NL1015233C2 - Kantelvoertuig voorzien van zwenkbare achterwielen. - Google Patents

Description

Kantelvoertuig voorzien van zwenkbare achterwielen

De aanvrage heeft betrekking op een kantelvoertuig omvattende een voorste framedeel met een langsas, een bestuurderszitplaats, en met één of meer rond een dwars 5 op de langsas gelegen voorwielstuuras zwenkbare wielen en een rond een in hoofdzaak in de richting van de langsas gelegen kantelas, kantelbaar met het voorste framedeel verbonden achterste framedeel met twee wielen.

Een dergelijk kantelvoertuig is bekend uit Internationale octrooiaanvrage No. W095/34459 ten name van Aanvraagster.

10 Bij het bekende kantelvoertuig wordt bij het nemen van een bocht het voorste framedeel door een tweetal cilinders ten opzichte van het achterste framedeel gekanteld. Het voorste framedeel heeft één wiel, terwijl het achterste framedeel is voorzien van twee wielen. Met een krachtsensor wordt het moment op het voorwiel om de voorwielstuuras gemeten. Uit dit moment wordt een stuursignaal gevormd dat de 15 kantelcilinders aandrijft, waardoor een inherent stabiele kanteling wordt verkregen. De verplaatsing van de kantelcilinders wordt gedeactiveerd op het moment dat de kracht of het moment op het voorwiel nul is, hetgeen gebeurt op het moment dat, afhankelijk van de bochtstraal, de snelheid van het voertuig en het gewicht daarvan inclusief bestuurder, de juiste mate van kanteling voor het nemen van de bocht is verkregen. 20 Wanneer de kracht of het moment op het voorwiel om de voorwielstuuras nul is, wordt de gekantelde positie van het voorste framedeel constant gehouden. Het is tevens mogelijk om de sensor uit te voeren als een standgever, zoals beschreven in Internationale octrooiaanvrage nr WO99/14099 ten name van aanvraagster. Hierbij kan de bestuurder de kantelcilinders activeren door rotatie van een stuurorgaan ten opzichte 25 van de voorwielstuuras, waarbij tegelijkertijd door het in genoemd octrooi beschreven kantelmechanisme het voorwiel automatisch en snelheidsafhankelijk met de juiste hoek wordt ingestuurd.

Gebleken is echter dat bij hoge snelheden, dat wil zeggen boven de ca. 60 km per uur, zowel bij rechtdoor rijden als bij het nemen van een bocht, een instabiele 30 slingering van het gehele voertuig optreedt. Daardoor treden in de kantelende kabine ongewenste oscillaties op waardoor het rijgedrag van het kantelvoertuig negatief wordt beïnvloed.

1015233 2

Het is een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een kantelvoertuig waarbij ook bij hogere snelheden oscillaties worden vermeden.

Hiertoe is het kantelvoertuig volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de wielen van het achterste framedeel zwenkbaar zijn rond een hoofdzakelijk dwars op de langsas 5 gelegen achterwielstuuras of kantelbaar zijn rond een hoofdzakelijk in de richting van de langsas gelegen achterwielkantelas.

De uitvinding berust op het inzicht dat bij kanteling van het voorste framedeel en de overeenkomstige schuine stand die door het voorwiel wordt aangenomen, de achterwielen relatief lang nodig hebben om dwarskracht op te bouwen. Door volgens 10 de uitvinding de achterwielen in afhankelijkheid van de kanteling mee te sturen om een hoofdzakelijk verticaal gerichte achterwiel-stuuras of door de achterwielen te kantelen rond een achterwiel-kantelas die hoofdzakelijk in de lengterichting verloopt, kan door de achterwielen snel genoeg een voldoende grote dwarskracht worden opgebouwd en wordt het relatief onstabiele oscillerende rijgedrag bij hoge snelheden, zowel bij 15 bochten als bij rechtuit rijden geheel weggenomen onder behoud van een gunstig stuurgedrag en stuurgevoel voor de bestuurder.

