- tande fästöra 22. Genom detta arrangemang kommer bakaxeln 4, vid vridning av framaxeln 3, att utföra en vridning som är motriktad den för framaxeln 3. De bakre fästpunkterna l8a, l9a för över- föringslänkarna 18, 19 är anordnade på samma avstånd från bak- axelns 4 vridningscentrum l6a, de främre fästpunkterna l8b, l9b för överföringsstängerna 18, 19 är anordnade på samma avstånd från vridledens 20 vridningscentnnn 20a och den bakre över- föringslänkens 21 fästpunkter 2la, 2lb är i släpvagnens inrikt- ning för körning rakt framåt (se fig. 3) anordnade på motsatta sidor om men på samma avstånd från släpvagnens längsgående centrumplan A, och genom korrekt val av förhållandet mellan fästpunktens 2lb avstånd till framaxelns 3 vridningscentrum 15a och fästpunktens 21a avstånd från vridledens 20 vridningscentrum 20a och förhållandet mellan fästpunkternas l8a, l9a avstånd till bakaxelns vridningscentrum 16a och fästpunkternas l8b, 19 avstånd till vridledens 20 vridningscentrum 20a uppnår man att en vrid- ning av framaxeln 3 resulterar i en lika stor men motriktad vridning av bakaxeln 4. Detta förhållande illustreras schematiskt i fig. 4.

I det fall där släpvagnen 2, såsom vid den föredragna utförings- formen enligt fig. 2, är kopplad till dragfordonet 1 med hjälp av en dragstàng 5 är den sistnämnda för uppnående av korrekt "nedväxlad" överföring av dess vridning till släpvagnens 2 fram- axel 3, dels ledbart förbunden med den övre, främre vridskivan 13 i en fästpunkt 5a och dels via främre överföringslänkar 23, 24 funktionellt förbunden med den främre, nedre vridskivan 15.

Dragstångens 5 fästpunkt 5a i den övre, främre vridskivan 13 befinner sig i det längsgående centrumplanet A för släpvagnsramen 6 och dragstångens 5 fästpunkter 23a, 24a för de ena ändarna av överföringslänkarna 23 resp. 24 befinner sig på motsatt sida om och på samma avstånd från dragstångens 5 längsgående centrumaxel B (se fig. 4) och således på motsatt sida om och på samma avstånd från släpvagnsramens 6 längsgående centrumaxel A när dragfordonet 1 såväl som släpvagnen 2 är inriktade för körning rakt framåt, (Il C2- CJ hö Un \_/ 7 såsom illustrerats i fig. 3. De andra ändarna av de främre över- föringslänkarna 23, 24, vilka är utförda med samma längd, är led- bart förbundna med fästpunkter 23b resp. 24b i fästöron 25 resp. 26 anordnade vid den yttre periferin av den nedre, främre vrid- skivan 15. Dessa sistnämnda fästpunkter 23b, 24b är likaledes anordnade så att de vid släpvagnens 2 inriktning vid körning rakt framåt befinner sig på motsatt sida om men på samma avstånd från släpvagnsramens 6 längsgående centrumplan A.

Genom denna konstruktion kan en korrekt "nedväxling" av drag- stångens 5 vridrörelse uppnås vid överföring till framaxeln 3 för att uppnå samspårning mellan hjulen 28, 29 på dragfordonets 1 bakaxel 27 (se fig. 3 och 4), och släpvagnens 2 hjulpar 3a, 3b resp. 4a, 4b. Storleken på denna "nedväxling" som är beroende av längden på dragstången, bestäms genom förhållandetlnellan avstån- det mellan dragstångens 5 ledbara förbindning 5a och framaxelns 3 vridningscentrum 15a och avståndet mellan fästpunkterna 23b resp. 24b och framaxelns vridningscentrum l5a.

Genom den ovan beskrivna, enligt uppfinningen föreslagna kon- struktionen uppnår man följaktligen förutom de grundläggande för- delarna av att kombinationen dragfordon-släpvagn blir lättare att köra och manövrera i trånga utrymmen, vilket i sin tur medför mindre risk för skador på släpvagnen och på träd och andra före- mål, och att vändradien kan halveras i förhållande till dagens konstruktioner, även följande specifika fördelar vid applikation av uppfinningen på ett terränggàende fordon: 1) Full vridmöjlighet ges för hjulparen i vertikalplanet utan att man inkräktar på markfrigången. 2) Samma grundkonstruktion kan användas som släpvagn efter såväl traktor, skotare, lastbil som andra fordon med släp.

