SE525071C2 - Arrangemang för dämpning av vibrationer i en rattaxel - Google Patents

Description

20 25 dämpa vibrationer med varierande frekvens, särskilt med högre frekvens, exempelvis vibrationer orsakade av fordonets motor eller av denna driven kringutrustning.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är därför att tillhandahålla ett arrangemang för att åstadkomma en enkel och underhållsfri vibrationsdämpare, vilken även kan anpassas för olika frekvenser vid behov.. Denna lösning är beskriven genom särdragen i patentkrav 1 avseende ett vibrationsdämpande arrangemang.

Uppfinningen avser ett arrangemang för dämpning av vibrationer i en fordonsratt monterad vid en rattaxel förbunden med ett par styrda hjul via ett styrlänkage. Enligt en föredragen utförlngsform innefattar rattaxeln en ihålig sektion utmed sin längdaxel, vilken sektion är fylld med ett kornformigt material till en förutbestämd nivå. Denna nivå är proportionell mot den ihåliga sektionens form och tvärsnittsarea samt frekvensintervallet för de vibrationer som skall dämpas. Genom att mäta den ihåliga sektionens dimensioner kan volymen av ett förutbestämt material med en viss densitet som krävs för att dämpa vibrationeri ett för fordonet aktuellt frekvensintervall beräknas.

Arrangemanget är företrädesvis anordnat att dämpa högfrekventa vibrationer, vilka kan fortplantas genom fordonets chassi eller styrlänkage från fordonets motor eller kringutrustning som drivs av motorn.

Vibrationernas frekvens kan variera med avseende på fordonstyp, motorstorlek och motorversion. Olika frekvenser eller frekvensintervall kan dämpas med samma typ av rattaxel genom att välja material, kornstorlek och sektionens fyllnadsnivà.

Det vibrationsdämpande arrangemanget är anordnat att dämpa vibrationer med en frekvens överstigande 30 hz, vilket huvudsakligen motsvarar motorns lägsta tomgångsvarvtal. Arrangemang är dock avsett att dämpa resonanta vibrationer med frekvenser inom ett intervall motsvarande fordonets hela motorvarvtalsregister, exempelvis 20-150 Hz. Varvtalsregistret för lastfordon 10 15 20 25 kan vara 500-3000 varv/min., medan motsvarande siffror för personbilar kan vara 800-7000 varv/min.

Rattaxelns ihåliga sektion uppvisar företrädesvis ett cirkulärt eller ringformigt tvärsnitt, även om andra tvärsnitt är möjliga. En cirkulär sektion kan utgöras av en avgränsad del av en rörformad rattaxel, medan en ringformig sektion kan utgöras av en cylindrisk eller konformad sektion placerad kring, samt fäst vid, en solid eller ihålig rattaxel. Den ihåliga sektionen kan därvid vara tillsluten i sin övre och nedre ände, samt vara försedd med åtminstone en förslutbar öppning för påfyllning, avtappning eller byte av kornformigt material.

Det kornformiga materialet består företrädesvis av ett friktionsfast material med en medeldiameter som kan väljas inom intervallet 0,1 till 5 mm, företrädesvis 0,5 till 1 mm. Materialet kan utgöras av mer eller mindre sfäriska korn eller kulor av ett ferromagnetiskt material, som stål, eller av ett keramiskt material. De sfäriska kornen eller kulorna vara solida eller sintrade.

Andra typer av material som kisel/glas eller blandningar av de ovan nämnda materialen är också tänkbara. Det kornformade materialet bör förslagsvis ha en densitet överstigande 3000 kg/ma.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med hänvisning till utföringsexempel som visas på de bifogade ritningarna, varvid Figur1 visar en schematisk illustration av ett fordon försett med en rattaxel enligt uppfinningen; Figur 2A visar en vibrationsdämpare enligt uppfinningen, placerad centralt i en rattaxel; Figur 2B visar en vibrationsdämpare enligt uppfinningen, placerad kring en rattaxel; Figur 2C visar en vibrationsdämpare med konisk grundform, placerad kring en rattaxel; 10 15 20 25 (ft WS' (få Figur 2D visar en vibrationsdämpare enligt uppfinningen, löstagbart placerad centralt i en rattaxel; FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar schematiskt ett fordon med en hytt 1 i vilken en ratt 2 för styrning av fordonet är monterad. Ratten 2 är förbunden med en rattaxel 3 som kan innefatta en eller flera sektioner 3a, 3b företrädesvis förbundna med en eller flera universalkopplingar 4. Rattaxeln 3 är förbunden med en styrväxel 5 som via ett styrlänkage 6 kan påverka ett par hjul 7 för att styra fordonet. Rattaxeln kan löpa i en konsol 8 vars övre del är försedd med en infästning 9 monterad vid fordonets hytt eller instrumentpanel, och vars undre del är fäst vid hyttens golv 10.

