SE529261C2 - Krängningshämmarstag för ett fordon - Google Patents

Description

20 25 30 2 529 261 Olika lösningar för att förhindra axiell förskjutning av krängningshämmarsta- get är kända inom teknikomràdet.

En lösning är att tillhandahålla flänsar på krängningshämmarstaget som är placerade på vardera sidan om bussningen för att förhindra rörelse hos krängningshämmarstaget. JP 2003237338 ger ett exempel på denna lösning.

En nackdel med denna lösning är att flänsama är fastsvetsade på kräng- ningshämmarstaget, vilket kan påverka krängningshämmarstagets egenska- per.

En annan lösning är att tillhandahålla en V-form eller ett spår i krängnings- hämmarstaget som samverkar med en på överensstämmande sätt utfonnad bussning. V-formen eller spåret kommer att fungera som ett mottagningsor- gan för den överensstämmande bussningen. Mottagningsorganet har en V- forrnad eller spârförsedd tvärsnittsyta när den betraktas längs den axiella riktningen. Var och en av de överensstämmande bussningama har en mot- svarande V-formad tvärsnittsyta när den betraktas längs den axiella riktning- en. EP 0496949, EP 0805055 och JP 2005212780 ger olika exempel på denna lösning.

En nackdel med dessa lösningar är behovet av att använda en uppsättning av bussningar för ett krängningshämmarstag med en V-form eller ett spår och en annan uppsättning av bussningar för ett konventionellt krängnings- hämmarstag. Om bara ena sidan av krängningshämmarstaget är försedd med en V-form eller ett spår så måste olika bussningar användas för de olika sidorna av samma krängningshämmarstag. Olika bussningar innebär högre kostnad och flera komponentnummer. l synnerhet för ett företag som tillver- kar många olika typer av fordon är det viktigt att begränsa antalet kompo- nentnummer. p Ett annat problem med dessa lösningar, [synnerhet med arrangemanget en- ligt EP 496949, är att paret av mottagnin-gsorgan ställer höga krav pà tole- 10 15 20 25 30 3 529 261 ranser vid montering av arrangemanget. Sådana krav ger höga kostnader I och om toleransema inte uppfylls så kommer arrangemanget inte att fungera korrekt och kommer att resultera i ett svårt servicearbete. Ytterligare ett pro- blem är att de V-formade enhetema har en speciell utformning som måste tas i beaktande både vid tillverkning och när de skall bytas ut.

Ytterligare en nackdel med ett V-fonnat spår är att V-formen ger ett område med skarp spänningsövergång för torsionskraftema, vilket kan leda till lägre knäckningshållfasthet i detta område. inom fordonsindustrin tillverkas många fordon med användning av samma komponenter (standardkomponenter) både för likadana och olika fordonsmo- deller. Vid förändringar av en konstruktion som innefattar ett antal komponen- ter är det därför viktigt att inskränka förändringama till så få nya komponenter som möjligt. Detta kommer att minimera förändringama i produktionen och produktionskostnaden hålls således vid ett minimum. Användning av stan- dardkomponenter gör dessutom det enkelt att byta ut delar vid underhåll av fordonet och för reparationsverkstädema att hålla reservdelar i lager. Stan- dardkomponenter håller också nere kostnaden för tillverkningen av reservde- lari sig själv, beroende på stora tillverkningsserier.

Det finns således ett behov av ett förbättrat arrangemang med krängnings- hämmarstag, vilket förhindrar stora axlella rörelser men tillåter mindre axiell rörelse, samt som huvudsakligen använder standardkomponenter.

REooGöRELsE FÖR UPPF|NN|NGEN: Uppfinningen avser att tillfredsställa behovet specificerat ovan och avser att korrigera de angivna problemen.

