SE528676C2

SE528676C2 - Hjulupphängning

Info

Publication number: SE528676C2
Application number: SE0600335A
Authority: SE
Inventors: Stefan Kindberg; Johan Kuikka
Original assignee: Stefan Kindberg; Johan Kuikka
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2007-01-16
Also published as: CN101384466A; WO2007094735A1; EP1984225A1; PL1984225T3; US20090212508A1; JP5235682B2; JP2009526703A; CN101384466B; EP1984225B1; SE0600335L; DK1984225T3; ES2428512T3; US8100415B2

Description

l5 20 25 30 samtidigt som enklast möjliga handhavande av fordonet medges. Samtidigt söker föreliggande uppﬁnnin g åstadkomma en enkel uppbyggnad som effektivt tillhandahåller en inneboende tjädringsfxlnktion utan kompletterande tjädringselement.

Detta här lösts medelst den föreliggande uppﬁnningen genom hjulupphängningen beskriven i inledningen, hjulupphängningen kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.

På så sätt kan den erforderliga framdrivningskraften utnyttjas till att även lyfta den första hjulaxelns hjul. Detta åstadkommes genom en hävarrnseffekt, där rotation av länkelementet sker medelst kraften anbringad på rotationspunkten, det vill säga en fordonet påskjutande linj år krafti framdrivningsriktningen, och den åstadkomna sträckan för hävarmen hos länkelementet.

En nedﬂyttad rotationspunkt under hjulaxlamas centrum skapande nämnda hävarmseffekt bidrar även till en mjukare framdrivning av fordonet eftersom den påskjutande kraften till viss del omvandlas till en lyftande kraft. Därmed behövs inte heller utnyttjas något fjädrande element motverkande rotationen av länkelementet.

Alternativt överensstämmer ett första avstånd mellan den första hjulaxeln och rotationspunkten med ett andra avstånd mellan den andra hjulaxeln och rotationspunkten.

Därmed kan en användare ställa hjulupphängningens hjul i linje med färdriktningen utan att hänsyn till vilken ordningsfóljd frärnre och bakre hjul är inställda och samtidigt erhålla önskad hävarmseffekt. Fordonets svängbarhet blir likaså god.

F öreträdesvis skiljer sig ett första avstånd mellan den forsta hjulaxeln och rotationspunkten från ett andra avstånd mellan den andra hjulaxeln och rotationspunkten. 10 l5 20 25 30 (51 PO CG C'ï\ “<1 (in På så sätt kan hävarrnseffekten åstadkommas även vid brant klättring, med bibehållet momentgenererande avstånd, då det andra avståndet mellan den andra hjulaxeln och rotationspunkten är kortare än det första avståndet mellan den första hjulaxeln och rotationspunkten.

Lämpligen är hjulen likaså inrättade överlappande varandra. På så sätt optimeras svängbarheten.

Företrädesvis uppvisar respektive hjuls yta en sidoställd omkretsyta för kontakt mot körbanan, hjulen är monterade vid hjulaxlarna på så sätt att omkretsytorna är vända mot varandra.

Därmed minkar tendensen till snedvridning av hjuluppsättrringen vid kontakt med ett hinder.

Lämpligen är stommen inrättad med stopporgan inrättat För ingrepp med länkelementet för förhindrande av att länkelementet roterar över, så att inte den första hjulaxeln intar positionen för den andra hjulaxeln.

På så sätt kan en användare lyfta fordonets stomme utan att behöva rotera länkelementet till sitt ursprungliga läge före nedsättning.

Alternativt är fordonet en rollator.

Företrädesvis är två hjul inrättade vid respektive första och andra hjulaxel.

Lämpligen är hjulupphängningen inrättad icke svängbar vid fordonet dock tillåtande länkelementet att rotera omkring rotationspunkten.

