SE510536C2 - Styrutslagsbegränsare för fordon - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 510 536 2 slitas och kan kräva ett utbyte. Detta är i synnerhet fallet vid körning med fullt utslag på ojämnt underlag.

Vidare kommer en sådan förslitning också att förekomma fastän de två kontakterande ytorna genomgår samma vinkelav- vikelse som fordonets hjulupphängningsarm (eftersom de båda kontakterande ytorna är fästade direkt eller indirekt till hjulupphängarens arm).

Dessutom kan ett gnisslande eller vibrerande ljud upplevas, på grund av kontakten mellan metallen och gummidelarna.

Huvudsyftet med uppfinningen är följaktligen att till- handahålla en lösning till ovannämnda problem.

Ytterligare ett problem som också uppstår är att då styrningen har ett fullt utslag och fordonet körs över ojämn mark, kan hjulen och upphängningen genomgå stora rörelser uppåt och nedåt. Ifall inte lämpliga dimensioner används skulle hjulet komma i kontakt med andra fasta delar på fordonet under sådana stora upphängningsrörelser. Detta leder till buller och/eller skada. Ifall dessutom hjulen utgör både drivande och styrande hjul, behövs det också säkras om att lederna för konstant hastighet (CV-leder) inte utsätts för vinklar utanför deras verkningsområde.

Dessa svårigheter kan undvikas i tidigare känd teknik genom att tillhandahålla begränsare vid ett läge som är inställt för att på så sätt begränsa vridningen av hjulet till ett fixerat belopp som förhindrar alla möjliga kontakter vid samtliga hjulupphängningsavvikelser. Det valda läget borde också samtidigt förhindra för stora vinkelförskjutningar mellan ingångs- och utgångsaxlarna till CV-lederna.

Resultatet med denna begränsningspositionering är emeller- tid att vändcirkeln för fordonet är sedan något större än vad som faktiskt krävs då körning görs på ojämnt underlag med upphängningen i dess normala läge. 10 15 20 25 30 35 51Û 556 3 En större vridcirkel gör bilen svårmanövrerad och är följaktligen icke önskvärt.

I en föredragen aspekt är det följaktligen ytterligare ett syfte med uppfinningen att lösa detta problem, så att en snävare vändcirkel kan åstadkommas utan att kompromissa med begränsarens förmåga till att förhindra hjulet att få kontakt med andra delar på fordonet.

Redogörelse för uppfinningen: Huvudsyftet med uppfinningen löses genom en begränsare vilken har särdragen som definieras i patentkrav l.

Föredragna särdrag enligt uppfinningen definieras i de beroende patentkraven.

I enlighet med den definierade uppfinningen utgörs en av anslagsdelarna av en roterbar rulle. På så sätt kommer en relativ rörelse mellan de kontakterande ytorna, till följd av upphängningens avvikelse orsakade av vertikala rörelser i hjulet, att omvandlas till en rotation av rullen runt dess stela axel.

Den första anslagsdelen kan finnas på en upphängningsarm (exempelvis ett fjäderben till en fjäderbensupphängning) och den andra anslagsdelen kan fixeras till hjulenhetens styrspindel. Fastän att styrspindeln är fästad via en kulled till fjäderbenet, kommer fortfarande en relativ rörelse förekomma mellan anslagsdelarna. Detta är, trots att dessa båda anslagsdelar genomgår samma vinkelavvikelser som fjäderbenet, på grund av den skillnad i längden från svängningspunkten för fjäderbenet på chassit till fäst- punkten på var och en av nämnda anslagsdelar.

I avseende att minimera en relativ rörelse är placeringen av den första anslagsdelen utåt längs upphängningsarmen 10 15 20 25 30 35 510 556 4 (dvs radiellt utåt med hänsyn till den svängbara fäst- punkten till armen på chassit) något begränsad eftersom det måste vara relativt nära hjulplanet. Emellertid kan den första anslagsdelen, med hjälp av denna uppfinning, placeras på en godtycklig lämplig del på fordonet (antingen stationärt eller rörligt med upphängningen) eftersom problemen som påträffas som en följd av relativ rörelse övervinns.

