SE523592C2 - Motorcykel med stödhjulsarrangemang - Google Patents

Description

25 30 523 592 2 Det har visat sig föreligga problem vid stora framhjuls- o o o a ø a u o a - o n ø o ~ . Q nu styrutslag vid laga hastigheter, t.ex. hastigheter under 5 km/timmen. Pà grund av det inledningsvis omnämnda för- sprànget och relativt högt belägen tyngdpunktsplacering uppkommer moment (som kan vara förhållandevis stora) som strävar efter att luta fordonet i en riktning som är mot- satt svängningsriktningen. Detta maste kompenseras av föraren t.ex. med fotisättning. Genom den svenska patent- ansökan omnämnes att kompensering även kan ske med päverkbara aktiva medel (t.ex. hydraulik).

Det har dock visat sig att den föreslagna skrubbnings- funktionen medför ryckningar i fordonets funktion och att det föreligger sidolutnings- svårigheter att göra nämnda kompensationer med fotisättning och/eller nämnda påverkan av de aktiva medlen.

Det föreligger således behov av att i nämnda körlägen med låg fart och stora styrutslag (fordonet kan ha en vänd- diameter om 5-6 meter) höja körstandarden så att vändning eller riktningsändring upplevs som naturlig utan risk att fordonet välter och utan att nämnda motåtgärder behöver utföras av föraren.

Föreliggande uppfinning avser att lösa bl.a. denna pro- blematik och det som huvudsakligan kan anses vara känne- tecknande för uppfinningen är bl.a. att stödhjulsarrange- manget är anordnat att tilldela stödhjulen av framhjulets vridstyrningslägen beroende vridstyrningalägen som medför att fordonet med sitt nämnda langdsnittsplan vid vrid- styrningsutövning i främst fordonets lägre hastighets- omràde antar ett vertikalt läge eller ett läge i förhål- lande till nämnda vertikala läge som lutar något i samma riktning som framhjulets tilldelade vridstyrriktning. 10 20 25 30 523 592 3 u o »en o; I en föredragen utföringsform anordnas stödhjulens cross~ axel respektive crossaxlar så att den respektive dessa åtminstone väsentligt riktas mot fordonets vridningscent- rum. Stödhjulen anordnas företrädesvis pà en stödhjulen uppbärande enhet som kan vara lagrad i fordonschassit via en kulled medelst vilken åstadkommas åtminstone tre fri- hetsgrader med avseende pà stödhjulens rörelsefunktion.

För stödhjulsfunktionen kan anordnas styrdämpning, t.ex. medelst tvà styrdämpare vilkas geometri i kulledsutföran- det är anordnat så att de vid krypkörning begränsar stöd- hjulsaxlarnas styrvinklar och vid fordonets nedläggning i hastigheter över ca 50 kurva vid höga hastigheter, t.ex. km/tim., ger en avdriftsvinkel om, t.ex. 2-3° pà cross- axeln. Dessuton\ kan arrangemanget uppvisa lutnings- och stötdämpare, t.ex. av konventionellt slag.

I en alternativ utföringsfonn är den stödhjulen uppba~ rande enheten vridbart anordnad kring eller med en i längdsnittsplanet horisontellt sig sträckande axel. Enhe- ten uppbär styrleder för stödhjulen och styrledarna kom- penserar bàde för sidförflyttning och styrvinkel, vilket kan ske tvångsmässigt eller aktivt med t.ex. hydraulik, eller passivt då styrdämpare och eventuella lásningsfunk- tioner för högre farter kan utnyttjas.

I en ytterligare utföringsform utnyttjas en central led som kompenserar för sidoförflyttningen och crossaxelns gstyrvinkel. Även här kan aktiv eller passiv styrning ut- nyttjas (jämför ovanstående).

