SE518449C2 - Hjulupphängning - Google Patents

Description

»Ü 10 15 20 25 30 35 . n .nous- a u . 518 449 längdriktning placerade övre och nedre reaktionsstag vilka är ledbart förbundna med styrspindelhàllaren och en tvärgàende sektion av fordonsramen, bildande ett parallellogram, en tvärgáende krängningshämmare, vilken är infäst i de frán styrspindelhállaren vända ändarna av ett par motsvarande reaktionsstag på båda sidor av fordonet, en första stötdämpare, placerad mellan styrspindelhállarens nedre del samt minst en reglerbar fjädringsanordning, del och fordonsramen, vilken förbinder styrspindelhállarens nedre och fordonsramen, varvid styrspindelhállaren vid sin övre ände är ledbart förbunden vid fordonsramen via en övre bärarm, samt vid sin nedre ände är ledbart förbunden vid fordonsramen via en nedre bärarm.

Fordonsramen kan även förses med en huvudsakligen rektangulär ramdel bestående av tvà väsentligen vertikala delar fästa direkt i fordonsramen pà var sida om detta, samt två väsentligen horisontella, tvärgáende delar vilka förbinder de vertikala delarnas övre och nedre ändar, varvid ramdelen utgör ett fäste för de bärarmar, stötdämpare och reaktionsstag som bär upp styrspindelhállaren.

Detta ger en mycket kompakt hjulupphängning som inte inkräktar på motorutrymmet eftersom den saknar en fjädrande, stel framhjulsaxel. Genom att motorn därmed kan sänkas, ástadkomer man en lägre tyngdpunkt samtidigt som hyttgolvet kan göras förhållande till plant utan att hytten behöver höjas i marknivàn.

Genonx att den reglerbara fjädringsanordningen utgörs av' en eller flera luftbälgar fästa mellan styrspindelhállarens nedre del och fordonsramen, företrädesvis av parvis anordnade luftbälgar på vardera sidan om bärarmarna, kan stora regleringar av chassihöjden åstadkommas. 10 15 20 25 30 35 518 4419 Genom att bärarmar och reaktionsstag används i alla riktningar, ger konstruktionen goda möjligheter att styra (spindelbultens hela (framhjulens lutning utåt) , caster bakåt) fjädringsintervallet och vid palagda belastningar. det camber och spàrviddsförändringar genom lutning Särskilt stora bromslaster med detta att ta upp eftersom fördelaktigt är längsgående reaktionsstag, medför mindre böjmoment på fordonsramen än de traditionella vinklade länkarmar som normalt används för individuella upphängningar.

FIGURBESKRIVNING De i beskrivningen angivna utföringsformerna kommer att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, varvid: Figur 1 visar en perpektivvy av hjulupphängningen, sedd snett framifrån; Figur 2 visar en perpektivvy av hjulupphängningen, sedd snett bakifrån; Figur 3 visar en sidovy av hjulupphängningen; Figur 4 visar en planvy av hjulupphängningen; Figur 5 visar en andra utföringsform av ett par i hjulupp- hängningen ingående bärarmar, sedd underifrån; Figur 6 visar en tredje utföringsform av ett par i hjulupp- hängningen ingående bärarmar, sedd underifrån.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER De föredragna utföringsformerna, vilka kommer att beskrivas med hänvisning till ritningsfigurerna, är avsedda att appliceras på en fordonsram i form av två längsgående U- eller 10l,l02, mellan fordonets framhjul. I den efterföljande texten beskrivs I-balkar där motorn är monterad mellan balkarna den individuella hjulupphängningens konstruktion för en sida av fordonet, där inte annat anges.

Med hänvisning till Figur 1 innefattar lösningen två strukturer i form av ett par hjulspindelhållare l03,104 (s.k. 10 15 20 25 30 35 .nos- n . n nu: 518 449 ai? 4 king posts), en på vardera sidan av fordonet. Varje hjulspindelhállare l03,104 förbinder respektive hjulspindel 105,106 till en fjädringsmekanism, som tar upp krafter i samband med hjulens vertikala fjädringsrörelser. Fjädringen innefattar dels en stötdämpare l07,l08, dels ett par luftbälgar lO9,1lO,lll,ll2 pà var sida om fordonet.

