SE527321C2 - Hjulupphängning - Google Patents

Description

20 25 UI 'f \'| i Ni un-Ä k) denna lösning är att den blir komplicerad, på grund av alla extra stag för upptagnir" av lvafter i iängdied och för överföring av styrröreiser, samt att hjälpramen kräver mycket plats.

Härutöver visar DE-A1-4021096 en relativt kompakt hjulupphängning som ger god markfrigång. Denna lösning är dock inte applicerbar på styrbara framhjulsupphängningar och kan inte ta upp några större krafter i sidled.

Lösningen enligt uppfinningen medför en förbättrad hjulupphängning som kombinerar låg vikt, relativt lång fiädringsväg och en inbyggd krängnings- hämmare. Uppfinningen medger även en låg motorplacering för att åstadkomma en låg tyngdpunkt.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ovan nämnda problem löses med hjälp av en individuell hjulupphängning enligt patentkravet 1. Patentkraven omfattar även ett fordon försett med nämnda hjulupphängning, enligt kravet 17.

I nedanstående text kommer i förenklande syfte endast en hjulupphängning, belägen på en sida av fordonet, att beskrivas om inte annat anges.

Uppfinningen är företrädesvis, men inte nödvändigtvis avsedd för rambyggda fordon innefattande ett par längsgående balkar. Riktningsangivelser i texten, såsom framför, bakom, inre, yttre och tvärgående, avser riktningar i förhållande till fordonets centrala längsgående axel och dess huvudsakliga färdriktning, om inte annat anges.

Enligt en första utföringsform avser uppfinningen en hjulupphängning för upphängning av ett hjul vid ett motorfordon, innefattandes en hjulspindel förbunden med en styrspindelhållare, en länkann vilken förbinder styrspindelhållaren med fordonet, samt en tvärs fordonets längdaxel infäst krängningshämmare. Länkarmen är vridfast infäst vid en yttre ände av krängningshämmaren samt vridfast infäst i åtminstone en från den yttre änden av krängningshämmaren axiellt skild position. 10 15 20 25 (II NI '\'| i -Å Q) Länkarmen har företrädesvis, men inte nödvändigtvis en huvudsakligen Y- fordonet i en första pivotpunkt vid änden av den Y-forrnade sektionens stolpe, samt vridbart infäst vid fordonet i en andra pivotpunkt i anslutning till den inre av den Y-formade sektionens grenar.

På så sätt är länkarmen anordnad att vara vridbar kring en axel mellan nämnda första och andra pivotpunkter, vilken axel äri huvudsak parallell med fordonets längdaxel. Beroende på den exakta placeringen av nämnda pivot- punkter kan länkarmens vridaxel vara parallell med fordonets längdaxel och/eller en längsgående i fordonsramen ingående balk belägen ovanför respektive länkarm. Nämnda första pivotpunkt är företrädesvis, men inte nödvändigtvis belägen framför nämnda andra pivotpunkt i fordonets längdaxel.

Enligt en föredragen utföringsform utgörs krängningshämmaren av en bladfiäder. Krängningshämmaren kan utgöras av en bladfiäder med konstant eller varierande, huvudsakligen rektangulärt tvärsnitt utmed sin längdaxel.

Bladfiädern kan vara tillverkad av en lämplig metall, såsom t.ex. stål, en komposit, såsom t.ex. en fiberförstärkt plast eller en kombination av metall och komposit.

En krängningshämmare av denna typ kan dels ta upp vertikala krafter i samband med hjulens fiädringsrörelse relativt fordonsramen, och dels motverka de vridande krafter som uppstår exempelvis då fordonet bromsas.