De kanteling van het voorste framedeel kan eveneens worden aangedreven door zelfbalancering van de bestuurder door middel van voorwielsturing en gewichtsverplaatsing. In dit geval is het kantelvoertuig niet voorzien van actieve 20 kantelmiddelen.

Bij voorkeur echter omvat het kantelvoertuig een actief aangedreven kanteling met een door een bestuurder te activeren kantelinrichting die enerzijds is verbonden met het voorste framedeel en anderzijds met het achterste framedeel voor relatieve kanteling van de framedelen rond de kantelas en een sensor voor het in afhankelijkheid 25 van de relatieve kanteling van de voorste en achterste framedelen vormen van een stuursignaal voor besturing van de kantelinrichting.

In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de achterwielen ieder afzonderlijk opgehangen aan een eigen achterwielstuuras. De achterwielen zijn via een dwars op de achterwielstuuras gelegen zwenkarm en via een respectieve stuurstang verbonden met 30 een op de langsas gelegen knikarm. Deze krukarm is zwenkbaar om de langsas met het voorste framedeel verbonden en strekt zich dwars op de langsas uit. Bij kanteling van het voorste framedeel rondom de langsas wordt de krukarm verdraaid zodat de zwenkarmen van de achterwielen worden verplaatst en een sturing van de achterwielen t 0152S3 3 wordt verkregen die afhankelijk is van de lengte van de knikarm. Door variatie van de geometrie van de knikarm en de zwenkarm kan de mate van insturen nauwkeurig worden ingesteld.

Enkele uitvoeringsvormen van een kantelvoertuig volgens de uitvinding zullen 5 nader worden toegelicht aan de hand van de bij gevoegde tekening. In de tekening toont:

Fig. 1 een schematisch, perspectivisch aanzicht van het frame van een kantelvoertuig volgens de onderhavige uitvinding, en

Fig. 2 en 3 een voorkeursuitvoeringsvorm van een stuurconstructie van de 10 achterwielen van het kantelvoertuig volgens de onderhavige uitvinding.

Fig. 1 toont schematisch een onderstel van een kantelvoertuig 1 volgens de uitvinding voorzien van een voorste framedeel 2 en een kantelbaar met het voorste framedeel 2 verbonden achterste framedeel 3. Het voorste framedeel 2 omvat een voorwiel 4 dat zwenkbaar is rond een schematisch weergeven voorwielstuuras 5, door 15 middel van een stuur 6. Het voorste framedeel 2 omvat een, in de figuur schematisch aangegeven, bestuurderszitplaats 7. Het voorste framedeel 2 is kantelbaar rond kantelas 8' die in figuur 1 samenvalt met een langsas 8. De kanteling van het voorste framedeel 2 wordt aangedreven door een kantelinrichting 9, omvattende een tweetal hydraulische cilinders 10, 11 die enerzijds zijn verbonden met het achterste framedeel 3 en 20 anderzijds met het voorste framedeel 2. De hydraulische cilinders 10, 11 zijn verbonden met een in de figuur niet nader aangeduide regelunit. Bij het verdraaien van het stuurwiel 6 door de bestuurder, wordt met behulp van een sensor 12 de stuurkracht of het stuurmoment op het voorwiel 4 gemeten. Via een schematisch aangeduide leiding 13 wordt de kantelinrichting 9 door de sensor 12 geactiveerd om het voorste 25 framedeel 2 ten opzichte van het achterste framedeel 3 te kantelen. Zolang de door de sensor 12 waargenomen kracht of het waargenomen moment niet gelijk is aan nul, duurt de kanteling voort. Wanneer de door de sensor 12 geregistreerde kracht of het moment nul bedraagt, wordt het voorste framedeel 2 in de bereikte gekantelde positie gehouden en worden de cilinders 10,11 in die stand gefixeerd. In plaats van een kracht-30 of momentsensor 12 kan eveneens een hoeksensor worden toegepast zoals beschreven in Internationale octrooiaanvrage nr. WO99/14099 ten name van aanvraagster.