Uppfinningen avser ett arrangemang med krångningshämmarstag i en upp- hängning hos ett fordon. UpphängninggLär anordnad för att balansera ett hjulpar. Arrangemanget med krängnrinugshämmarstag innefattar ett kräng- 10 15 20 25 30 4529 261 ningshämmarstag som består av en torsionsstav som sträcker sig väsentli- gen i en riktning tvärs fordonet och två bärarrnar som sträcker sig från båda ändama av torsionsstaven och som sträcker sig med en vinkel mot torsions- staven. Bärarmarna kan utsträcka sig med vilken lämplig form som helst, ex- empelvis med en rak eller krökt form. Termen "riktning tvärs fordonet" an- vänds för att klargöra krängningshämmarstagets läge när det är monterat på ett fordon. När krängningshämmarstaget inte är monterat på ett fordon skall ordalydelsen "riktning tvärs fordonet" dock förstås betyda att torsionsstaven har en utsträckning i en godtycklig riktning och att bärarrnarna sträcker sig med en vinkel mot denna riktning.

Torsionsstaven har en väsentligen cirkulär tvärsnittsyta med en första diame- ter D1. Arrangemanget med krängningshämmarstag innefattar två hållare som var och en innefattar en fjädrande bussning. Bussningama inrymmer torsionsstaven och tillåter svängningsrörelse hos krängningshämmarstaget omkring hållaren. Torsionsstaven är avsedd att fästas vid en upphängning via de två hàllarna som innefattar de fjädrande bussningama. Hàllaren och bussningama är utfonnade för användning med torsionsstaven som är vå- sentligen cylindrisk åtminstone ide delar som ligger i kontakt med bussning- ama.

Torsionsstav avser en stav som sträcker sig i sidled och är utformad för att ta upp ojämnt fördelade krafter från hjulparet, med syftet att hålla hjulparen på samma nivå så mycket som möjligt. När exempelvis ett första hjul hos hjulpa- ret rör sig i en vertikal riktning så rör sig bärarmen som är kopplad till den motsvarande upphängningen i en svängningsrörelse omkring bussningama.

Torsionsstaven påverkas av denna rörelse med en torsionskraft som påver- kar den andra bärarmen så att den andra bärarmen vrider sig i en sväng- ningsrörelse omkring bussningama. Den andra bärarmen påverkar upphäng- ningen och således det andra hjulet till att utföra en liknande rörelse som det första hjulet. Arrangemanget med krängningshämmarstag, tillsammans med 10 15 20 25 30 5 529 261 upphängningen, försöker således hålla hjulparet på samma nivå men samti- digt tillåta en individuell och dynamisk rörelse hos hjulen.

En fördel med uppfinningen är att samma bussning är anpassad för använd- ning med en väsentligen cylindrisk torsionsstav och även för användning med ett mottagningsorgan enligt uppfinningen. Sålunda krävs bara en typ av bussning för arrangemanget. Bussningen är fiädrande och monterad inuti och runtom mottagningsorganet hos torsionsstaven enligt uppfinningen. Den andra bussningen ligger i kontakt med en fortfarande cylindrisk del av tor- sionsstaven.

Mottagningsorganet innefattar ett par av valkar som var och en har en cirku- lär tvärsnittsyta och som, vid sina toppar, har en andra diameter D2 som överskrider den första diametem D1. Mellan valkama innefattar mottagnings- organet ett mittavsnitt med en väsentligen konstant tredje diameter D3. Val- i kama innefattar två periferiytor som sluttar mot mittavsnittet med en mins- kande tvärsnittsyta från toppen av valken mot mittavsnittet. Bussningen är monterad inuti och runtom mottagningsorganet mellan valkama.

En fördel med idén är att bussningen som är utformad för användning med en cylindrisk torsionsstav även kan användas tillsammans med torsionssta- ven med ett mottagningsorgan enligt ovan. Användningen av samma buss- ningar reducerar kostnader och förenklar modifleringen av ett arrangemang med krängningshämmarstag utan mottagningsorgan, med de tidigare angiv- na problemen med axiell rörelse, till det uppfinningsenliga arrangemanget med krängningshämmarstag som innefattat mottagningsorganet. Sålunda kan samma bussningar användas på alla olika versioner av fordonet och, beroende på typen av fordon, så installeras ett krängningshämmarstag med eller utan mottagningsorgan.

En annan fördel med idén är att användningen av bara ett mottagningsorgan eliminerar ett eventuellt behov av täeranser som skulle uppträda om kräng- 10 15 20 25 30 6 '529 261 ningshämmarstaget vore utrustat med 'två mottagningsorgan. Det uppfin- ningsenliga arrangemanget med krängningshämmarstag hindras från stor axiell rörelse av den ensamma bussningen som samverkar med det ensam- ma mottagningsorganet. Dessutom tillåts krängningshämmarstaget en liten fördelaktig axiell rörelse beroende på samverkan mellan bussningen och mottagningsorganet.