Kortfattad fiaurbeskrivninqz Uppfinningen kommer nu att beskrivas i mer detalj som avser vissa icke-begränsande utföringsformer av uppfinningen som beskrivs i de medföljande ritningarna, i vilka: Fig. l visar en planvy av en yttre del för en undre upphängningsarm till ett fordons främre upphängning för en styrande hjulenhet, med en anslagsdel i form av en rulle, Fig. 2 visar en tvärssnittsvy genom en rulle enligt Fig. l, men visas dessutom i en kontakterande position med en andra anslagsdel, längs en linje II-II i Fig. l och Fig. 6, Fig. 3 visar en ändvy av en utföringsform till en anslags- del utformad för att samverka med nämnda rulle, Fig. 4 visar en anslagsdel enligt Fig. 3 i en sidovy, Fig. 5 visar en alternativ placering av rulldelen, och Fig. 6 visar en genomskärning av styrutslagsbegränsaren i en kontakterande position. 10 15 20 25 30 35 510 536 5 Detaljerad beskrivning av föredragna utförinqsformer: Fig. 1 visar en planvy av en undre upphängningsarm 1, exempelvis ett fjäderben till ett fordon. En anslutnings- punkt 2 för en. kulled. med ett hål. 3 därigenoni för en fästtapp till en kulled (visas ej) är anordnad vid den yttre ändan på upphängningsarmen. Vid den främre sidan av upphängningsarmen, sett j. en framriktad fordonsrörelse, finns där en första anslagsdel i form av en rulle 4 som är roterbart fästad till en första del på fordonet. Fjäderbe- net har avpassats särskilt så att rullen är anordnad i ett hålrum 5 på upphängningsarmen och kan rotera runt en axel X-X. Axeln X-X är fästad i anslutning till fjäderbenet och är företrädesvis formad genom en utskjutande axel längs hålrummet 5.

I den visade utföringsformen utgörs den roterande axeln X-X av en bult 30 (se Fig. 2), där huvudet 6 syns i Fig. l.

Bulten passerar genom ett borrat hål i en utskjutande del 7 på fjäderbenet, genom mittöppningen på rullen och in till ett gängat hål i delen 8 på fjäderbenet.

Vid behov kan mellanlägg eller brickor (visas ej) anordnas på endera sidan av rullens ändytor för att på så sätt säkra en rotering av rullen, med avseende på de inre ytorna till delarna 7 och 8.

Den placering som valts för anslagsrullen på fjäderbenet är företrädesvis på framsidan såsom visas, fast andra place- ringar av rullen på upphängningsarmen är också möjliga.

Exempelvis kan rullen placeras på en undre eller övre yta på upphängningsarmen. Alternativt kan rullen fästas till en stationär del på fordonet, såsom en av de främre konstruk- tionselementen. En sådan placering kommer att förklaras i anslutning till Fig. 5 nedan. 10 15 20 25 30 35 510 536 6 Rullen 4 i sig kan utformas med en yttre yta av något passande material såsom plast eller metall exempelvis.

Emellertid utgörs den yttre ytan företrädesvis av hårdgummi (dvs gummi som är försett med en Shore-hårdhet på omkring 80 eller mer) så att buller som beror på en kontakt mellan rullens anslagsyta och den motsatta anslagsytan minskas.

Medan endast en upphängningsarm visas, framgår det även att rullen är normalt monterad till båda sidorna på fordonet vid samma placering så att styrutslagsbegränsarna kommer att tillhandahållas i båda alternativ kan vara att en rulle exempelvis anordnas på rörelseriktningarna. Ett båda sidorna till endast en av upphängningsarmarna där lämpliga andra anslagsytor som samverkar kan anordnas.

Vid körning med fullt utslag på ojämnt underlag omvandlas den relativa rörelsen mellan anslagsytorna på rullen 4 och den samverkande anslagsytan (se nedan) till en rotation av rullen 4 och buller och vibrationsfenomen är huvudsakligen eliminerade.