Rattaxelns 3 övre del 3a är försedd med en vibrationsdämpare 11, vilken kan placeras i eller kring rattaxel, som framgår ur Figurerna 2A-D.

Figur 2A visar en rattaxel 3 med ett cirkulärt tvärsnitt och med en cylindrisk grundform utmed sin längdaxel X. En övre och undre cirkulär platta 12, 13 avgränsar en inre hålighet 14 i rattaxeln 3, vilken hålighet är fylld med ett kornformigt material 15 till en förutbestämd nivå. Avståndet Y1 mellan plattorna beräknas med avseende på den volym av ett förutbestämt material med en viss densitet som krävs för att dämpa vibrationer i ett för fordonet aktuellt frekvensintervall. Plattoma 12, 13 kan monteras mot avsatser eller urtag i rattaxelns inre yta, eller fästas medelst svetsning, lödning, limning eller en annan lämplig metod. Monteringssättet bestäms med avseende på Påfyllning av kornformigt material sker genom en öppning 16 i rattaxelns 3 vägg i rattaxelns inre dimension, godstjocklek och material. anslutning till den övre plattan 12. Öppningen försluts företrädesvis med en gängad plugg 17, men kan även förslutas permanent med en plugg som limmas, löds eller svetsas fast i öppningen 16. Pluggar med en snäppfunktion för demonterbar eller permanent montering kan även användas. 10 15 20 25 (7 ra "T CD w -à Figur 2B visar en rattaxel 3 med ett cirkulärt tvärsnitt och med en cylindrisk grundform utmed sin längdaxel X. Denna rattaxel 3 är försedd med en yttre hylsa 18 med samma grundform, men med större diameter. Hylsans 18 övre och nedre ändar utgörs av ringformade plattor 19, 20 vars inre ytor aniigger mot rattaxelns yttre yta. Hylsan 18, 19, 20 avgränsar därmed en hålighet 21 utmed rattaxelns 3 yttre periferi, vilken hålighet är fylld med ett kornformigt material 22 till en förutbestämd nivå. Hålighetens volym bestäms av avståndet Y2 mellan de ringformade plattorna och skillnaden mellan rattaxelns 3 yttre radie r och hylsans inre radie R. Med hjälp av dessa dimensioner kan volymen av ett förutbestämt material med en viss densitet som krävs för att dämpa vibrationer i ett för fordonet aktuellt frekvensintervall beräknas.

Påfyllning av kornformigt material sker genom en första öppning 23 i den övre delen av hylsans 18 vägg. Öppningen försluts företrädesvis med en gängad plugg 24, altemativt en plugg med snäpplåsning. För att medge tömning eller utbyte av kornformigt material, är hylsan försedd med en andra öppning 25 i sin nedre del. Öppningen 25 är försluten med en ytterligare, andra plugg 26.

Om tömning av materialet inte är aktuellt, förses hylsan med en övre öppning som försluts permanent med en plugg som snäpps, limmas, löds eller svetsas fast i öppningen.

Figur 2C visar en alternativ utföringsform av dämparen enligt Figur 2B ovan.

Enligt denna utföringsform är rattaxeln 3 försedd med en yttre hylsa 26 med konisk grundform. Som framgår ur figuren, ansluter den koniska hylsan 26 direkt mot rattaxelns 3 yttre periferi i sin nedre ände, medan dess övre ände är försedd med en ringformad platta 27 som ansluter till rattaxeln för att bilda en inre hålighet 28. Håligheten 28 är fylld med ett kornformigt material 29 till en förutbestämd nivå. Påfyllning av komforrnigt material sker genom en första öppning 30 i den övre delen av hylsans 26 vägg. Öppningen försluts 10 15 20 25 (Il in) U-l företrädesvis med en gängad plugg 31, alternativt en plugg med snäpplåsning. En permanent förslutning är även möjlig, som beskrivits ovan.

Figur 2D visar en utföringsform med en demonterbar dämpare 32 som är placerad inuti en ihålig rattaxel 3. Dämparen 32 består av en cylinder 33 som är försluten med ett par plattor 34, 35 i respektive ände. En genomgående skruv 36 löper genom centrala urtag i sagda plattor 34, 35, varvid skruvens huvud 37 anligger mot den övre plattan 34 och dess gängade ände 38 löper genom en mutter 39 fäst vid den nedre plattan 35. Hylsan är försedd med en plugg 40 för påfyllning av kornformigt material 41, på samma sätt som beskrivits ovan. Enligt denna utföringsform är cylinderns inre hålighet fylld med en enligt ovan beräknad volym material före montering i rattaxeln 3.