FIGURSAMMANDRAG 10 15 20 25 30 528 6763 I det följ ande kommer föreliggande uppﬁnning att närmare förklaras med hänvisning till närslutande ritningar, på vilka schematiskt: FIG. 1 visar en hjulupphängning enligt en första utföringsforrn; FIG. 2a-2b visar en hjulupphängning enligt en andra utföringsform; FIG. 3a-3b visar en hjulupphängning enligt en tredje utföringsfonn; FIG. 3c visar en hjulupphängning ovanifrån; FIG. 4 visar hjulupphängningen i FIG 3a-3b med föredragna måttförhållanden; FIG. 5a-5b visar en principskiss för klättring; FIG. 6 visar en fjärde utiöringsfonn; och FIG. 7 visar en femte utföringsform.

BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFÖRINGSEXEMPEL Föreliggande uppﬁnning kommer nu att beskrivas såsom utföringsexempel. För tydlighetens skull har komponenter utan betydelse för uppfinningen utelämnats på ritningen. Samma detaljer som visas i ﬂera ﬁgurer kan i vissa fall sakna hänvisningsbeteckning, men motsvara de som har hänvisningsbeteckning.

FIG. 1 visar en hjulupphängning .1 enligt en första utföringsform. Hjulupphängningen l är monterad vid en stomme 3 innefattande en gaffel 5 hos ett fordon (inte visat).

Fordonet är i sin framdrivningsriktning inrättat att kunna klättra uppför hinder 7, såsom en trottoarkant. Hjulupphängningen 1 innefattar ett länkelement 9 som är arrangerat roterbart vid gaffeln 5 omkring en rotationspunkt R. För framdrivning av fordonet anbringas en kraft Gx på stommen 3 och därmed via gaffeln 5 även på rotationspunkten R. Länke1ementet9 i formen av en rektangulär plåt innefattar en första (främre) och en andra (bakre) hjulaxel 11, 13 lagrade vid länkelementets 9 främre respektive bakre parti 15, 17. Ett främre och ett bakre hjul 19, 21 är anordnade i linje med och efter varandra och är roterbart anordnade vid respektive hjulaxel 1 1, 13.

Den bakre hjulaxeln 13 tjänstgör såsom momentaxel X omkring vilken länkelementet 9 tenderar att rotera då den främre hjulaxeln 11 via det främre hjulet 19 anbringas en 10 15 20 25 30 522193 67tå kraft Fx i riktning huvudsakligen motsatt färdriktningen. Denna kraft Fx och kraften Fy är komposanter bildande kraften F. Kraften F genererad vid påkörning av trottoarkanten bidrar till ett vridande moment M omkring den bakre hjulaxeln 13 lyftande det främre hjulet 19.

Länkelementet 9 är inrättat att verka såsom en hävarm genom att rotationspunkten R är belägen på ett avstånd b från en tänkt rät (rak) linje L skärande den första och den andra hjulaxeln 11, 13 och i ett plan tvärs momentaxelns X utsträckning. För att skapa hävarrnen b har således rotationspunkten R placerats under den tänkta räta linjen L.

Den påskjutande kraften Gx och hävarmen b skapar ett länkelementet 9 lyftande moment omkring den bakre hjulaxeln 13. Detta moment kompletteras med ett ytterligare moment skapat av den på det främre hjulet 19 verkande kraften F och avståndet a. I det teoretiska fallet då hjulupphängningens 1 främre hjul 19 stöter på ett hinder 7 åtminstone med samma höjd som hjulaxlarnas 11, 13 höjd (eller hjulets 19 radie) över underlaget U skulle avståndet a vara lika med noll. Därmed skulle enbart det lyftande momentet (vridmomentet M) skapat av kraften Gx och avståndet b åstadkomma hjulupphängningen 1 att rotera omkring den andra hjulaxeln 13.

De bägge hjulaxlarna 11, 13 är i FIG. 1 placerade symmetriskt omkring rotations- punkten R och eftersom hjulen 19, 21 är anordnade efter varandra i linje påverkas inte fordonets svängbarhet vid hindertagning. Ett första avstånd d mellan den första hjulaxeln 11 och rotationspunkten R överensstämmer enligt denna utföringsform med ett andra avstånd c mellan den andra hjulaxeln 13 och rotationspunkten R.