En lämplig bussning kan vara gjord av ett fjädrande material såsom gummi, plast, eller vilket annat lämpligt fjädrande material som helst.

En lämplig bussning innefattar en inre tvärsnittsyta som är anpassad för att passa en torsionsstav som har en cirkulär tvärsnittsyta. Bussningen kan vara gjord i ett stycke som innefattar en axiell slits som möjliggör att bussningen tvingas öppen för att kunna passas in över torsionsstaven. Bussningen kan även vara gjord i form av två delar som inpassas pà torsionsstaven pà mot- stående sidor och därefter inmonteras i hållaren.

Hållaren är anpassad för användning med bussningen som är utfonnad för den cylindriska torsionsstaven och kunde inte användas tillsammans med vilken godtycklig form hos mottagningsorganet som helst. Varje bussning innefattar en inre mantelyta med väsentligen cirkulärt tvärsnitt som är anord- nad för användning med en väsentligen cylindrisk torsionsstav innan den monteras inuti och runtom mottagningsorganet. Hållaren har därför en inre mantelyta med väsentligen cirkulärt tvärsnitt som är anpassad för använd- ning med en cylindrisk torsionsstav genom bussningen.

Den inre mantelytan hos hållaren kan dock innefatta spår och upphöjda par- tier som är anordnade för att passa ihop med överensstämmande spår och upphöjda partier i en yttre mantelyta hos bussningen. Bussningen fixeras i hållaren av de överensstämmande spåren och upphöjda partiema som är i ingrepp med varandra vid användniggßå' att bussningen inte kan röra sig i den axiella riktningen av torsionsstaven i förhållande till hållaren. Bussningen 10 15 20 25 30 7 529 261 kan också vara fixerad i hållaren med ett annat lämpligt kopplingsmedel. Hål- laren kan dessutom bestå av en överdel och en underdel som är fixerade vid varandra genom ett bultförband för att erhålla en enkel monterlngsoperation.

Formen hos mottagningsorganet är viktig för uppfinningen för att erhålla för- delen med att använda bussningen som är utformad för en cylindrisk tor- sionsstav, medan stora axiella rörelser förhindras men små axiella rörelser tillåts.

Toppen av valkarna är fördelaktigt placerad på vardera sidan om bussningen så att den flexibla bussningen är inpassad mellan periferiytoma och hållaren.

Avståndet mellan torsionsstaven och hållaren minskar från mittavsnittet mot valkens topp. Det minskade avståndet ger effekten att en del av bussningen komprimeras vid en axiell rörelse av torsionsstaven i förhållande till hållaren.

Den del av bussningen som komprimeras är ett sidoparti av bussningen som är placerat mellan periferiytan och hållaren. Periferiytoma kan slutta linjärt eller icke-linjärt, men i bägge fallen deformeras den fjädrande bussningens sidopartier icke-linjärt vid axiell rörelse hos torsionsstaven. Detta är en fördel eftersom torsionsstaven tillåts en liten axiell rörelse, vilket är en fördel exem- pelvis för att tillåta små vibrationer. Om små axiella rörelser, till exempel vib- rationer, inte skulle tillåtas i ett alltför stelt arrangemang så skulle detta ge upphov till alltför stor belastning på hållaren och på bussningen samt i infåst- ningspunkten vid chassit.

En fördel med mottagningsorganets form år att mittavsnittet påverkar buss- ningen på samma sätt som en cylindrisk torsionsstav skulle göra. Bussning- en inrymmer torsionsstaven på ett glidande sätt vid mittpartiet för att därige- nom ge torsionsstaven en möjlighet att utföra rörelse i sidled/axiellt, exem- pelvis beroende på vibrationer. Vidare tillåter komprimeringen av bussningen en liten axiell rörelse, men när bussningen har komprimerats till en viss grad så förhindras den axiella rörelsen. ”_” 10 15 20 25 30 8 ' 529 261 Mottagningsorganets form tillsammans med bussningen ger såledesfördelen att stor axiell rörelse hos krängningshämmarstaget förhindras men att en liten axiell rörelse tillåts.