I en ytterligare utföringsform innefattar stödhjulsarran~ gemanget en stödhjulen uppbärande enhet son\ är vridbart förhållande till fordonets eller anordnad i chassi i 10 15 20 25 30 525 592 4 kring tre huvudriktningar. En första riktning sträcker sig därvid i horisontalled eller något lutande i förhål- lande till horisontalleden i fordonets nämnda längdrikt- ningsplan. En andra riktning sträcker sig i vertikalled i nämnda längdriktningsplan och en tredje riktning sträcker sig vinkelrätt mot nämnda längdriktningsplan. Ytterligare kännetecken kan vara att i den första riktningen sträcker sig en första axel, t.ex. pivàaxeln eller en lutninge- axel, kring eller med vilken enheten är vridbar i en första vridningsriktning. I den andra riktningen sträcker sig en andra axel eller en styraxel, kring eller med vilken enheten är vridningsbar i en andra vridningsrikt- ning, och att i den tredje riktningen sträcker sig en tredje axel eller fjädringsaxel, kring eller med enheten är vridbar i en tredje vridningsriktning.

I en utföringsfornx utnyttjas lutnings- och stötdämpare som kan regleras med eller via en balanseringsautomatik.

Alternativt kan dämpare vara kopplade till nydraulcylind- rar (hydraulik) och regleras manuellt (av föraren), t.ex. via fotpedal(-er).

Ytterligare vidareutvecklingar av uppfinningstanken fram- går av efterföljande underkrav.

Genom den pa så sätt uppnådda styrbarheten för stödhjulen elimineras behovet av skrubbningsfunktion och påverk- ningar av aktiva medel i vissa làghastighetsskeden. Genom styrbarheten och dennas kombination med lutning åt rätt häll kan sidokrafter som annars tvingar fordonet att luta àt fel hàll elimineras. Fordonet kan styras med stor bekvämlighet även i nämnda låga farter och vid stora utslag på framhjulet. Stor valfrihet kan erhållas för sidohjulsarrangemangets läge mellan fram- och bakhjulen. 10 15 25 523 592 5 Ibland önskar man ett läge närmare framhjulet, vilket har n u n . no u varit svart att åstadkomma i kända arrangemang. Lásfunk- tion vid höga fordonshastigheter av stödhjulen bidrar till att motorcykelkänslan kan bibehallas i det högre hastighetsomràdet. Genom den aktiva eller passiva styr- ningen av stödhjulen föreligger under fordonets hela kör- ning nmrkkontakt för stödhjulen. Bilkänsla erhålles vid laga farter.

En för närvarande föreslagen utföringsform av en anord- ning som uppvisar de för uppfinningen signifikativa sär- dragen skall beskrivas i nedanstående under samtidig hän- visning till bifogade ritningar där figur l i perspektiv snett ovanifrán och bak- ifrån visar ett principiellt angivet fordon med en första utföringsfornx av stödhjulsarrangemang, figur la förstorat i förhållande till figuren l visar en i arrangemanget ingående kul- ledslagring, figur 2 i horisontalvy och principiellt visar en andra utföringsform av stödhjulsarrange- möügfit , figurer 3-3d i olika vyer visar delar av ett fordon som utnyttjar en tredje utföringsform av stödhjulsarrangemanget, figur 4 i perspektiv ovanifràn och snett bak- ifrån visar ett fjärde stödhjulsarrange- 0 o o c a 0 u 0 o 0 000 0:00 o n u 0 0 0 00 oooo 00 10 15 20 25 30 523 592 6 mang, som uppvisar den principiella upp- byggnaden enligt figurerna 3-3d, figur 5 i horisontalvy ovanifràn visar delar av arrangemanget enligt figuren 4, och figur 6 i sidovy visar exempel pá försprång i framhjulsgeometri vid olika styrvinklar.