Vid belastning av bladfiädern i vertikal led sker en viss längdförändring av bladflädern relativt dess inre och yttre infästningar vid respektive länkarrn, samt mellan infästningarna för länkarrnarna på respektive sida. De respektive länkarmarnas inre och yttre infästningar vid krängningshämmaren utgörs företrädesvis av ett i bladfiäderns längdriktning elastiskt förband, vilket medger en viss rörelse mellan komponenterna. Ett sådant förband kan utgöras av ett elastiskt deformerbart material, såsom gummi. 10 15 20 25 30 UI N) \'l (NI *l i .In Enligt en ytterligare utföringsform stäcker sig den yttre av den Y-formade sektionen*- grenar en kort stycke utarrf”r krängningsiiärnrnarens yttre änd* riktning tvärs fordonets längdaxel. Denna yttre gren av länkarmen kan därmed förses med en ledad infästningspunkt för en nedre del av hjulspindeln. En övre del av hjulspindeln är ledat infäst vid fordonet eller fordonsramen. Denna övre infästning innefattar företrädesvis en huvudsakligen U-forrnad länkarm, vars skänklar är ledat fästa vid fordonet och vars yttre del är ledat infäst i styrspindelns övre del. Härutöver är hjulspindlarna på var sida om fordonet mekaniskt förbundna via ett system av styrstag.

Länkarmen kan vara försedd med åtminstone en fiädringsanordning i anslutning till krängningshämmarens yttre infästningspunkt. Fjädrings- anordningen kan företrädesvis vara reglerbart ställbar i vertikal led och består åtminstone av en luftbälg placerad mellan länkarrnen och fordonets undersida. Enligt en ytterligare utföringsform innefattar fiädringsanordningen en teleskopisk dämpare placerad mellan länkarmen och en infästningspunkt vid fordonet. Luftbälgen och den teleskopiska dämparen är företrädesvis, men inte nödvändigtvis placerade huvudsakligen koaxiellt. En tjädringsanordning innefattande en luftbälg och/eller en teleskopisk dämpare kan monteras mellan en punkt i anslutning till krängningshämmarens yttre infästningspunkt och en infästningspunkt monterad på den yttre sidan av fordonsramen. Fjädringsanordningen kan härvid löpa mellan skänklarna på hjulspindelns U-formade övre länkann.

Uppflnningen innefattar även ett fordon försett med en hjulupphängning enligt beskrivningen ovan. Fordonets hjvulupphängning innefattar således en hjulspindel förbunden med en styrspindelhållare, en länkarm vilken förbinder styrspindelhållaren med fordonet, samt en tvärs fordonets längsgående axel infäst krängningshämmare. Nämnda Iänkarm är vridfast infäst i en yttre ände av krängningshämmaren samt vridfast infäst i åtminstone en från den yttre änden av krängningshämmaren axiellt skild position. Krängningshämmaren utgörs företrädesvis av en bladfiäder. _..._.__._._,_.___@- 10 15 20 25 (ri "i \2l 'l *i __! O 01 FIGURBESKRIVNING De i beskrivningen angivna utföringsformerna kommer att beskrivas med hänvisning till bifogade schematiska ritningsfigurer, varvid: Figur 1 visar en perspektiwy av hjulupphängningen, sedd snett framifrån och uppifrån; Figur2 visar en perspektiwy av hjulupphängningen, sedd snett framifrån och underifrån; Figur 3 visar en perspektiwy av en del av hjulupphångningen; Figur 4A-D visar hjulupphängningens funktion vid olika belastningsfall.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL De föredragna utföringsformerna, vilka kommer att beskrivas med hänvisning till ritningsfigurerna, är avsedda att appliceras på en fordonsram i forrn av två längsgående U- eller I-balkar, där motom är monterad mellan balkarna. l den efterföljande texten beskrivs den individuella hjulupphängningens konstruktion för en sida av fordonet, där inte annat anges.