Valkama formas fördelaktigt när krängningshämmarstaget smids. Det vore också möjligt att tillhandahålla valkama i form av enheter som sätts fast på en cylindrisk torsionsstav med vilket konventionellt fastsättningsmedel som helst, exempelvis genom svetsning, krympförband, etc. I detta fall måste man akta sig så att inte de mekaniska egenskaperna hos krängningshämmarsta- get påverkas när valkama sätts fast. l en utföringsforrn av uppfinningen bildar mittavsnittet en väsentligen cylind- risk del av mottagningsorganet.

KORTFATTAD BESKRlVNING AV RITNlNGAR: Uppfinningen kommer nedan att beskrivas i anslutning till ett antal ritningar, där: fig. 1 schematiskt visar ett arrangemang med krängningshämmarstag enligt uppfinningen. fig. 2 schematiskt visar ett krängningshämmarstag enligt figur 1, fig. 3 schematiskt visar ett tvärsnitt av arrangemanget med kräng- ningshämmarstag enligt figur1 och varvid fig. 4 schematiskt visar en förstorad del av figur 3 som innefattar ett mottagningsorgan som samverkar med en bussning och en hål- lare, samt figur 5 schematiskt visar olika___gtföringsformer av mottagningsorganet. 10 15 20 25 30 9 529 261 UTFÖRINGSFORM AV UPPFlNNlNGEN: Fig. 1 visar schematiskt ett arrangemang 1 med krängningshämmarstag en- ligt uppfinningen. Arrangemanget 1 med krängningshämmarstag innefattar ett krängningshämmarstag 2 som består av en torsionsstav 3 som väsentli- gen sträcker sig i en riktning tvärs fordonet och två bärarmar 4 som sträcker sig från båda ändama av torsionsstaven 3. Torsionsstaven 3 är avsedd att fixeras vid en upphängning (ej visad) via en första och en andra lagring 5, 6.

Den första lagringen 5 innefattar en första hållare 7 som innefattar en första bussning 8 och den andra lagringen 6 innefattar en andra hållare 9 som inne- fattar en andra bussning 10. De första och andra lagringama 5, 6 är utforma- de för användning med en cylindrisk torsionsstav 3. Torsionsstaven 3 är in- rymd i de första och andra bussningama 8, 10. De första och andra lagring- ama 5, 6 tillåter svängningsrörelse hos krängningshämmarstaget 2 omkring de första och andra lagringama 5, 6.

Torsionsstaven 3 har ett mottagningsorgan 11 som samverkar med den för- sta lagringen 5. Den andra lagringen 6 samverkar med en cylindrisk del 12 av torsionsstaven 3.

Fig. 2 visar schematiskt ett krängningshämmarstag 2 enligt flg. 1. Mottag- ningsorganet 11 är placerad på ett avstånd från en av bärarmama 4. Mottag- ningsorganet 11 innefattar ett par av valkar 13 och ett mittavsnitt 14 mellan valkama 13. Mottagningsorganet 11 innefattar två periferiytor 15 som sluttar från valkarna 13 mot mittavsnittet 14.

Fig. 3 visar schematiskt ett tvärsnitt av arrangemanget 1 med krängnings- hämmarstag enligt fig. 1. Den första lagringen 5 inrymmer en del av torsions- staven 3 som är modifierad jämfört med en väsentligen cylindrisk torsions- stav 3. Den modifierade torsionsstaven 3 har modifierats genom tillförande av mottagningsorganet11. Den första bussningen 8 hos den första lagringen 5 inrymmer således torsionsstav_e_[1_3 på ett icke-förskjutbart sätt l den axiella riktningen. _”. 10 15 20 25 30 w " 529 261 Figur 3 visar också att den andra bussningen 10 i den andra lagringen 6 in- rymmer en del en del av torsionsstaven 3 som är väsentligen cylindrisk. Den andra lagringen 6 inrymmer således torsionsstaven 3 på ett glidande sätt i den axiella riktningen.

Fig. 4 visar schematiskt en förstorad del av figur 3 som innefattar ett mottag- ningsorgan 11 som samverkar med den första bussningen 8 och den första hållaren 7.