Fig. 2 visar en sidovy av en föredragen utföringsform till de första anslagsmedlen längs linjen II-II i Fig. l och vidare i anslutning med en andra anslagsdel (som kommer att visas mera fullständigt senare i Fig. 6). Såsom framgår av denna figur befinner sig bulten 30 som är försedd med ett huvud 6 (se Fig. 1) i centrumet på de första anslags- delarna. Runt bulten 30 finns eventuellt en cylindrisk hylsa 31, där ändarna 9 och 10 som visas i Fig. 1. Hylsan 31 är företrädesvis tätt fastklämd mellan ytorna 7 och 8 och det kan utgöras av, eller beläggas med, plast eller metall. Dessutom kommer hylsan företrädesvis tillhandahål- las med en yttre slät yta. Rullen 4 till de första anslags- delarna har företrädesvis ett mellanlägg 29 stelt fast anbringat till den ihåliga insidan därav, varvid nämnda mellanlägg utgörs av ett lågfriktionsmaterial. På så sätt 10 15 20 25 30 35 510 536 7 erhålles en jämn och fortfarande rubust rullningsanordning.

Anslagsytan 24 som samverkar med rullen 4 utgöres av en andra anslagsdel 20 som är förenad med en styrdel till en hjulenhet, där nämnda anslagsdel 20 följaktligen förflyttas tillsammans med de styrande och upphängande rörelserna till nämnda hjulenhet. En sådan styrd del till hjulenheten torde i allmänhet utgöras av styrspindeln 36 eller axeländan till ett framhjul (se Fig. 6).

Den andra anslagsdelen 20 som ”förenas” med en styrd del till hjulenheten är avsedd att innebära att den andra anslagsdelen kan antingen vara formad som ett stycke med nämnda styrdel (exempelvis genom att vara gjuten därtill) eller att nämnda anslagsdel är fästad därtill på något sätt genom exempelvis svetsning eller bultar. I en föredragen utföringsform enligt uppfinningen utgörs emellertid den andra anslagsdelen av en undre del på en arm som allmänt benämns med referensnummer 20 i Fig. 3, där nämnda arm 3 är fästad till exempelvis styrspindeln 36 vid positionerna 21 och 22, företrädesvis med hjälp av bultar (visas ej). Under den undre fästpositionen 22 har armen 20 en fri ända, som allmänt benämns med 23. Armens yta, som kommer att vara i kontakt med rullen 4, benämns med nummer 24.

Såsom kommer att framgå då plan- och sidovyerna i Fig. 3 ocll 4 jämförs, sträcker sig 'ytan 24 både i Y- och Z- riktningarna på ett krökt sätt från fästpunkten 22. Den visade armen är avsedd att användas som armen på den främre passagerarsidan på ett högerstyrt fordon. Följaktligen kommer den fria ändan 23 att sträcka sig bakåt på fordonet från fästpositionerna 21 och 22.

Den krökta ytan har en bredd och en form i Y-riktningen som möjliggör den till att angränsa till rullen 4 vid fullt 10 15 20 25 30 35 510 536 8 utslag vid samtliga upphängningsavvikelser för det speciel- la fordonet som berörs utan att hindras av upphängnings- armen 1.

I en föredragen utföringsform enligt uppfinningen, har den andra anslagsdelen, som utgörs av den fria änden 23, en anslagsyta 24 som inte är plan utan krökt med en särskild krökning i X-riktningen (se Fig. 3) som varierar vertikalt (i Z-riktningen) längs nämnda del.

Krökningenj_X-riktningen(dvs variationernai_X-riktningen av en punkt på anslagsytan 24 som rör sig i Z-riktningen) har visats i Fig. 3 som två delade sektioner "a" och "b".