I figuren 1 visas ett fordon generellt med 1. Endast de av uppfinningen berörda delarna är visade. Fordonets chassi är angivet med 2, ett framhjul med 3, och ett bak- hjul med 4. Framhjulet är anordnat med en hjulupphängning 5 innefattande en gaffel 6 och ett styre 7. Motor, säte, m.m. är ej visade för tydlighetens skull. Fordonet utgö- res i föreliggande fall av en motorcykel som är försett med ett stödhjulsarrangemang 8 som i utföringsexemplet innefattar en bàgformad enhet 9 som vid aina ytter~ eller nederändar 9a och 9b uppbär stödhjul 10 och ll, som kan vara tvà eller flera till antalet. Enheten 9 är lagrad i chassit 2 via en kulled 12 vid sina mittendelar. Enheten 9 arbetar med åtminstone 3 frihetsgrader och är således vridbart anordnad kring eller med tre inbördes vinkelräta axlar (jämför konventionella x-, y- och z-axlar) med- förande att stödhjulen kan vridas i beroende av fram- (fordonets) vridningar. Alternativt kan den ena bakåt/nedåt. Stöd- hjulens vridninqar sker mot verkan av Styrdämpare 12 och hjulets axeln (x-axeln) luta något, t.ex. 13, vilka vid stödhjulens vridningar strävar efter att återföra stödhjulen till utgångsläget där vridningen är noll. Styrdämparna är infästa i chassit och enheten via sina ändar 12a, l2b och l3a, 13b. Stödhjulen är lagrade i eller försedda med hjulaxlar lOa, lla. Dessutom är fordo- net l försett med lutnings- och stötdämpare 14 och 15 som n n u nu coon oo 10 15 20 25 30 c .non 525 592 7 f. n u a n n o a a - c nu ø~n är infästa till chassit och respektive stödhjul vid sina ändar 14a, 14b och 15a, l5b. Nämnda dämpare 12, 13 och 14, 15 kan vara av i och för sig känt slag, t.ex. av dem som försäljes pà öppna marknaden av öhlins Racing AB, (för 12, dämparprincipen som användes i fordonsfjädringen i grund- typen 46PRCL (för 14, 15). under beteckningarna SDl21 13) respektive stöt- Figur la visar utföringsexempel på kulledens uppbyggnad.

Kulleden kan utgöras av en i och för sig känd kulled som Kulleden uppvisar en utnyttjas inom fordonsbranschen. första del 12, medelst vilken den är förankringsbar i (jämför figur 1), Kulleden uppvisar även en andra del 12b, cross-axeln 9 t.ex. med hjälp av en mutter, medelst vilken den är förankringsbar i chassit 2 (jämför figur 1) som i figuren lb endast är symboliskt angivet. Delen 12b kan därvid uppvisa en yttergänga 12c samverkbar med en motsvarande innergänga i chassit. Delen 12a är försedd med en sfärformad del 12d vid sin ena ände. Den sfarfor- made delen 12d är lagrad i en plastkropp 12e som är anordnad vid den andra delens 12b ände och som invändigt innefattar material/massa i gummi/plast l2f. Kulleden är anordnad att medge vridningar runt tre axlar pà i och för sig känt sätt. Jämför även ovanstående.

I utförandet enligt figuren 2 har kulleden ersatts med (en för varje stödhjul) 16, 17, en fjäd- ringsaxel 18 och en i figuren 2 ej speciellt visad lut- tvà styraxlar ningsaxel (pivàaxel). Sidohjulen är vridbara medelst ej speciellt visade (se dock beskrivningen för figur 3 i Heldragna linjer för fram- och och ll' sitt nedanstàende)- länkage. bakhjulen 3', 4' då fordonet vinkelrätt mot figurplanet för figur 2. och sidohjulen 10' anger lägen står vertikalt med längdsnittsplan Streckade linjer ala v 10 l5 20 30 523 592 8 hjuls n a o n »n o c o Q oo lägen då framhjulet anger nämnda och styraxels vridits. Karakteristiskt för arrangemanget är därvid att fordonet tilldelats en mindre lutning i samma riktning som vridningsriktningen R. Alternativt kan lutningen vara noll relativt längdriktningsplanet_ I detta fall är vriä- ningen av stödhjulen aktiv och bestämmes med hjälp av hydraulik 19 innefattande en hydraulcylinder. I en alter~ nativ utföringsform anordnas inställbarheten passivt pá känt Sätt. 10' Stödhjulet 10' parallellstag 21 hjulen 10' och 11' Medelst hydrauliken påverkas en stödhjulets vridningsriktning pàverkande hydraulcylinder 20. påverkar i sin tur stödhjulet 11' via ett så att utstyrningen på de båda stöd- blir väsentligen lika och i beroende jämför vinkeln a vid fram- av framhjulets styrutslag, hjulet och vinkeln ß vid enheten 9'. Crossaxlarna 22, 24 och 25 sig vid respektive vridning väsentligen genom 23, för fram- och bakhjulen samt stödhjulen sträcker fordonets vridningscentrum 26.