Stötdämparens 107,l08 nedre ände är ledbart infäst i hjulspindelhållaren 103,l04 och dess övre ände är ledbart infäst i fordonsramen, företrädesvis i en huvudsakligen rektangulär ramdel ll3,ll4,l15,ll6 ( en s.k. subframe).

Ledernas axelriktning är huvudsakligen parallell med fordonets längdriktning. Ramdelen består av två vertikala sektioner ll5,ll6 längsgående balkarna lOl,l02, fästa vid de i ingående som är fordonsramen samt två i huvudsak horisontella sektioner l13,114 som förbinder de vertikala sektionerna över och under de längsgående balkarna lOl,l02. Fordonets motor (ej av ramdelens lOl,l02. det utrymme som innesluts ll3,ll4 visad) placeras i horisontella sektioner och balkarna Luftbälgarna l09,llO,1ll,l12 är anordnade parvis på var sida av fordonet, varvid de övre ändarna är infästa utmed fordonets nedre ändarna är fästa i lOl,102 och de styrspindelhàllaren lO3,lO4, ram under stötdämparnas 107,108 nedre Luftbälgarna är anordnade på var sida av ett par ll7,ll8 infästning. tvärgáende, nedre bärarmar som löper under fordonsramen mellan hjulspindelhållarna lO3,104.

De nedre bärarmarna 2l7,2l8 ingår i ett par parallellogram avsedda att ta upp sidokrafter, vilket framgår ur Figur 2. Ett sådant parallellogram finns på var sida av fordonet och innefattar en nedre bärarm 217,2l8, vars yttre ände är ledbart förbunden med styrspindelhållarens 203,204 nedre del samt vars inre ände är ledbart förbunden. med ramdelens nedre sektion 214, förbunden med styrspindelhållarens 203,204 övre del samt vars samt en övre bärarm 2l9,220, vars yttre ände är ledbart inre ände är ledbart förbunden med ramdelens övre sektion 213. v. .ann a... _.,, ' u n 10 15 20 25 30 35 518 449 Lederna för den övre bärarmen 2l9,22O utgörs av kulleder, vars huvudsakliga axelriktning är väsentligen parallell med fordonets längdriktning. Den nedre bärarmen 2l7,218 tar även upp momentet runt vertikalaxeln (Mz-momentet) i sin yttersta led. Denna led är utformad som en gaffel, vilken är infäst i en samverkande del av styrspindelhàllaren, med en axelriktning i fordonets längdriktning.

I en första utföringsform är de nedre bärarmarnas 2l7,218 inre ändar ledbart förbundna med den nedre sektionen 214 av ramdelen via en elastisk infästning 22l,222. Varje led 22l,222 utgörs av en elastisk infästning i form av en vertikalt monterad kropp i ett elastiskt material, exv. gummi, som även medger rörelse i fler riktningar samt dämpning av vibrationer. Även om ledens elastiska utformning medger rörelse i flera axelriktning väsentligen riktningar är dess huvudsakliga parallell med fordonets längdriktning.

I en ytterligare utföringsform är de nedre bärarmarna 2l7,218 ledbart förbundna med en i den nedre sektionen 214 elastiskt 2l7,218 är ledbart infäst mellansektion 224. Bärarmarna infästa i mellansektionens 224 ändar, varvid lederna är utformade som vertikalt monterade kroppar i ett elastiskt material och har en huvudsaklig axelriktning parallell med fordonets längdriktning. Mellansektionen kan vara fast infäst i den nedre sektionen 214,4l4, varvid det elastiska materialet i lederna nædger rörelser i olika riktningar och utgörs av t.ex. gummi för att dämpa vibrationer.