Då exempelvis hjulplanet tagits som ett referensplan (som kommer att vara till vänster om armen i Fig. 3), är krökningen av ytan 24 sådan att en punkt på ytan 24 kommer att röra sig mot planet då den rörs längs sektion "a" från punkten A till punkten B. Punkten kommer sedan att röra sig utåt i X-riktningen i sektion "b" från punkten B till punkten C.

Då fordonet körs på ett jämnt underlag vid fullt utslag kommer rullen 4 normalt att vara i kontakt med ytan 24, approximativt vid anslagspunkten B (beroende på fordonslas- ten). Såsom kommer att inses möjliggör detta till att hjulen kan vridas till en maximal styrvinkel och följaktli- gen till att erhålla en minimal vändcirkel. När emellertid fordonet drivs vid fullt utslag och upphängningen avviker uppåt eller nedåt (exempelvis på grund av ojämnt underlag) kommer anslagspunkten röras längs sektionerna "a" respek- tive "b" och hjulen kommer att följaktligen tvingas till att antaga en reducerad styrvinkel genom den varierande krökningen på armen. Syftet med detta är för att kontakten mellan godtyckliga hjuldelar och stationära delar (exempel- vis en sidodel på chassit) kan undvikas vid samtliga upphängningsavvikelser. På så sätt säkras en minimal 10 15 20 25 30 35 510 536 9 vändcirkel vid alla upphängningspositioner medan oönskade kontaker fortfarande förhindras.

Beroende på någon grad i styrningsgeometrin och flexibili- teten i styrleden, kommer fordonets förare också normalt inte känna någon återkoppling genom ratten som en följd av att hjulen genomgår en sådan reducering av styrvinkeln som beskrivits.

Då ett drivhjul och ett styrt hjul är involverade, vilket är fallet med den arm 20 som visas, är dessutom formen på ytan konstruerad på ett sådant sätt så att CV-lederna förhindras från att vara utsatta för vinklarna utanför deras verkande gränser.

Det bör noteras att den exakta krökningen till den an- slagsyta som är i förbindelse med rullen kommer att kräva en avpassning till det berörda fordonet, men i många fall kommer det i allmänhet överensstämma med den form som beskrivits.

Medan rullen 4 är fästad till fjäderbenet l och den andra anslagsdelen 20 är fästad till styrspindeln 36, i den före- dragna utföringsformen som beskrivs ovan, är det också möjligt att kinematiskt omvända detta förhållande genom att anordna rullen 4 någonstans på styrspindeln och den andra anslagsytan på fjäderbenet.

Fig. 5 visar ytterligare en utföringsfor¶\ enligt upp- finningen, i vilken rullen 4 är roterbart monterad i en konsol 25 som är fästad till, eller integrerad med, en sidodel 26 på chassit. Upphängningsarmen l visas, vid dess inre ända, fästad med hjälp av en svängtapp 28 till en konsol 27 på fordonets chassi. Med en sådan anordning bör emellertid anslagsdelen, som är förenad med styrspindeln (visas ej i Fig. 5), att normalt vara förlängd i avseende 10 15 20 25 30 35 510 536 10 att upprätta kontakt med nämnda rulle. Detta är följaktli- gen inte önskvärt eftersom detta medför till att använda mer material och en ökning åstadkommes av den ofjädrande vikten.

Fig. 6 visar allmänt en genomskärning från en trekvartsvin- kel till en upphängd hjulenhet för fordon där vissa delar har utelämnats av förtydligande skäl. Rullen 4 och den sam- verkande anslagsdelen 23 (se Fig. 3 eller 4) visas i en kontakterande position. I denna figur är armen 20 fästad till fordonets styrspindel 36. En drivande anslutning till ett fordons fälg visas vid 34, fastän att drivaxeln och CV- leden har uteslutits för klargörande ändamål.

Rullen 4 har visats vara roterbart monterad på en axel 35 som i sig endast stöds vid en ände (dvs det är fritt i riktning' mot betraktelsepunkten). I fall en sådan ut- föringsform antages bör det säkras om att böjspänningen på stödet är tillräckligt för att hålla emot de normalt högre krafterna från anslagsarmen 20 som genereras under upphäng- ningsrörelser vid fullt utslag. Nämnda krafter kan före- trädesvis förekomma i området kring 12.000 N. Med anledning av detta stöds en rotationsaxel vid båda ändar, vilken motsvarar axeln 30 vid de tidigare visade figurerna som följaktligen är att föredra.