Torsionsstaven 3 har en första diameter D1, var och en av valkama 13 har vid sina toppar 16 en andra diameter D2, samt mittavsnittet 14 har en tredje diameter D3. Den tredje diametern D3 hos mittavsnittet 14 motsvarar väsent- ligen den första diametem D1 hos torsionsstaven 3 och den största andra diametem D2 hos valkama 13 vid toppama 16 överskrider den tredje diame- tem D3 och den första diametem D1.

Var och en av periferiytoma 15 har formen av en trattformad yta med en minskande tvärsnittsyta från valkamas 13 toppar 16 mot mittavsnittet 14.

Mittavsnittet 14 är väsentligen plant och kan ha en cylindrisk utsträckning mellan periferiytoma 15. Figur 4 visar dock mittavsnittet 14 som ett över- gångsparti mellan periferiytoma 15 där en tangent till periferiytoma 15 har en gradientlinje som ändrar fràn negativ till positiv vid mittavsnittet 14. Periferi- ytoma 15 kan inte ha en godtycklig form, utan måste ha en form somkan inrymma den första bussningen 8 som är utformad för användning också med en cylindrisk stav.

Figur 4 visar att den fjädrande första bussningen 8 komprimeras mellan peri- feriytorna 15 och den första hållaren 6. Den fjädrande första bussningen 8 får inte komprimeras i alltför hög grad, varför formen hos periferiytorna 15 är vik- tig. Eftersom den tredje diamet_ern D3 hos mittavsnittet 14 väsentligen mot- svarar den första diametem~D1 hos torsionsstaven 3 så komprimeras den 10 15 20 25 30 n 529 261 första bussningen inte mera i mittavsnittet 14 än den andra bussningen ingå- ende i den andra lagringen 6 som inrymmer den cylindriska delen av tor- sionsstaven 3.

Figur 5 visar olika utföringsformer av mottagningsorganet 11. Mottagningsor- ganet 11 i 5a innefattar en radie R1 mellan toppama 16. Eftersom radiema R1 är ganska stora kommer en kort del av mittavsniltet att vara väsentligen plan. Mottagningsorganet 11 i 5b innefattar periferiytoma 15 som tvâ sluttan- de ytor med radiema R2 och ett plant mittavsnitt 14 som sträcker sig över ungefär hälften av mottagningsorganet 11 eller fram till ungefär 75 % av mot- tagningsorganets bredd. Mottagningsorganet 11 i 5c innefattarperiferiytoma 15 som två sluttande raka ytor 17 och ett plant mittavsnitt 14 som sträcker sig över ungefär hälften av mottagningsorganet eller fram till ungefär 75 % av mottagningsorganets bredd.

Förhållandet mellan valkamas storlek och krängningshämmarstagets diame- ter, dvs. D1 och/eller D3, är valt så att bussningens kompressionsgrad ligger inom en fördefinierad begränsning. Bussningen som håller fast krängnings- hämmarstagets ände utan mottagningsorgan komprimeras inom denna för- definierade begränsning när den monteras. Bussningen som håller fast än- den med mottagningsorganet bör också vara komprimerad inom den fördefi- nierade begränsningen. Skillnaden i komprimering mellan den första och den andra bussningen ligger företrädesvis inom området 10-30 %.

Valkens lutning mot mittavsnittet, dvs. sluttningen, väljs beroende pà det axi- ella beteende som önskas hos bussningen.

Uppfinningen skall ej ses som begränsad till de utföringsformer som beskrivs ovan och ett antal ytterligare varianter och modifieringar är möjliga inom ra- men för de efterföljande patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 30 12 529 261 PATENTKRAV