Het is tevens mogelijk om de kanteling aan te drijven door een computer op basis van door sensoren waargenomen versnellingen of hoekstanden van het voorste 1015233 4 framedeel of snelheden en/of hoekstanden van het voorwiel 4. Tevens is de uitvinding van toepassing op kantelvoertuigen waarbij de kantelinrichting 9 achterwege is gelaten.

Ter voorkoming van oscillaties bij hogere snelheden, zowel bij het rechtdoorrijden als bij het nemen van een bocht, is de stand van de achterwielen 14, 15 5 instelbaar. De achterwielen 14,15 kunnen stuurbaar zijn rond een achterwielstuuras 19, 20 die in hoofdzaak loodrecht staat op de langsas 8. Ook kunnen de achterwielen 14,15 kantelbaar met een achteras 16 zijn verbonden, dat wil zeggen, dat het vlak van de achterwielen kantelbaar is rond een achterwielkantelas 17, 18 die hoofdzakelijk in de richting van de langsas 8 verloopt, waarbij gebruik wordt gemaakt van de sturende 10 eigenschappen van de gekantelde banden 14, 15. De aandrijving van de kanteling rond achterwielkantelas 17, 18 of rotatie rond achterwielstuuras 19, 20 kan afhankelijk zijn van een groot aantal meetsignalen, zoals de kantelhoek van het voorste ffamedeel 2, de kantelsnelheid of kantelversnelling van het voorste ffamedeel 2, de rolhoek, rolsnelheid of rolversnelling van het niet kantelende achterste ffamedeel 3, de bandkrachten op de 15 achterwielen 14,15, of combinaties daarvan. Gebleken is dat door een juiste besturing van de achterwielen 14, 15 ongewenste oscillaties in het rijgedrag van kantelvoertuigen kunnen worden tegen gegaan.

Fig. 2 toont een voorkeursuitvoeringsvorm met afzonderlijke opgehangen achterwielen 14, 15 die ieder zwenkbaar rond een respectieve achterwielstuuras 19, 20 20 zijn opgehangen. De achterwielen 14, 15 zijn ieder via een afzonderlijke schokbreker 22,23 opgehangen aan een steunbalk 40 van het achterste framedeel 3. De achterwielen 14, 15 zijn ieder voorzien van een zwenkarm 24 die via een stuurstang 25, 26 zijn verbonden met het uiteinde van een krukarm 27. De stuurstangen 25, 26 zijn via respectieve kogelschamieren 28 verbonden met het uiteinde van de respectieve 25 zwenkarm 24. De krukarm 27 is vast verbonden met het voorste ffamedeel 2 en wordt bij kanteling van het voorste framedeel 2 rondom de langsas 8 geroteerd. Hierdoor worden de uiteinden van de zwenkarmen 24 verplaatst en vindt de draaiing van de achterwielen 14, 15 rondom de achterwielenstuurassen 19, 20 plaats, welke achterwielenstuurassen lopen door het bovenste ophangpunt van de schokbrekers 22, 30 23 en het kogelschamier 28.

Een tweede uiteinde 28' van de zwenkarmen 24 is via de dwarsarmen 29, 30 en kogelschamieren 31,32 aan het uiteinde van de dwarsarmen 29,30, verbonden met het achterste framedeel 3. De dwarsarmen 29, 30 zijn ieder via een rubberen ophanging 33' 1015233 5 verbonden met een langsgeleider 33, welke langsgeleiders onderling zijn verbonden door torsiestang 36, die tevens dienst doet als rolstabilisator van het achterste framedeel 3.

Zoals getoond in fig. 3, zal bij kanteling van het voorste framedeel 2 naar rechts 5 (gezien vanaf de bestuurderspositie) de knikarm 27 naar links worden geroteerd waardoor de wielen 14, 15 rondom de achterwielstuurassen 19, 20 naar rechts roteren. Hierdoor kunnen de achterwielen 14, 15 voldoende snel dwarskracht opbouwen om gunstig rijgedrag in de bochten te verkrijgen, hetgeen voornamelijk van belang is bij snelheden boven 60 km per uur. De afstelling van de mate van insturen van de 10 achterwielen 14, 15 kan worden verkregen door het variëren van de lengte van de krukarm 27, de lengte van de zwenkarm 24 of van de positie van het bevestigingspunt 35 van de stuurstangen 25,26 aan de krukarm 27.