Den upphängda, styrda och drivna hjulenheten i Fig. 6 är i huvudsak vanligast i många andra hänseende, där styrspind- eln 36 stöds av de övre 33 och undre 1 upphängningsarmarna.

Den undre upphängningsarmen 1 är vridbart stödd vid dess inre ända på en svängningsaxels ena ända som visas vid 32.

Medan uppfinningen har beskrivits med hänsyn till vissa utföringsformer därav, är omfånget enligt uppfinningen inte begränsad därtill utan definieras genom de bifogade patent- kraven.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 40 510 536 ll PATENTKRAV:

1. Styrutslagsbegränsare för en upphängd och styrbar hjulenhet på ett fordon, där begränsaren innefattar en första anslagsdel (4) förbunden med en första del (1) på fordonet, där den första anslagsdelen är anordnad för att kontaktera med en andra anslagsdel (20, 23) varvid den andra anslagsdelen är förenad med en andra del (34, 36) på fordonet, där den andra delen på fordonet utgör en styrdel på en hjulenhet, vars andra del är förskjuten i enlighet med styrnings- och upphängningsrörelser i hjulenheten, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att en av anslags- delarna utgörs av en rulle (4), och att rullen är anordnad för att rotera runt en rotationsaxel (X-X) vilken är fast anbringad, med hänseende till den första delen (1) på fordonet med vilken den första anslagsdelen (4) är förenad.

2. Styrutslagsbegränsare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att rullen (4) utgör den första anslagsdelen och att den första delen (1) är en del som förskjuts tillsammans med vertikala rörelser på hjulenheten.

3. Styrutslagsbegränsare enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den första delen är en upphängningsarm (1) på hjulenheten.

4. Styrutslagsbegränsare enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den första delen är en fordonschassidel (26). föregående

5. Styrutslagsbegränsare enligt något av patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att rullen (4) är placerad åtminstone delvis inom en urtagning (5) som är anordnad i den första delen (1) och att rota- tionsaxeln (X-X) utgörs av en bultkärna (30) som sträcker sig över urtagningen (5). 10 15 20 25 30 35 510 536 12

6. Styrutslagsbegränsare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att rullen (4) är försedd med en yttre perifer beläggning av hårdgummi eller plast.

7. Styrutslagsbegränsare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att rullen är försedd med en inre yta av ett lågfriktionsmaterial (29).

8. Styrutslagsbegränsare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den andra anslagsdelen (23) har en krökt anslagsyta (24) för att samverka med den yttre anslagsytan på rullen (4) och att krökningen på den krökta anslagsytan (24) varierar vertikalt längs den andra anslagsdelen (23).

9. Styrutslagsbegränsare enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den krökta anslagsytan (24) är anordnad på en separat arm (20) som i sig är fästad till den styrda hjuldelen (34), att den separata armen (20) har en fri ände (23), på vilken den krökta anslagsytan (24) är anordnad, och att nämnda fria ände sträcker sig från ett fästläge (22) för att fästas till hjulenheten, som dels sträcker sig nedåt och dels i riktning mot den bakre delen av hjulenheten på vilken begränsaren är anordnad.

10. Styrutslagsbegränsare enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att hjulenheten har ett i huvudsak vertikalt hjulplan därigenom, och att, med hänsyn till nämnda plan och som ses i en upphöjd vy från fordonets framsida i en riktning längs den fria änden på den separata armen (20) från toppen (A) till botten (C), en punkt placerad på den krökta anslagsytan (24) kommer att förflyttas i en krökning mot nämnda plan upp till en första 510 556 13 punkt (B) och, från nämnda punkt, iväg från nämnda plan i huvudsak upp till änden (C) på armens fria ände.