I utföringsexemplet enligt figuren 3 har de individuella styraxlarna för stödhjulen enligt figuren 2 i princip ersatts med en gemensam styraxel 27 för enheten 9" som således är vridbart anordnad i figurplanet för figuren 3.

Stödhjulen är ej styrbart anordnad på enheten 9" som i fallet enligt figuren 2. Även i detta fall föreligger en fjädringsaxel l8'. Stödhjulen 10" och 11" har en gemen- sam crossaxel 28 som sträcker sig genom fordonets vrid- och 23' Heldragna ningscentrum liksom crossaxlarna 22' för fram- och bakhjulen 3" 4". olika komponenternas positioner med fordonet i och linjer anger de vertikal eller upprest position och vridstyrningsutslaget noll.

Där termen längdriktningsplan omnämnes i denna ansökan avses fallet då fordonet intar nämnda vertikalläge i ett plan vinkelrätt mot figurplanet för figuren 3. Streckade nn n n nn n nøn ølonn n n n n n o n no Inne In n n n nn nnnn nn 15 20 25 30 523 592 9 linjer är hänförbara till fallet då framhjulet Vridits. Även i detta fall lutar fordonet något i fordonets vrid- ningsriktning. Det är även i detta fall tänkbart att anordna arrangemanget så att fordonet intar ett icke lutande läge vid nämnda vridning. Enheten 9" fityrd med hydraulik 19' är tvångs- och en hydraulcylinder 29 Enheten 9" (jämför fallet med figuren 2). kan alternativt vara passivt inställbar pà i och för sig känt sätt.

Enligt figuren 3a ingår i arrangemanget en lutande axel 30 eller pivàaxel kring eller med vilken enheten är pàverkbar så att i likhet med övriga här beskrivna utfö- ringsformer markkontakt föreligger för stödhjulen 10" och 1l" under fordonets hela körning. Enheten 9" lagrar Stödhjulen lO", ll" pà lagringsaxlar 10a', 11a'.

Figur 3b visar att längdaxeln 31 för framhjulets 3" lag~ ring i chassit lutar så att ett försprång a föreligger.

Figur 3c visar axelns 30 lutning i längdriktsplanet.

Respektive stödhjul är lagrad till nämnda lagringsaxlar l0a" och lla" (figuren 3a) via länkage 32.

Figur 3d visar bakhjulets 4" position i fordonets längd- riktningsplan.

I enlighet med figur 4 sträcker sig en bakàt~/nedàt- lutande första axel/pivàaxel 30' i en första riktning i fordonets längdriktningsplan. En styraxel/andra axel 27' sträcker sig vertikalt i en andra riktning i fordonets vertikalplan., En tredje axel/lutningsaxel 18' sträcker sig i en tredje riktning vinkelrätt mot nämnda längdrikt~ ningsplan och nämnda andra axel 27'. Enheten 9"' är i detta fall bygelformad i sitt horisontalplan och är oo oc c nu u ao oc n o o o Oo non: oc n o o o: var! no 10 15 20 25 30 523 592 1° styraxeln 27' i en del 33 ingàende i Stödhjulens 10"' och 11a". lagrad med eller i eller relaterad till fordonets chassi. och ll"' lagringsaxlar är angivna med l0a" Även i detta fall utnyttjas en styrdämpare 13' och lutnings- och stötdämpare 14' och l5'.

I figuren 5 är länkaget vid respektive stödhjul 10"' och l1"' 32b. appliceringen av styrdämparen 13' och dess lagring till och l3b'. angivet med 32a respektive Vidare framgår chassit/delen 33 via ändar l3a' Styraxeln 27' är lagrad i delen 33.