Figurerna 1 och 2 visar en framhjulsupphängning enligt uppfinningen sedd i perspektiwy snett framifrån och uppifrån respektive snett framifrån och underifrån. Framhjulsupphängningen i detta exempel är avsett för ett fordon byggt på en ram 1 som består av ett par längsgående balkar 2, 3. l sina främre delar har balkarna ett par konsoler 4, 5 vilka innefattar en plåt 6, 7 som sträcker sig ned under rambalkarnas undre yta. Dessa plåtar 6, 7 utgör infästningar för en tvärgående balk 8 som förbinder de längsgående balkarna 2, 3. Den tvärgående balken 8 är även försedd med en motorinfästning 9 på en central, nedsänkt sektion på sin ovansida. Denna infästning är inte en del 10 15 20 25 30 .union I i n c ua 0011110 I O O Q I . et: e ,! e e I Q 00 :cocbng 0 IO:O:: i 527 321 Cü av uppfinningen och kommer ej att beskrivas närmare. I sina nedre ändar ar plåtarna 6, 7 fïsedda “red “ïff-'stnir-ar i f-m av håll huvudsak längsgående länkarmar 12, 13. Varje hållare utgörs företrädesvis av en axel fäst vid och anordnad i huvudsakligen rät vinkel mot respektive plåt 6, 7. Axeln är försedd med en cylindrisk gummibussning som samverkar med ett motsvarande urtag i den främre änden av respektive länkarm 12, 13.

Dessa hållare 10, 11 utgör en första pivotpunkt P1 (se Figur 2) för respektive länkarm 12, 13 och medger dels vridning av länkarmen kring gummibussningens axel, och dels vridning kring en andra axel som skär gummibussningens axel i huvudsak parallellt med fordonets längdaxel.

Nämnda andra axel passerar genom nämnda första pivotpunkt P1 och en andra pivotpunkt, vilken beskrivs i anslutning till Figur 2 nedan. Nämnda andra axel betecknas med A i Figur 3.

Länkarrnarna 12, 13 har en väsentligen Y-formad profil sedd i en planvy.

Respektive länkarms ände, motsvarande den Y-formade länkarmens stolpe, är fästa i plåtarnas 6, 7 hållare 10, 11. Länkarmama 12, 13 sträcker sig bakåt i fordonets längdaxel och är i sina bakre ändar infästa dels i en krängningshämmare 14 (se Figur 2) och dels i en fjädringsanordning i form av en luftbälg 16, 17. Luftbälgarnas 16, 17 övre del är infästa vid respektive längsgående balk 2, 3. För att åstadkomma längsta möjliga fjädringsväg är luftbälgen placerad så långt bak relativt länkarrnen som konstruktionen tillåter. Krängningshämmaren är monterad vid yttre infästningar 31, 32 respektive inre infästningar 33, 34 placerade i ändama av den Y-formade länkarmens bakåt riktade, yttre respektive inre grenar. Figuren visar även ett hjul 22 som är monterat på en hjulspindelhållare via en hjulspindel 24 (se Figur 2). Hjulspindelns 23, 24 nedre del är ledat fäst vid hjulspindelhållaren på en yttre del av den Y-formade länkarmens 12, 13 yttre gren, medan dess övre del är ledat fäst vid en U-formad länkarm 25, 26. Den övre U-forrnade länkarmen 25, 26 är placerad kring luftbälgen 16, 17 och dess skänklar är ledat fästa vid fordonsramen 2, 3. Hjulet 22 styrs genom att en styrväxel 27, monterad på konsolen 5 för länkarmen 13, påverkar en pitmanarm 28, som i 10 15 20 25 30 (ri ß) \'l (All ...s \l sin tur påverkar ett styrstag 29 förbundet med en hävarm 30 på hjulspindeln 24. Hjuispindiarna 23, 24 på var sida om fordonet är mekaniskt förbuñüiiâ viá ett system av ytterligare styrstag. Ett styrlänkage av detta slag utgör allmänt känd teknik och kommer inte att beskrivas i detalj.

Figur 2 visar en perspektivvy av hjulupphängningen, sedd snett framifrån och underifrån. Figur 2 visar länkarmamas 12, 13 utsträckning bakåt i fordonets längdaxel, samt hur dess bakre ändar är infästa i en krängningshämmare 14 i form av en tvärgående bladfjäder. Figuren visar även placeringen av fordonets motor delvis nedsänkt mellan länkarmarna, varvid motorns undre del M indikerats med streckade linjer. Respektive länkarrn 12, 13 är vridfast infäst både med ett första fäste 31, 32 vid den yttre änden 18, 19 av bladfjädern 14 samt med ett andra fäste 33, 34 vid en från den yttre änden av bladtjädern axiellt skild position 20, 21, sett i bladfiädems längdriktning.

Dessa första och andra fästen 31, 32; 33, 34 innefattar företrädesvis bussningar av ett elastiskt fjädrande material, för att tillåta en viss längdförskjutning av bladfjädern då denna deformeras.

Som beskrivits i anslutning till Figur 1, är länkarmens 12, 13 främre del vridbart infäst vid fordonet i en första pivotpunkt P1 vid änden av den Y- formade länkarmens stolpe. Länkarmen 12, 13 är dessutom vridbart infäst vid fordonet i en andra hållare 35, 36 som är fäst vid fordonets ram 2, 3 via en konsol 37, 38 (se Figur 1). Konsolema 37, 38 på motsatta sidor om fordonet kan även stagas upp med hjälp av en tvärgående plåt, vilken löper under respektive ram 2, 3 tvärs fordonets längdriktning. Plåten är företrädesvis placerad på högkant relativt horisontalplanet och kan även bockas för att ges högre styvhet. Nämnda andra hållare 35, 36 utgör en andra pivotpunkt P2 (endast en visad) i anslutning till den inre av den Y- formade Iänkarrnens bakåt riktade grenar. Den andra pivotpunkten P2 är placerad i en huvudsakligen cylindrisk gummibussning med en central axel i huvudsak parallell med fordonets längdaxel. Den andra hållaren 35, 36 är anordnad att omsluta gummibussningen och innefattar en första del (ej visad) 10 15 20 25 30 527 321 Q) fäst vid länkarmen 12, 13 samt en andra del fäst vid konsolen 37, 38.

Länkarmen 12, 13 är vridbar kring en axei A (se Figur 3) som passerar genom nämnda första och andra pivotpunkter P1, P2. Axeln A kan företrädesvis, men inte nödvändigtvis, sammanfalla med axeln genom den andra hàllarens 35, 36 gummibussning. Figur 2 indikerar även ett styrlänkage S som förbinder de båda hjulspindlarna 23, 24 på var sida om fordonet.

Styrlänkaget S kan manövreras med hjälp av styrväxeln 27 och styrstaget 29.

Alternativt kan fordonet förses med en styrväxel per sida som styr respektive hjulspindel individuellt.

Denna montering av respektive länkarrn 12, 13 vid fordonets ram 2, 3 och vid bladfiädern 14 medger att länkarrnen kan vridas kring nämnda axel A under deformation av bladfiädern i samband med hjulens vertikalrörelse. Om man bortser från de begränsade rörelser som möjliggörs genom kompression av de olika gummibussningarna i länkarmarnas hållare, kan bladflädem 14 anses vara vridbart infäst relativt fordonsramen kring axeln A genom de respektive andra hållarna 35, 36. Hjulens vertikala rörelse dämpas därmed dels av bladfjädern 14 och dels av en fiädringsanordning innefattande luftbälgarna 16, 17 och ett par koaxiellt monterade teleskopiska stötdämpare 39, 40. Den nedre delen av respektive stötdämpare 39, 40 är ledat infäst i anslutning till nämnda första fäste 31, 32 vid den yttre änden 18, 19 av bladfiädern 14. De teleskopiska stötdämparna är företrädesvis av hydraulisk typ, men kan även vara av pneumatisk typ eller utgöras av en aktiv, styrbar dämpare. Hjulupphängningens funktion kommer att beskrivas närmare i samband med Figurerna 4A-4D nedan.

Figur 3 visar en perspektivvy av en del av hjulupphängningen på fordonets vänstra sida, sedd snett ovanifrån och bakifrån. Figur 3 visar länkarrnen 13 med den främre änden, avsedd att monteras vid den främre hållaren 11, med sin första pivotpunkt P1 och med den bakre änden, avsedd att monteras vid den andra, bakre hållaren 36, med sin inre, andra pivotpunkt P2. Länkarmen 13 är vridbar kring axel A, vilken passerar genom de första och andra 10 15 20 25 30 ::=!99 (Ill N» Qi (Ni Ni -í (I) pivotpunktema P1, P2. Pivotpunkterna P1, P2 och axeln A är placerade på rrrotsvararrde sätt för den and a 12 vid bladfjädern 14. Hjulspindelns 24 nedre del är ledat fäst vid en hjulspindelhållare 41 på en yttre del av den Y-formade länkarrnens 13 yttre gren, medan dess övre del är ledat fäst vid en U-fonnad länkarm 26. Den övre U-formade länkarrnen 26 är placerad kring luftbälgen 16 (se Figur 1) och dess skänklar är ledat fästa vid konsoler på fordonsramen. Figuren visar även på ._ ._ .__ IfA-la--ï-a- uv-nlnnßl išunfln f\\| lfll ||'\G| IIICII I llUläflll. Gl IUU GV hjulspindeln monterade hjulhållare 42 och bromsok 43.

Figur 4A-4D visar hjulupphängningens funktion vid några olika belastningsfall.

Som angivits ovan fungerar bladfjädem dels som en krängningshämmare, exempelvis vid inbromsning eller om fordonet kränger i sidled, och dels som en fjäder för upptagning av vertikal last. Figurema 4A-4D visar en förenklad vy av utföringsfonnen enligt Figur 1 sedd framifrån.

Figur 4A visar bladfiädern i sitt normala, obelastade läge. För att undvika att fjädems centrala sektion böjs ned i detta läge kan bladfjädern förspännas, så att den intar ett huvudsakligen horisontellt läge då den utsätts för vikten av ett olastat fordon. Figur 4B visar hur bladfjäderns yttre sektioner böjs uppåt och dess centrala sektion böjs nedåt relativt ett huvudsakligen horisontellt norrnalläge. Detta läge intas då fordonet är lastat, eller vid en nedfjädrande rörelse under färd. Figuren visar den aktuella utföringsformen i sitt maximalt nedljädrade läge, varvid den andra pivotpunkten P2 ligger cirka 90 mm under sitt norrnalläge. Figur 4C visar hur bladfjäderns yttre sektioner böjs nedåt och dess centrala sektion böjs uppåt relativt ett huvudsakligen horisontellt nonnalläge. Detta läge intas omedelbart efter en nedfjädrande rörelse under färd och dämpas därefter med hjälp av tjäderanordningens luftbälg och teleskopiska dämpare. Figuren visar den aktuella utföringsfomten i sitt maximalt övre fiädrade läge, varvid den andra pivotpunkten P2 ligger cirka 160 mm över sitt norrnalläge. Figur 4D visar hur bladfjäderns yttre sektioner böjer sig uppåt på en sida och nedåt på motsatt sida i samband med en krängnings- rörelse i sidled. Figuren visar den aktuella utföringsformen i ett läge där 10 å' . . . '“.š'; 2.5.3 2.: _: CJ fordonet kränger åt vänster i färdriktningen kring sitt krängningscentrum R, med en 'rollvinkei ot på cirka 3” från ett ursprungligt vertikaipian Y. Detta är dock inte fordonets maximala roilvinkel. Om böjningen av de yttre sektionerna är huvudsakligen symmetrisk, kommer den centrala sektionen att inta en lätt sinus- eller S-formad kurvatur. På detta sätt kommer bladfiädern att motverka utböjning av de yttre sektionerna och ge en krängningshämmande effekt.

Uppfinningen är inte begränsad tili utföringsfonnema ovan, utan kan varieras fritt inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (18)

10 15 20 25 30 11 (fl 'l \'l r “l __; PATENTKRAV

1. Hjulupphängning för upphängning av ett hjul vid ett motorfordon, innefattandes en hjulspindel (23, 24) förbunden med en styrspindelhållare (41), en Iänkarrn (12, 13) vilken förbinder styrspindelhållaren med fordonet, samt en tvärs fordonets längsgående axel infäst krängningshämmare (14), kännetecknad av att länkarrnen (12, 13) är vridfast infäst vid en yttre ände (18, 19) av krängningshämmaren (14) samt vridfast infäst i åtminstone en från den yttre änden av krängningshämmaren axiellt skild position (20, 21) hos krängningshämmaren. .

2. Hjulupphängning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att länkarmen (12, 13) har en huvudsakligen Y-forrn. .

3. Hjulupphängning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d a v att länkarrnen (12, 13) är vridbart infäst vid fordonet i en första pivotpunkt (P1) vid änden av den Y-forrnade länkarmens stolpe. .

4. Hjulupphängning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d a v att länkarmen (12, 13) är vridbart infäst vid fordonet i en andra pivotpunkt (P2) i anslutning till den inre av den Y-fonnade länkamlens grenar. .

5. Hjulupphängning enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d a v att länkarmen (12, 13) är anordnad att vara vridbar kring en axel (A) mellan nämnda första och andra pivotpunkter (P1, P2), vilken axel är i huvudsak parallell med fordonets Iängdaxel. .

6. Hjulupphängning enligt kravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda första pivotpunkt (P1) är belägen framför nämnda andra pivotpunkt (P2) i fordonets Iängdaxel. .

7. Hjulupphängning enligt något av kravet 1 till 6, k ä n n e te c k n a d a v att krängningshämmaren (14) utgörs av en bladfiäder. .

8. Hjulupphängning enligt något av kravet 1 till 7, k ä n n e t e c k n a d a v att krängnlngshämmaren (14) har ett konstant tvärsnitt utmed sin Iängdaxel. 10 15 20 25 30 Qi __; PO 57321

9. Hjulupphängning enligt något av kravet 1 till 7, k ä n n e t e c k n a d a v att krängningshämmaren (14) har ett varierande tvärsnitt utmed sin längdaxel.

10. Hjulupphängning enligt något av kravet 1 till 9, k ä n n e t e c k n a d a v att infästningen mellan länkarmen (12, 13) och krängningshämmarens (14) yttre ände (18, 19) utgörs av ett åtminstone i krängningshämmarens längdriktning elastiskt förband (31, 32).

11.Hjulupphängning enligt något av kravet 2 till 10, k ä n n e t e c k n a d a v att en nedre del av hjulspindeln (23, 24) är förbunden med den Y-forrnade länkarrnens yttre gren.

12. Hjulupphängning enligt något av kravet 1 till 11, k ä n n e t e c k n a d a v att länkarmen (12, 13) är försedd med åtminstone en fiädringsanordning (16, 17; 39, 40) i anslutning till krängningshämmarens (14) yttre ände (18, 19).

13. Hjulupphängning enligt kravet 12, k ä n n e t e c k n a d a v att fiädrings- anordningen (16, 17; 39, 40) är reglerbart ställbar i vertikal led.

14. Hjulupphängning enligt kravet 12 eller 13, k ä n n e t e c k n a d a v att fjädringsanordningen åtminstone innefattar en luftbälg (16, 17) placerad mellan länkarrnen (12, 13) och en infästningspunkt vid fordonet.

15. Hjulupphängning enligt något av kraven 12 till 14, k ä n n e t e c k n a d a v att fjädringsanordningen innefattar en teleskopisk dämpare (39, 40) placerad mellan länkarmen (12, 13) och en infästningspunkt vid fordonet.

16. Hjulupphängning enligt kravet 15, k ä n n e t e c k n a d a v att luftbälgen (16, 17) och den teleskopiska dämparen (39, 40) är placerade huvudsakligen koaxiellt.

17. Fordon k ä n n e t e c k n at a v att fordonet innefattar en hjulupphängning enligt något av kraven 1 till 16.

18. Fordon enligt krav 17, k ä n n e t e c k n at a v att fordonet innefattar två hjulupphängningar positionerade på var sin sida av fordonet, varvid hjulspindlarna (23, 24) är mekaniskt förbundna via ett system av styrstag.