1. Arrangemang (1) med krängningshämmarstag för en upphängning hos ett fordon, varvid arrangemanget (1) med krängningshämmarstag innefattar ett krängningshämmarstag (2) som innefattar en torsionsstav (3) som sträcker sig väsentligen i en riktning tvärs fordonet och två bärarmar (4) som sträcker sig från båda ändama av torsionsstaven (3) med en vinkel mot torsionssta- ven (3), varvid torsionsstaven (3) har en väsentligen cirkulär tvärsnittsyta med en första diameter (D1) och varvid arrangemanget (1) med krängnings- hämmarstag innefattar en första hållare (7) som innefattar en fjädrande första bussning (8) och en andra hållare (9) som innefattar en fjädrande andra bussning (10) som inrymmer torsionsstaven (3) och tillåter svängningsrörelse hos krängningshämmarstaget (2) omkring de första och andra hällarna (7, 9), samt varvid de första och andra hållama (7, 9) och de första och andra buss- ningarna (8, 10) är utformade för användning med den cylindriska torsions- staven (3) , k ä n n e t e c k n at a v att torsionsstaven (3) innefattar ett mot- tagningsorgan (11) för den första bussningen (8), varvid mottagningsorganet (11) innefattar ett par av valkar (13) som vid sina toppar (16) var och en har en andra diameter (D2) som överskrider den första diametern (D1) och varvid mottagningsorganet (11) innefattar ett mittavsnitt (14) mellan valkama (13) som har en väsentligen konstant tredje diameter (D3) och varvid mottag- ningsorganet (11) innefattar två periferiytor (15) som sluttar mot mittavsnittet (14) med en minskande tvärsnittsyta från toppen av valkarna (13) mot mitt- avsnittet, samt varvid den första bussningen (8) är monterad inuti och runtom mottagningsorganet (11 ) mellan valkama (13).

2. Arrangemang (1) med krängningshämmarstag enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at a v att den tredje diametem (D3) hos mittavsnittet (14) är väsentligen lika stor som den första diametern (D1) hos torsionsstaven (3), varvid den andra diametern (D2) hos valkarna (13) vid topparna (16) överskrider den första diametem (D1) och de_n_ tredje diametern (D3). 10 15 20 25 30 så 529 261

3. Arrangemang (1) med krängningshämmarstag enligt något av patentkra- ven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at a v att mottagningsorganet (11) innefattar en radie R1 mellan toppama (16).

4. Arrangemang (1) med krängningshämmarstag enligt något av patentkra- ven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at a v att mottagningsorganet (11) innefattar två sluttande ytor (15) med radier R2 och ett plant mittavsnitt (14).

5. Arrangemang (1) med krängningshämmarstag enligt något av patentkra- ven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at a v att mottagningsorganet (11) innefattar två sluttande raka ytor (17) och ett plant mittavsnitt (14).

6. Arrangemang (1) med krängningshämmarstag enligt något av patentkra- ven 4 till 5, k ä n n e t e c k n a t a v att det plana mittavsnittet (14) sträcker sig över ungefär halva mottagningsorganet (11).

7. Arrangemang (1) med krängningshämmarstag enligt något av patentkra- ven 4 till 5, k ä n n e t e c k n a t -a v att det plana mittavsnittet (14) sträcker sig över mottagningsorganet (11) mellan 25 % och 75 % av mottagningsor- ganets bredd.

8. Arrangemang (1) med krängningshämmarstag enligt något av de föregå- ende patentkraven, k ä n n e t e c k n at a v att bärarmama (4) sträcker sig från båda ändarna av torsionsstaven (3) väsentligen vinkelrätt mot torsions- staven (3).

9. Arrangemang (1) med krängningshämmarstag enligt något av föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a t a v att var och en av de första och andra bussningarna (8, 10) innefattar en inre mantelyta med väsentligen cirkulårt tvärsnitt som är anpassad för användning med en väsentligen cylindrisk tor- sionsstav innan den monteras inuti och mnto_rr1 mottagningsorganet (11). 10 n 529 261

10. Krängningshämmarstag (2) för ett fordon, vilket stag har en första diame- ter (D1) och innefattar ett mottagningsorgan (11) som är anpassat för sam- verkan med en första bussning (8), varvid nämnda mottagningsorgan (11) innefattar ett par av valkar (13) som har en cylindrisk tvärsnittsyta och som har en andra diameter (D2) vid sina toppar, ett mittavsnitt (14) mellan valkar- na (13) och två periferiytor (15) som sluttar från topparna (13) mot mittavsnit- tet (14) och varvid krängníngshämmarstaget (2) dessutom innefattar en cy- lindrisk del (12) med en konstant diameter (D1) som är anpassad för sam- verkan med en andra bussning (10), samt varvid nämnda första och andra bussningar (8, 10) är väsentligen likadana.