I figuren 6 visas framhjulets position i längdriktnings- eller vertikalplanet. Framhjulsupphängningen kan uppvisa olika lutningssträckningar 31', 31" och 3l"', varvid lutningsvinklarna angivits med d', a" och a"'. Mark- planet är angivet med 34 och en vertikalaxel genom hju- Försprànget är visat med a'. lets centrum med 35. Figuren 6 avser att visa olika styrvinklar a', a", a"' med samma försprång.

Genom den tvàngstyrda eller passiva utstyrningen eller vridningen av stödhjulen i beroende av framhjulets styr- erhàllcs funk- tionen med inàtlutning eller lutning åt samma håll ning den karakteristiska och avgörande som Styrdämparna I fullt ändstopps- fordonets eller framhjulets styrriktning R. arbetar inom sitt arbetsområde med dämpfunktion. expanderat eller inskjutet läge effektueras funktion som definierar maximalt utstyrningsläge för stödhjulen.

Fordonet kan vara utrustat med balanserin9$aUt0matík eller manuellt pàverkbara hydraulcylindrar som är anord- nad eller anordnade att reglera lutningsdämparna och/ u oc Qccc ao 523 592 'I 12.811. /eller via eller med fotpedal.

Regleringen kan utföras pà i och för sig känt sätt och stötdämparna, det hänvisas därvid till figuren 14 i den inledningsvis omnämnda svenska patentansökningen.

Uppfinningen är inte begränsad till ovanstående utfö- ringsexempel utan kan underkastas modifikationer enligt. efterföljande patentkrav och uppfinningstanken.

Claims (14)

10 15 20 25 30 523 592 IJ. n . n - ~ a a PATENTKRAV.

1. l. Anordning vid fordon i form av motorcykel med stöd- hjulsarrangemang (8) och bakhjul (3, 4) beläget mellan motorcykelns fram- och där framhjulet är anordnat i en hjulupphängning (5), i eller med vilken framhjulet är vridbart i beroende av styrningar med styrorgan ratt, etc.) (7) (styre, spak, till olika önskade vridstyrnings- lägen, samt där i_ fordonets längdsnittsplan i. höjdrikt- ningen försprång (a) föreligger vid framhjulet på grund av nämnda upphängning, k ä n n e t e c k n a d därav, att stödhjulsarrangemanget är anordnat att tilldela stöd- (lO, ll) hjulen av framhjulets vridstyrningslägen bero- ende vridstyrningslägen som medför att fordonet med sitt nämnda längdsnittsplan vid vridstyrningsutövning i främst fordonets lägre hastighetsomràde antar ett vertikalt läge eller ett läge i förhållande till nämnda vertikala läge som lutar något i samma riktning (R) som framhjulets tilldelade vridstyrriktning, att genom stödhjulens centra sig sträckande fiktiv axel eller fiktiva axlar, här kallad crossaxel (28) eller crossaxlar (24, 25), sträcker sig väsentligen genom fordonets vridcentrum (26, 26') vid respektive vridning av fordonet, och att kompensation för stödhjulens sidoförflyttningar och styrvindelutslag vid fordonets vridrörelser är anordnad effektuerbart enligt något av följande alternativ: a) att en stödhjulen uppbärande enhet är lagrad till chassit via en kulled (12) som är anordnad att omhänderta kompensationen; b) att stödhjulen tilldelade styrleder (16, 17) är anordnade att omhänderta kompensationen medelst aktivt eller passivt arrangemang; eller 10 15 20 25 30 523 592 lå c) att en stödhjulen (l0", l1") uppbärande enhet (9") medelst sin lagring' med eller kring en vertikal axel omhändertar kompensationen medelst aktivt eller medelst eventuell låsning i högre farter arbetande pas- sivt arrangemang.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d därav, enhet (9) att den innefattar en stödhjulen uppbärande som är lagrad till fordonets chassi (2).

3. Anordning enligt patentkravet la, att kulleden (12) ten medge rörelser kring en fiktiv i k ä n n e t e c k- n a d därav, är anordnad att för enhe- längdsnittsplanet sig sträckande axel samt rörelser kring ytterligare två fiktiva axlar som sträcker sig 90° i förhållande till den i längdsnittsplanet sig sträckande fiktiva axeln.