Cylinderns 33 ytterdiameter är avpassad till rattaxelns 3 innerdiameter på så sätt att den löper med glidpassning i denna. När dämparen 32 placerats i rätt läge utmed rattaxelns längdaxel X, t.ex. mot ett stopp 42, kan skruven 36 dras åt. Den åtdragande kraft som skruven 36 åstadkommer pressar cylinderns väggar utåt och låser dämparen relativt rattaxeln 3.

Hålighetema ovan kan dimensioneras för att exakt motsvara den beräknade volymen, men kan även utformas något större för att underlätta påfyllningen.

De ovan angivna utföringsformerna avser en rattaxel med ett huvudsakligen cirkulärt tvärsnitt, men det är givetvis möjligt att använda andra tvärsnitt som t.ex. ett kvadratiskt.

Enligt en föredragen utföringsform utgörs det kornformiga materialet av sfäriska korn eller kulor av ett ferromagnetiskt material, företrädesvis av stål.

Stålkulorna kan antingen vara solida eller sintrade. Stålkulorna är företrädesvis avsedda att dämpa varvtal i intervallet 550-1.300 varv/min, motsvarande frekvensintervallet 25-65 Hz.

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan en rad ytterligare varianter och modifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (17)

Ut to (fl CD \'l ._à PATENTKRAV

1. Arrangemang för dämpning av vibrationer i en fordonsratt monterad vid 10 15 20 25 en rattaxel förbunden med ett par styrda hjul via ett styrlänkage, k ä n n e t e c k n at a v av att rattaxeln innefattar en ihålig sektion utmed sin längdaxel, vilken sektion är fylld med ett kornformigt material till en förutbestämd nivå.

2. . Arrangemang enligt kravet 1, kä n netec k n at a v av att nivån är proportionell mot den ihåliga sektionens tvärsnittsarea och vibrationernas frekvensintervall, varvid den volym av det kornformiga materialet med en viss densitet som krävs för att dämpa vibrationer i ett för fordonet aktuellt frekvensintervall kan beräknas

3. . Arrangemang enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n at a v av att den ihåliga sektionen är fylld till en förutbestämd nivå med ett material med en viss kornstorlek och en viss densitet, varvid den är anordnad att dämpa vibrationer med en frekvens överstigande 20 Hz.

4. . Arrangemang enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n at a v av att den ihåliga sektionen är fylld till en förutbestämd nivå med ett material med en viss kornstorlek och en viss densitet, varvid den är anordnad att dämpa vibrationer med en frekvens i intervallet 20-150 Hz.

5. . Arrangemang enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n at a v av att den ihåliga sektionen är fylld till en förutbestämd nivå med ett material med en viss kornstorlek och en viss densitet, varvid den är anordnad att dämpa resonanta vibrationer med frekvenser inom ett intervall motsvarande fordonets motorvarvtalsregister.

6. . Arrangemang enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at a v av att rattaxelns ihåliga sektion har ett cirkulärt tvärsnitt.

7. . Arrangemang enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at a v av att rattaxelns ihåliga sektion har ett ringformigt tvärsnitt. 10 15 20

8. Arrangemang enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at a v av att rattaxelns ihåliga sektion har en cylindrisk grundform.

9. Arrangemang enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at a v av att rattaxelns ihåliga sektion har en konisk grundform.

10.Arrangemang enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at a v av att rattaxelns ihåliga sektion innefattar en sluten cylinder löstagbart monterad i rattaxeln.

11.Arrangemang enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at a v av att det kornformiga materialet är friktionsfast (abrasion resistant material). (10)

12.Arrangemang en|igt kravet 11, k ä n n e t e c k n at a v av att det kornformiga materialet har en medeldiameter inom intervallet 0,1-5 mm.

13.Arrangemang enligt kravet 11, k ä n n e t e c k n at a v av att det kornformiga materialet har en densitet överstigande 3000 kg/m3.

14.Arrangemang enligt kravet 11, k ä n n e t e c k n at a v av att det kornformiga materialet utgörs av sfäriska metallkulor.

15.Arrangemang enligt kravet 14, k ä n n e t e c k n at a v av att det kornformiga materialet utgörs av stålkulor.

16.Arrangemang en|igt kravet 11, k ä n n e t e c k n at a v av att det kornformiga materialet utgörs av ett keramiskt material.

17.Arrangemang enligt kravet 11, k ä n n e t e c k n at a v av att det kornformiga materialet utgörs av kisel eller glas.