Genom att välja lämplig längd pà bärarmarna 2l7,218 och mellansektionen 224 kan bärarmarnas längd varieras fràn en utsträckning som är mindre än halva avståndet mellan ramens balkar 201,202, till en utsträckning som är väsentligen lika med eller nàgot större än avståndet mellan ramens balkar 20l,202. Om bärarmarnas längd är mindre än halva ramavstándet 10 15 20 25 30 35 anno 1 ~ a en a unna 518 449 är de inre ändarna fästa i de mot respektive bärarm 217,2l8 vända ändarna av mellansektionen 224. Om bärarmarnas längd däremot överstiger halva ramavstàndet är de inre ändarna fästa i de fràn respektive bärarm vända ändarna av mellansektionen (ej visat). Längden pà de nedre bärarmarna väljs med avseende pà vilka köregenskaper och krav pà fjädringsreglering som önskas.

Enligt en tredje utföringsform kan bärarmarna 217,2l8 vara ledbart förbundna. med den nedre sektionen av ramdelen 214, 224, fast Dämpning av vibrationer och upptagning eller mellansektionen via monterade leder, förslagsvis kulleder. av andra mindre rörelser sker genom att ramdelens nedre 214 vid infäst vid de sektion sina ändar är elastiskt vertikala ramdelarna. Dessa infästningar är lämpligen utförda i ett elastiskt material, som gummi.

Horisontella krafter i fordonets längdriktning samt det moment upp ett parallellogram placerade pà var sida av fordonet, sonx uppstår vid inbromsning tas genom par som framgår ur Figur 3. Varje parallellogram består av ett nedre och ett övre reaktionsstag 325,327 , ett fäste pà fordonets ram och styrspindelhàllaren 303. reaktionsstagens 325,327 åtskilda i I en föredragen utföringsform är bakre delar ledbart infästa vertikalt styrspindelhàllarens 303 nedre del. Reaktionsstagens 325,327 främre delar är ledbart förbundna med ett fäste pá fordonets ram. Ledernas huvudsakliga axelriktning är tvärs, eller något vinklade relativt, fordonets längdriktning. Nämnda fäste kan även utgöra infästningspunkt för en främre tvärgáende sektion 329,429. Denna tvärgàende sektion 329,429 förbinder ramens balkar 30l,302,40l,402, upp del av längsgående styvar ramkonstruktionen och kan även utgöra en motorinfästningen. a 10 15 20 25 30 35 518 449 De pà var sida av fordonet placerade nedre reaktionsstagen 125,126,225,226 fungerar även som en krängningshämmare, genom främre ändar är sammankopplade med en tvärgàende och 2. att deras torsionsstav 130,230, som framgàr ur Figur 1 Krängningshämmaren kan vara integrerad med eller infäst i reaktionsstagen pà var sida av fordonet. sätt genom en styrväxel 1o5,3o5 via en Fordonet styrs pá konventionellt 131,331 som påverkar en av hjulspindlarna pitmanarm 132,332, en länkstàng 133,333 och en styrarm 134, som framgår ur Figur 1 och 3. För att få rätt styrgeometri har det tvärgáende parallellstag som normalt överför styrrörelse till motsatt hjulspindel utformats med en brytning, vilket framgår ur Figur 4. Varje hjulspindel 405,406 har försetts med en första länkarm 441,442 som är ledbart förbundet med ett tvärgående parallellstag 443,444. Detta parallellstag 443,444 är ledbart förbundet med en andra länkarm 445,446, soul är ledbart infäst i ett länkarmsfäste 447 vilket är fast förbundet med ramdelens nedre sektion 414 mitt emellan de längsgående balkarna 401,402. Slutligen är de respektive andra länkarmarna 445,446 ledbart förbundna med ett relästag 448 som riktning med de tvâ tvärgàende löper i en parallell parallellstagen 443,444. Genom att utforma styrstagen som tvâ parallellogram med ett centralt relästag, kan styrrörelse överföras med rätt geometri även när de båda hjulen är individuellt upphängda. Samtliga leder som ingår i parallellogrammen har en huvudsakligen vertikal axelriktning, men måste också kunna medge en viss vinkling i samband med hjulens fjädringsrörelse. Detta kan åstadkommas med hjälp av kulleder, elastiska leder eller någon form av dubbelled.