Med speciell betoning på applikationen inom skogsbruket uppnås dessutom fördelarna att: (fl CI) CJ) N) gm \Q 8 3) Genom att lasten placeras direkt över fram- och bakaxeln på de lastbärande vridskivorna erfordras endast de lastbärande stöttorna med vridskiva och sammanhållande teleskoprör som Iam . 4) Med denna ramkonstruktion blir den totala egenvikten mycket låg och därmed blir axeltrycket lågt. Dagens skotare har en egenvikt av cirka ll ton totalt medan en skotare med en släpvagn enligt uppfinningen har en egenvikt av cirka 5 ton totalt, bägge med lastförmågan 8 ton i terräng. 5) Med konstruktionen enligt uppfinningen försvinner tvärkraf- terna tack vare att alla hjul styr genom en kurva, vilket innebär att centrumavståndet mellan hjulaxlarna kan ökas så att hjul med stor diameter, från 1,7 m och uppåt kan använ- das. Detta innebär i kombination med den låga egenvikten att mindre markskador uppstår genom den goda bärigheten som uppnås med hjul med stor diameter och stor bredd. 6) Lägre tillverkningskostnad tack vare att den tunga och dyra boggien försvinner och tack vare att ramen blir mycket enklare, lättare och billigare att tillverka.

I fig. 5 illustreras schematiskt en modifierad utföringsform av en släpvagn, varvid motsvarande delar betecknas med samma hänvis- ningsbeteckningar som i fig. 2-4 men med primtal. Vid denna utfö- ringsform är fram- och bakaxelns 3' resp. 4' hjul 3a', 3b' resp. 4a', 4b' uppburna på icke närmare visade axeltappar så att hjulen är styrbara i förhållande till axlarna. I detta fall är över- föringsstängerna l8', l9', vilka likaledes är utsträckta på varsin sida om släpvagnens 2' längsgående centrumplan A, vid sina bakre ändar ledbart förbundna med styrarmar 30, 31 till bakaxelns 4' hjul 4a' resp. 4b' vid fästpunkter l8a' resp. l9a' vilka lik- som vid föregående utföringsexempel utgöres av kulleder i fallet med en terränggående släpvagn 2'. Överföringsstängerna l8', 19' är vid sina främre ändar, vid fästpunkter l8b' resp. l9b' lika- ledes ledbart förbundna med en vridled 20' som likaledes är 01 Ci CD BJ (H \C) 9 anordnad med dess vridningscentrum i släpvagnens 2' längsgående centrumplan A. I detta fall ligger emellertid vridledens 20' vridningscentrum 20a' framför framaxeln 3' , sett i färdriktningen framåt, och är dragstången 5' direkt ansluten till vridleden 20'.

I detta fall är vidare ett par av styrlänkar 32, 33 ledbart för- bundna med vridleden 20' vid sina ena ändar, varvid de andra ändarna av styrlänkarna 32, 33 är förbundna med styrarmar 34, 35 till framaxelns 3' styrbara hjul 3a' resp. 3b'. Genom korrekt val av de olika fästpunkternas inbördes placering i förhållande till varandra uppnås med denna utföringsform en motsvarande funktion som den som beskrivits i samband med den första utföringsformen ovan. Det är uppenbart att även denna andra utföringsform kan kombineras med den i fig. 2 visade släpvagnsramen.

Slutligen visas i fig. 6 en utföringsform av släpvagnen enligt uppfinningen som är särskilt avsedd att utnyttjas tillsammans med ett enaxligt dragfordon av typen skotare. Skotaren 36 som i fig. 6 endast visas schematiskt i form av en axel 37 med därav uppburna hjul 37a, 37b är i detta fall förbunden med släpvagnen med hjälp av en konventionell ram- eller midjestyrning 38. På känt sätt består ramstyrningen 38 av en fast med dragfordonets 36 axel 37 förbunden främre ramdel 38a och en fast med släp- vagnens 2 framaxel 3 förbunden bakre ramdel 38b vilka är ledbart förbundna med varandra med hjälp av en styrled 39. Själva midje- styrningen åstadkommes därvid med hjälp av icke visade hydraulik- cylindrar vilka vrider dragfordonets axel 37 och släpvagnens framaxel 3 i förhållande till varandra. Följaktligen erfordras det vid denna utföringsform av uppfinningen inte någon motsvarig- het till de främre överföringslänkarna enligt utföringsformen som illustreras i fig. 2, då vridningen mellan dragfordonets 36 axel 37 och släpvagnens 2 framaxel 3 åstadkommes medelst ram- eller midjestyrningen 38. För övrigt överensstämmer denna sistnämnda utföringsform fullständigt med utföringsformen enligt fig. 2, vad beträffar överföringsmekanismen mellan framaxel 3 och bakaxel 4. Även om uppfinningen i det ovanstående beskrivits med särskild hänvisning till föredragna utföringsformer därav skall det vara (fx C 3 C.) N) U 1 \ç;| lO uppenbart att uppfinningen i dess grundläggande principer även omfattar sådana modifieringar och variationer därav som är uppen- bara för en fackman inom området. Likaledes skall det vara uppen- bart att de i samband med de olika utföringsformerna beskrivna delkonstruktionerna i förekommande fall kan kombineras fritt med varandra. Uppfinningens omfattning skall följaktligen endast begränsas av de bifogade patentkraven.