FIG. 2a -2b visar i en vy från sidan och i en vy framifrån en hjulupphängning 1 enligt en andra utföringsforin. Den första och den andra hjulaxeln 11, 13 är arrangerade vid länkelementet 9 parallella med varandra. Den första hjulaxeln ll innefattar ett främre hjul 19. Den andra hjulaxeln 13 är uppdelad i två delaxlar, varje uppbärande ett bakre hjul 21. De bakre hjulen 21 är arrangerade bakom det främre hjulet 19 setti färdriktningen. Den andra hjulaxeln 13 (de två delaxlarna) är förskjuten/na i förhållande till den första hjulaxeln 11 sett i färdriktningen, så att de vid axlarna 11, 13 10 15 20 25 30 monterade hjulen 19, 21 hamnar delvis sida vid sida och på var sin sida av en rotationspunkten R skärande och parallell med färdriktningen längsgående tänkt linje.

Alternativt kan två främre hjul monteras vid den första hjulaxeln 11.

FIG. 3a-3b visar en hjulupphängning 1 enligt en tredje utföringsform. Ett främre och ett bakre hjul 19, 21 är inrättade vid ett länkelement 9. Hjulen 19, 21 är belägna delvis sida vid sida och är ömsesidigt förskjutna sett i färdriktningen. FIG 3a visar hjulupp- hängningen l ovanifrån. Hjulupphängningens 1 rotationspunkt R utgörs av en rotationsaxel som är anordnad vid en ett handdrivet fordons (exempelvis en rollator, barnvagn) (inte visad) gaffel 5. Gaffeln 5 är svängbart inrättad vid rollatorns stomme 3 vid en svängaxel S. Länkelementet 9 har en V-form och uppbär det främre och bakre hjulet 19, 21 vid respektive länkände, vilket tydliggörs i FIG. 3b.

FIG. 3c visar en hjulupphängning ovanifrån. Svängaxeln är här en kulled 20 samtidigt utgörande en rotationspunkt R och svängaxel S (istället för att låta rotationspunkten vara en horisontell axel i riktning tvärs färdriktningen separerad från svängaxeln) och de bägge hjulaxlarna är syrnmetriskt placerade på var sin sida av rotationspunkten R.

Den symrnetriska placeringen av hjulen 19, 21 medger en optimal svängbarhet av fordonet. Samtidigt är hjulen placerade överlappande varandra och så brett isär att svängbarheten tillåts vara optimerad utan att påverka uppbyggnaden av hjulupphängningen 1.

FIG. 4 visar schematiskt hjulupphängningen 1 i FIG 3a-3b med föredragna länkarms- förhållanden. För att skapa lyftande hävarmseffekt för att förbättra klättringsegenskaperna placeras länkelementets 9 (lånkarmens) rotationspunkt R ett avstånd b under den tänkta, skärande den första och den andra hjulaxeln 1 1, 13 och i ett plan tvärs momentaxelns X utsträckning, räta linjen L.

Förhållandet mellan det främre avståndet d mellan främre hjulaxel ll och rotationspunkten R och det bakre avståndet c mellan rotationspunkten R och bakre hj ulaxel 13 är sådant att det fränire avståndet d år större än det bakre avståndet c. 10 15 20 25 30 (Fl k) CC* Öq_\ *CI eX En förenklad ekvation för beräkning av rotationen kring X kan definieras såsom: F*a+Gx*b-Gy*c=0; Där F är kraften upptagen av hjulupphängningen 1 vid köming mot ett hinder 7. F delas upp i komposanterna Fy (lyftande kraft) och Fx (en fordonet i färdriktningen motverkande kraft).

Gx är den kraft som påverkar fordonet i färdriktningen. Gy är den kraft som appliceras på fordonet i riktning mot underlaget U. Vid en rollator kommer en användares (ej visad) kroppsvikt att påverka rotationspunkten R med en kraft G (inte visad) för framförande av rollatom. Denna kraft G uppdelas i komposanterna Gy och Gx, där Gx definieras såsom den pâskjutande kraften.

Avståndet b är den skapade håvarmen för att förbättra rollatorns klättringsegenskaper.

Avståndet b är större än 0 och mindre än det bakre hjulets 21 radie r. Avståndet b är mellan 2- 90 %, företrädesvis 25-70%, av radien r.