Samtliga leder i reaktionsstag och bärarmar, med undantag för de nedre bärarmarnas yttre led, kan tillverkas av gummi eller liknade material med elastiska egenskaper, vilket ger god - -... ...av -- v .- 518 449 isolation mot vibrationer som kan överföras från väg till fordon via hjulupphängningen.

Genom användning av luftbälgar tillåter hjulupphängningen 5 stora regleringar av chassihöjden. Den utföringsform som beskrivits ovan medger reglering upp 200 mm. och ned 100 mm. från normalhöjden, men som regel är det fordonets användnings- område som avgör regleringens intervall. 10 Uppfinningen är inte begränsad till ovanstående utföringsformer. Exempelvis behövs inte ramdelen l13,1l4,1l5,l16 för att ta upp stora laster, som bromskrafterna, utan behövs bara för mindre sidolaster och vertikallaster. Det är därför möjligt att. åstadkomma en 15 konstruktion utan en ytterligare ramstruktur. En sådan utföringsform medför att de nedre bärarmarna är ledbart infästa direkt i fordonsramen, eller i en för detta ändamål separat monterad tvärgående balk. 20 Den föredragna ramstrukturen är huvudsakligen rektangulär, men det är givetvis möjligt att ge den en bågformad, triangulär eller trapezoid grundform. Utformningen kan exv. påverkas av yttre förutsättningar som belastning och utrymmeskrav. 25 Enligt den föredragna utföringsformen ingår de övre och nedre bärarmarna samt de övre och nedre reaktionsstagen i kraftupptagande parallellogram. Det är givetvis möjligt att ge ' de kraftupptagande strukturerna en trapetsform, genom att de ingående delarnas längd och/eller infästningspunkter ändras. ' 30 ' Luftbälgarnas parvisa placering är den lösning som är enklast -- av utrymmesskäl och gör det även möjligt att använda v - q v: konventionella luftbälgar. Det är dock även möjligt att a u u _ v. använda enbart en luftbälg på var sida, monterad mellan ramen .- ~ -... u . _ - 35 och respektive hjulspindelhàllare men placerad framför eller .nal | v. rn »~u. -». -.._ u o 1 ua.- ~ Q - ~ .- -4 10 zoo - oense . o 0 o u nu o -nou- 0 n uoouua 518 449 ;.," bakom bärarmen. En sádan lösning ger emellertid större belastningar pà både infästningar och luftbälgar och används enbart i sàdana fall dá det inte finns plats för parvis placerade luftbälgar.

Det är även möjligt att ersätta den tvärgáende krängningshämmaren eller en separat monterad krängningshämmare genom att använda aktiva stötdämpare, i stället för stötdämpare av konventionell typ.

Claims (14)

518 449 10 PATENTKRAV

1. lndividuell hjulupphängning för fordon uppbyggda pà en längsgående ram innefattande ett par parallella balkar (101, 102, 201, 202, 301, 302, 401, 402) innefattande en styrspindelhàllare (103, 104, 203, 204, 303, 304, 403, 404), vilken vid sin nedre, yttre ände är lagrat förbunden med en hjulspindel (105, 106, 205, 206, 305, 306, 405, 406), samt en stötdämpare (107, 108, 207, 208, 307, 308, 407, 408), vilken är placerad mellan styrspindelhållarens nedre del och fordonsramen, k ä n n e t e c k n a d a v att ett par i fordonets huvudsakliga längdriktning placerade, övre och nedre reaktionsstag (127, 128, 227, 228, 327, 328, 427,428;125, 126, 225, 226, 325, 326, 425, 426), vilka reaktionsstag är huvudsakligen parallella samt ledbart förbundna med styrspindelhållaren och ett fäste på fordonsramen, att minst en fiädringsanordning (109-112, 209-212, 309-312, 409-412) förbinder styrspindelhållarens nedre del och fordonsramens undersida, samt att styrspindelhållaren vid sin övre ände är ledbart förbunden vid fordonsramen via en övre bärarm (119, 1120, 219, 220, 319, 320, 419, 420), samt vid sin nedre ände är ledbart förbunden vid fordonsramen via en nedre bärarm (117, 118, 217, 218, 317, 318, 417, 418) i en punkt under och mellan balkama (101, 102, 201, 202, 301, 302, 401, 402).

2. Hjulupphängning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den nedre bärarmens (117, 118, 217, 218, 317, 318, 417, 418) inre ände är ledbart förbunden med samt elastiskt infäst i fordonsramen.

3. Hjulupphängning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att fordonsramen (101, 102, 201, 202, 301, 302, 401, 402) är försedd med en huvudsakligen rektangulär ramdel bestående av två väsentligen vertikala delar (115, 116, 215, 216, 315, 316, 415, 416) fästa direkt i fordonsramen på var sida om denna, samt två väsentligen horisontella, övre och nedre tvärgående delar (113, 114, 213, 214, 313, 314, 413, 414) vilka förbinder de vertikala delarnas övre och nedre ändar, varvid ramdelen utgör ett fäste för de bärarmar och stötdämpare som bär upp styrspindelhållaren ( 103, 104, 203, 204, 303, 304, 403, 404). 518 449 11 u w n o u u a I | ø e.

4. Hjulupphängning enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a d a v att den nedre bärarmens yttre ände är lagrad i styrspindelhàllarens (103, 104, 203, 204, 303, 304, 403, 404) nedre del och den nedre bärarmens inre ände är ledbart förbunden med en samt elastiskt infäst i mellansektion (224) som är fast förbunden med fordonsramen (101, 102, 201, 202, 301, 302, 401, 402).

5. Hjulupphängning enligt krav 2 eller 4, k ä n n e t e c k n a d a v att den nedre bärarmens elastiska infästning utgörs av en vertikalt monterad gummibussning, vars övre ände är fäst vid fordonet.

6. Hjulupphängning enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v att den nedre bärarmens inre ände är ledbart förbunden med den mot bärarmen vända änden av mellansektionen (224, 524, 624).

7. Hjulupphängning enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v att den nedre bärarmens inre ände är ledbart förbunden med den fràn bärarmen vända änden av mellansektionen (224, 524, 624).

8. Hjulupphängning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att ramdelens nedre del (114, 214, 314, 414) är elastiskt förbunden med ramdelens båda vertikala delar (115, 116, 215, 216, 315, 316, 415, 416).

9. Hjulupphängning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d a v att den nedre bärarmens inre ände är ledbart förbunden med ramdelens nedre del (114, 214, 314, 414).

10. Hjulupphängning enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att fiädringsanordningen (109-112, 209-212, 309-312, 409-412) är vertikalt reglerbar.

11. Hjulupphängning enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d a v att den reglerbara flädringsanordningen utgörs av en eller flera luftbälgar (109-112, 209-212, 309-312, 409-412) fästa mellan styrspindelhàllarens (103, 104, 203, 204, 303, 304, 403, 404) nedre del och fordonsramen (101, 102, 201, 202, 301, 302, 401, 402). 51812449 u ø : | n.

12. Hjulupphängning enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d a v att den reglerbara fiädringsanordningen (109-112, 209-212, 309-312, 409-412) utgörs av en luftbälg pà vardera sidan om den nedre bärarmen (117, 118, 217, 218, 317, 318, 417, 418).

13. Hjulupphängning enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att en tvärgàende krängningshämmare (130, 230, 330, 430) är integrerad med eller infäst i de från styrspindelhållaren vända ändama av ett par på var sida av fordonet belägna reaktionsstag.

14. Hjulupphängning enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att stötdämparen (107, 108, 207, 208, 307, 308, 407, 408) utgörs av en aktiv stötdämpare, vilken även fungerar som en krängningshämmare.