Claims (6)

(I (_) 3 hä U) \O 11 PATENTKRAV

1. Tvåaxlig släpvagn (2) med fram- och bakaxlarna (3, 4) vrid- bara runt mot släpvagnens längsgående centrumplan (A) vinkelräta vridningsaxlar (l5a, l6a), med en med framaxeln (3) funktionellt förbunden draganordning (5: 38) för vridning av framaxeln runt dess vridningsaxel (l5a) i beroende av en vridning av draganord- ningen i förhållande till släpvagnens längsgående.centrumplan och med en överföringsmekanism (17) för överföring av framaxelns (3) vridning till bakaxeln (4) med samma vinkel men i motsatt rikt- ning, k ä n n e t e c k n a d av att överföringsmekanismen (17) består av ett par av överföringsstänger (18, 19) vilka på i sig känt sätt allmänt är utsträckta i släpvagnens (2) längd- riktning, i sina bakre ändar är direkt eller indirekt ledbart förbundna med bakaxeln (4), på motsatta sidor om men på samma avstånd från bakaxelns vridningscentrum (l6a), och vardera, över hela deras längdutsträckning löper på samma sida om släpvagnens längsgående centrumplan (A) och vilka i sina främre ändar är ledbart förbundna med ett mellanlänksystem (20, 21), i sin tur funktionellt förbundet:med framaxeln (3), av att mellanlänksyste- met består av en vridled (20) som centralt mellan dess ändar är vridbart lagrad i släpvagnen (2), i dess längsgående centrumplan (A), och som i anslutning till dess ändar ledbart uppbär de främre ändarna av överföringsstängerna (18, 19), och av en bakre överföringslänk (21) i sin ena ände förbunden med en fästpunkt (2la) hos vridleden och i sin andra ände funktionellt förbunden med framaxeln (3).

2. Släpvagn enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av fram- och bakaxlarna (3 resp. 4) är vridbart monte- rade i en ram (6) hos släpvagnen (2) medelst ett par av vridski- vor (l3, 15 resp. l4, 16) vilka i sitt centrum är vridbart lag- rade (vridningscentrum l5a resp. l6a) i förhållande till varandra och av vilka en undre vridskiva (15 resp. 16) är fast monterad vid fram- respektive bakaxeln (3 resp. 4) och av vilka en övre vridskiva (13 resp. 14) är fast monterad i släpvagnens ram (6), och av att framaxelns nedre vridskiva.vid sin bakre kant uppvisar 01 CD CJ hä 01 \C 12 en fästpunkt (2lb) för den bakre överföringslänkens (21) andra ände, varvid förhållandet mellan avståndet mellan de ledbara förbindningarna (l8a, 19a) för de tvà överföringsstängernas (18, 19) bakre ändar och avståndet mellan de ledbara förbindningarna (l8b, 19b) för överföringsstängernas främre ändar är proportio- nellt mot förhållandet mellan avståndet mellan vridcentrum (15a) för den den främre nedre vridskivan (15) och dess fästpunkt (2lb) för den bakre överföringslänken (21) och avståndet mellan vrid- centrum (20a) för vridleden (20) och dess fästpunkt (2la) för den bakre överföringslänken (21).

3. Släpvagn enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att draganordningen är en dragstáng (5) vilken i släpvagnens (2) längsgående centrumplan (A) är vridbart förbunden med den övre vridskivan (13) till framaxeln (3) och vid på avstånd vid sidan av varandra och framför dragstângens vridbara förbindelse (5a) med den övre vridskivan belägna fästpunkter (23a, 24a) är vrid- bart förbunden med första ändar av främre överföringslänkar (23, 24), vilka vid sina andra ändar är vridbart förbundna med på avstånd vid sidan av varandra och framför framaxelns (3) vrid- ningscentrum (15a) belägna fästpunkter (23b, 24b) hos den nedre, främre vridskivan (15).

4. Släpvagn enligt något eller några av kraven 1-3, i synnerhet avsedd för körning i terräng, k ä n n e t e c k n a d av att ramen (6) är en centralram (9) bestående av ett främre (10) och ett bakre (11) med framaxeln (3) respektive bakaxeln (4) eller deras respektive övre vridskiva (13 resp. 14) fast förbundna, i varandra inskjutna centralrör vilka är axiellt låsta i förhållan- de till varandra men vilka är roterbart lagrade i förhållande till varandra för att medge vridning av fram- respektive bak- axlarna (3 resp. 4) i ett vertikalplan i förhållande till varan- dra.

5. Släpvagn enligt något eller några av kraven 1-4, k ä n - n e t e c k n a d av att överföringsstängernas (18, 19) främre UW C) RD UI xg 13 och bakre ledbara förbindningar (l8a, l9a, l8b, l9b) med vrid- leden (20) respektive bakaxeln (4) utgöres av kulleder.

6. Släpvagn enligt något eller några av kraven 1-2 och 4-5, k ä n n e t e c k n a d av att draganordningen utgöres av den bakre ramdelen (38b) i en ram- eller midjestyrning (38).