4. Anordning enligt patentkravet lb, k ä n n e t e c k- n a d därav, att den stödhjulen uppbärande enheten är vridbart anordnad kring eller med en i längdsnittsplanet väsentligen horisontellt sig sträckande axel samt uppbär styrlederna för stödhjulen, (16, 17) kring eller med vilka styr- (lO', ll') nade relativt den stödhjulen uppbärande enheten leder stödhjulen är vridbart anord- (9') att ställa in sig i sina vridningsriktningar vid fordo- för nets respektive vridning.

5. Anordning enligt patentkravet lb, k ä n n e t e c k- n a d därav, att i det passiva arrangemanget ingår eller utnyttjas en låsningsfunktion anordnad aktiverbart vid högre farter.

6. Anordning enligt patentkravet lb, k ä n n e t e c k- n a d därav, att i det aktiva arrangemanget ingår styr- 10 15 20 25 30 523 592 . . - ~ - ~ n IH funktion med hydraulcylinder (20) för det ena stödhjulet (lO') och styrfunktion medelst parallellstag (21) från nämnt stödhjul (l0') till det andra stödhjulet (ll').

7. Anordning enligt patentkravet lc, k ä n n e t e c k- n a d. därav, att den stödhjulen uppbärande enheten är vridbart anordnad kring eller med en i längdsnittsplanet väsentligen vertikalt sig sträckande axel.

8. Anordning enligt patentkravet lc eller 7, k ä n n e- att stödhjulen (lO", 1l") (9") i lagringsaxlar sammanfallande med en gemensam crossaxel (28) t e c k n a d därav, är lag- rade i den stödhjulen uppbärande enheten med eller för stödhjulen.

9. Anordning enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e- t e c k n a d därav, att stödhjulsarrangemanget innefat- tar en stödhjulen uppbärande enhet som är vridbart anord- nad i förhållande till fordonets chassi i eller kring tre huvudriktningar (l8', 27', 30'), varvid en första rikt- ning sträcker sig i horisontalled eller något lutande i förhållande till horisontalleden i fordonets nämnda längdriktningsplan, en andra riktning sträcker sig i vertikalled i nämnda längdriktningsplan och en tredje riktning sträcker sig vinkelrätt mot nämnda längdrikt- ningsplan. lO. Anordning enligt pàtentkravet 9, k ä n n e- t e c k n a d. därav, att i den första riktningen sträcker sig en första axel (30'), här benämnd lutnings- axel, kring eller med vilken enheten är vridbar i en första vridningsriktning, att i den andra riktningen sträcker sig en andra axel (27'), här benämnd styraxel,

10. 15 20 25 30 523 592 is É . . . . . _. kring eller med vilken enheten är vridningsbar i en andra vridningsriktning, och att i den tredje riktningen sträcker sig en tredje axel (l8'), här benämnda fjäd- ringsaxel, kring eller med enheten är vridbar i en tredje vridningsriktning.

11. ll. Anordning enligt något av patentkraven l-10, k ä n n e t e c k n a d att en eller flera ut- (12, 13) är mellan chassit och den stödhjulen uppbärande till till därav, styrningsrörelsen(-erna) dämpande styrdämpare anordnad(-e) enheten eller stödhjulen relaterade organ, t.ex. stödhjulens lagringsaxlar.

12. Anordning enligt något av patentkraven 1-ll, k ä n- n e t e c k n a d därav, chassit (2) att fordonet innefattar mellan och den stödhjulen uppbärande enheten anord- nade lutnings- och stötdämpare (14, 15).

13. Anordning enligt patentkravet 12, k ä n n e t e c k- I1 a d därav, att balanseringsautomatik eller manuellt påverkbara, t.ex. via fotpedal, hydraulcylindrar är anordnad respektive anordnade att reglera lutnings- och stötdämparna.

14. Anordning enligt något av patentkraven 1-13, k ä n- n e t e c k n a ci därav, att styrdämparna 12, 13) är anordnade med ändstoppsfunktion, vid vilken styrdämp- ningsfunktion övergår i stoppfunktion för stödhjulens vridningar.