F*a+F*cosa*b-Gy*c=0; Vinkeln a fastställs av förhållandet mellan hinderhöjd och hjulets radie r. Det vill säga är hjulets radie lika med hinderhöjden blir vinkeln oz lika med 0.

Fy=F*sinoz; Där Fy utgör en för hjulupphängningen l lyftande kraft.

Eftersom avståndet c är mindre än avståndet d kommer användarens tyngd till största del fördelas till det bakre hjulet 21, vilket ytterligare förbättrar hjulupphängningens 1 10 15 20 25 30 528 6176 klättringsegenskaper emedan det främre hjulet tenderar att, på grund av den mindre belastningen, lättare lyfta från underlaget.

Emedan rotationspunkten är nedﬂyttad under linjen L kommer hjulupphängningen 1 vid stigande klättring över hinder då länkelementet hamnar nära på lodrätt, eller hamnar så långt att rotationspunlçten R hamnar framför både den första hjulaxeln 11 och den andra hjulaxeln 13 sett i färdriktningen, att verka med en i förhållande till hjulen 19, 21 eftersläpande position. Detta bidrar likaså till att hjulupphängningens 1 svängbarhet optimeras, det vill säga då de bägge hjulen 19, 21 hamnar bakom rotationspunkten R.

FIG. 5a-5b visar en principskiss för klättring över ett hinder 7. Det främre avståndet d mellan den första hjulaxeln ll och rotationsaxeln R är väsentligt större än det bakre avståndet c. Detta för att bibehålla hävarmseffekten även när hjulupphängningen 1 klättrar (se FIG. Sb). Genom att låta det bakre avståndet c vara mindre än det främre avståndet d och låta avståndet mellan hjulaxlarna ll, 13 vara så litet som möjligt åstadkommes en god svängfunktion hos hjulupphängningen. Genom att avståndet c är litet kan vid klättringen rotationspunkten R bibehållas i läge nedanför den bakre hjulaxeln 13, varvid hävannen b” vidmakthålls, dock lite kortare än hävannen b° vid hjulupphängningens 1 icke klättrande läge (se i FIG. Sa och 5b visade hänvisnings- beteckningar b” och b”).

På så sätt kan hävarmseffekten åstadkommas även vid brant klättring, med huvudsakligen bibehållet avstånd b, då det bakre avståndet c mellan den andra hjulaxeln 13 och rotationspunkten R är kortare än det främre avståndet d mellan den första hjulaxeln ll och rotationspunkten R.

FIG. 6 visar en fjärde utföringsforrn av hjulupphängningen 1. Respektive hjuls 19, 21 yta uppvisar en sidoställd omkretsyta 22 för kontakt mot underlaget U(körbanan).

Hjulen 19, 21 är monterade vid hjulaxlarna ll, 13 på så sätt att omkretsytorna 22 är vända mot varandra. Därmed minskar tendensen till snedvridning av hjuluppsättningen 10 15 20 25 (fl ïxQ G3 676 1 vid kontakt med ett hinder 7 emedan det främre hjulets 19 kontaktpunkt med underlaget U och svängaxeln S har ett avstånd däremellan så litet som möjligt.

FIG. 7 visar en femte utforingsforxn av hjulupphängningen l. Enligt denna utföringsform har det främre hjulet 19 som upptar denna första kontakt med hindret 7 en större diameter är det bakre hjulet 21. Även ifall hindret 7 är högre (se FIG. 7) än det främre hjulets 19 radie genererar pädrivningskraﬁen Gx på rotationspunkten R och den hjulupphängningen 1 åstadkomna hävarrnen b ett vridande moment M så att det främre hjulet 19 tenderar att klättra uppför hindret 7. Stommen 3 är inrättad med ett stopporgan 25 (gummikudde) som är arrangerat för ingrepp med länkelementet 9 för forhindrande av att länkelementet 9 roterar över. Det vill säga, så att inte den första hjulaxeln 11 intar positionen för den andra hjulaxeln 13 när en användare lyfter fordonet. Hjulupphängningen är monterad vid ett terränggående handdrivet fordon, såsom en barnvagn eller en joggingvagn (inte visad).

Föreliggande uppfinning skall inte ses begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel utan modifieringar och kombinationer av dessa kan förekomma inom ramen för föreliggande uppﬁnning. Hjulupphängningen kan användas vid en rollator, golfvagn, barnvagn, kundvagn, transportvagnar av olika slag eller andra fordon såsom rälsfordon, linbanor etc. Hjulupphängningen är inte begränsad att vara svängbart, för svängning i sidled, inrättad vid fordonet. Hjulupphängningen innefattande rotationspunkten kan även vara fast monterad vid fordonet, det vill säga icke svängbart inrättad, exempelvis vid fordonet på lämplig plats där en andra styrbara hjul hos fordonet tillgodoser styrningen av fordonet i sidled. Hjulupphängningen kan även förses med medar, skidor etc. i stället för hjul, vid exempelvis en snöskoter eller liknande, vari ordet hjulaxel ersätts med ordet axel.

Claims

10 15 20 25 30 10 PATENTKRAV

1. Hjulupphångning för montering vid en stomme (3) hos ett fordon, vilket i sin frarndrivningsriktning är inrättat att kunna klättra uppför hinder (7); hjulupphängningen (1) innefattar ett länkelement (9) arrangerat roterbart omkring en rotationspunkt (R), på vilken rotationspunkt (R) via stommen (3) kan anbringas en kraft (GX) för framdrivning; länkelementet (9) innefattar en första och en andra hjulaxel (11, 13); den andra hjulaxeln (13) tjänstgör såsom momentaxel (X) omkring vilken länkelementet (9) tenderar att rotera då den första hjulaxeln (1 1) anbringas en kraft (F) i riktning motsatt färdriktningen, länkelementet (9) verkar såsom en hävarrn genom att rotationspunkten (R) är belägen på ett avstånd från en tänkt rät linje (L) skärande den första och den andra hjulaxeln (11, 13) och i ett plan tvärs momentaxelns (X) utsträckning, kännetecknad av att den första och den andra hjulaxeln(l1, 13) är arrangerade vid länkelementet (9) på så sätt att hjulaxlarnas (1 1, 13) utsträckningar är parallella med varandra och den andra hjulaxeln (13) är arrangerad bakom den första hjulaxeln (11) sett i färdriktningen, och den andra hjulaxeln (13) även är förskjuten i förhållande till den första hjulaxeln (l 1) sett i färdriktningen, så att vid axlarna (1 1, 13) monterade hjul (19, 21) hamnar på var sin sida av rotationspunkten (R).

2. Hjulupphängning enligt krav 1, kännetecknad av att ett första avstånd (d) mellan den första hjulaxeln (11) och rotationspunkten (R) överensstämmer med ett andra avstånd (c) mellan den andra hjulaxeln (13) och rotationspunkten (R).

3. Hjulupphängning enligt krav 1, kännetecknad av att ett första avstånd (d) mellan den första hjulaxeln (11) och rotationspunkten (R) skiljer sig från ett andra avstånd mellan den andra hjulaxeln (13) och rotationspunkten (R).

4. Hjulupphängning enligt något av krav 1-3, kännetecknad av att hjulen (19, 21) likaså är inrättade överlappande varandra. 10 15 (fl VG mf*- Qdï C\ ~.\-5 Q; a 11

5. Hjulupphängning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att respektive hjuls (19, 21) yta uppvisar en sidoställd omkretsyta (22) for kontakt mot underlaget (U), hjulen (19, 21) är monterade vid hjulaxlama (11, 13) på så sätt att omkretsytorna (22) är vända mot varandra.

6. Hjulupphängning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att stommen (3) är inrättad med stopporgan (25) inrättat fór ingrepp med länkelementet (9) för forhindrande av att länkelementet (9) roterar över, så att inte den forsta hjulaxeln (11) intar positionen för den andra hjulaxeln (13).

7. Hjulupphängning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att fordonet är en rollator.

8. Hjulupphängning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att hjulupphängningen (1) är inrättad icke svängbar vid fordonet dock tillåtande länkelementet (9) att rotera omkring rotationspunkten (R).