Hoewel de uitvinding is beschreven aan de hand van een kantelvoertuig met een enkel voorwiel 4 is het eveneens mogelijk om deze toe te passen bij een kantelvoertuig 15 voorzien van een tweetal voorwielen.

101 52 3 3

Claims (8)

1. Kantelvoertuig (1) omvattende een voorste framedeel (2) met een langsas (8), een bestuurderszitplaats (7), en met één of meer rond een , dwars op de langsas (8) gelegen 5 voorwielstuuras (5) zwenkbare wielen (4), een rond een in hoofdzaak in de richting van de langsas gelegen kantelas (8'), en een kantelbaar met het voorste framedeel verbonden achterste framedeel (3) met twee wielen (14, 15), met het kenmerk, dat de wielen (14, 15) van het achterste framedeel (3) zwenkbaar zijn rond een hoofdzakelijk dwars op de langsas (8) gelegen achterwielstuuras (19, 20) of kantelbaar zijn rond een 10 hoofdzakelijk in de richting van de langsas (8) gelegen achterwielkantelas (17,18).

2. Kantelvoertuig (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de wielen (14,15) van het achterste framedeel (3) ieder via een respectieve, in hoofdzaak verticaal gerichte achterwielstuuras (19,20) met het achterste framedeel (3) zijn verbonden. 15

3. Kantelvoertuig (1) volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de wielen (14, 15) van het achterste framedeel (3) ieder zijn voorzien van een dwars op de achterwielstuuras (19, 20) gelegen zwenkarm (24), die met een vrij uiteinde via een respectieve stuurstang (25, 26) is verbonden met een knikarm (27), die zwenkbaar om 20 de langsas (8) met het voorste framedeel (2) is verbonden, die zich dwars op de langsas (8) uitstrekt en die bij kanteling van het voorste framedeel (2) rondom de kantelas (8') door het voorste framedeel (2) om de langsas (8) wordt gezwenkt.

4. Kantelvoertuig (1) volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de zwenkarm (24) 25 met een tweede uiteinde via een eerste scharnier (28') is bevestigd aan een dwarsarm (29,30) die hoofdzakelijk parallel is aan de overeenkomstige stuurstang (25,26), en die via een tweede scharnier (31,32) is verbonden met het achterste framedeel (3).

5. Kantelvoertuig (1) volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de dwarsarmen 30 (29, 30) van de achterwielen (14, 15) ieder via een roteerbare verbinding (33') zijn verbonden met een langsgeleider (33) die zich in de richting van de langsas (8) uitstrekt. 1015233

6. Kantelvoertuig (1) volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de langsgeleiders (33) van iedere parallelarm (29, 30) onderling zijn verbonden door een dwars op de langsrichting (8) gelegen torsiestang (36).

7. Kantelvoertuig (1) volgens één der conclusies 2 tot en met 6, met het kenmerk, dat de achterwielstuurassen (19, 20) niet loodrecht staan op de langsas (8), ieder afzonderlijk zijn opgehangen aan het achterste framedeel (3) en ieder zijn voorzien van een schokdemper (22, 23).

8. Kantelvoertuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het voertuig is voorzien van een door een bestuurder te activeren kantelinrichting (9) die enerzijds is verbonden met het voorste framedeel (2) en anderzijds met het achterste framedeel (3) voor relatieve kanteling van de framedelen rond de kantelas (8'), en een sensor (12) voor het in afhankelijkheid van de relatieve kanteling van de voorste en achterste 15 framedelen vormen van een stuursignaal voor besturing van de kantelinrichting (9). ii U j O: