SE502395C2 - Anordning vid upphängning av en avfjädrad fordonshytt vid en fordonsram - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 502 395 2 absorberar ocksä fjädringsenergi, varvid krängningshämmarens funktion riskerar att försämras. En bussning med en styvhet mellan de bäda ovan nämnda kan riskera att hamna i egen- svängningar exciterade av framaxelfjädring, ramsvängningar eller liknande.

Uppfinningens ändamål.

Föreliggande uppfinning har som ändamäl att ästadkomma en anordning vid upphängning av en avfjädrad fordonshytt vid en fordonsram där de ovan nämnda nackdelarna reduceras varvid mesta möjliga förarkomfort ur fjädringssynpunkt kan erhällas utan att ljudvibrationer frän ramen fortplantas till hytten.

Detta ästadkomes enligt uppfinningen genom att utforma ätminstone den ena av en krängningshämares lagringar vid fordonet sàsom anges i patentkravets 1 kännetecknande del.

Härigenom erhälles en bussning som är vek i längs- och tvärled men styv i vertikalled.

Den veka delen möjliggör utdämpning av längs- och tvärgäende vibrationer som kan uppstä exempelvis vid trailerryck eller sä kallad potthälskörning medan den styva delen möjliggör att krängningsrörelser i hytten dämpas av krängningshämmaren.

Uppfinningens ytterligare särdrag och fördelar framgär av den bifogade beskrivningen av ett utföringsexempel. Beskrivningen görs med hänvisning till de bifogade figurerna, pä vilka sama sifferbeteckningar anger varandra motsvarande delar.

Figurförteckning. visar en schematisk sidovy av främre delen av en lastbil.

Figur 1 Figur 2 visar en vy av hyttens främre upphängnings- och avfjädringsarrangemang. 10 15 20 25 30 35 502 395 3 Figur 3 visar en delvis snittad sidovy av en i upphängningen ingäende bussning.

Figur 4 visar ett snitt IV-IV av bussningen enligt figur 3.

Beskrivning av ett utföringsexempel.

Pä den i figur 1 visade lastbilen är en tippbar förarhytt 1 anordnad. Hytten 1 är upphängd pä en fordonsram 5, vilken huvudsakligen innefattar tvä längsgäende parallella sidobalkar (endast den vänstra syns i figur 1). Dessa är sammanbundna med varandra med ett antal tvärgàende balkar (ej visade här). Vid lastbilens ram 5 är pä vedertaget sätt en motor 6 fästad. En vátskekylare 8 är anordnad i hyttens 1 främre del för att pä känt sätt leda kylvätska till motorn 6. För att göra motorn 6 lättátkomlig vid tillsyn och eventuella reparationer är hytten 1 tippbar framàt relativt ramen 5.

I figur 1 visas också ett upphängningsarrangemang 9. Hytten 1 är avfjädrat upphängd relativt ramen 5 i säväl framkant som bakkant. I bakkanten är hytten 1 upphängd pà nägot känt sätt, exempelvis genom ett luftfjäderarrangemang och detta beskrivs därför ej närmare här.

Det främre upphängningsarrangemanget 9 innefattar ett gjutet fäste 10 fixerat vid hytten 1, ett ramfast fästparti 21, ett fjäderelement 13 samt en krängningshämmare 17.

Det nämnda främre hyttupphängningsarrangemanget 9 visas tydligast i figur 2. Arrangemanget är symmetriskt kring ett vertikalt plan genom fordonets mitt och i dess längriktning varför endast den ena (vänstra) delen visas.

Fjäderelementet 13, som innefattar en här ej visad central förbinder det vid hytten 1 fixerade fästet 10 med det ramfasta fästpartiet 21 som utgörs stötdämpare och en luftfjàder 14, av vertikalt torn vid ramens 5 framkant. 10 15 20 25 30 35 502 395 4 Krängningshämmaren 17, som visas bäst i figur 2, har till upp- gift är att pä känt sätt dämpa olikartade fjädringsrörelser hos fjäderelementen 13, och innefattar en i fordonets tvärriktning mellan de bäda tornens 21 övre ändar anordnad vridstäng 18 vid vars ändar är vridfast anordnad en respektive i fordonets i detta fall bakät riktad, länkarm 19. Lánkarmens bakre del 20 är vridbart lagrad vid fästets 10 nedre del medelst en bussning ll som tilläter viss relativ- längsríktning orienterad, rotation mellan länkarmen 19 och fästet 10 kring en väsentligen tvärs fordonet gäende horisontell axel.

Vid vridstängens 18 ändparti är en lagertapp 25 vridbart lagrad men säkrad mot axiell rörelse relativt krängningshämmaren 19, företrädesvis medelst ett sedvanligt kullager. Lagertappen 25 är säkrad vid det ramfasta tornet 21 medelst ett överfall 35 och tvä skruvar 39. Denna konstruktion beskrivs mer ingäende i SE 92 03 909 - 8.

Fjäderelementet 13 är säkrat i sin övre ände vid fästet 10 medelst en gummibussning 16 och sin nedre vid lagertappen 25 medelst en kulled 15.

Bussningen 11 utgörs lämpligen av en prefabricerad enhet som framgär bäst av figur 3 och 4 och innefattar en yttre hylsa 40 med en cylindrisk inätriktad mantelyta som är avsedd att inpressas i ett häl i länkarmen 19. En lämplig tillverknings- metod kan vara att gjuta eller smida länkarmen 19 i ett stycke och därefter borra ett hàl genom dess bakre del 20 anpassad att inrymma bussningen 11. Den yttre hylsan 40 har en axiell längd som ej underskrider hälets axiella längd.

En inre hylsa 41 hos bussningen 11 är väsentligen koncentriskt anordnad relativt den yttre hylsan 40. Den inre hylsan 41 är fast anbringad vid det hyttfasta fästet 10. den fastpressad vid en här ej visad axel som är parallell med vridstängen 18 och fast förbunden med fästet 10.

Enligt exemplet är Ett elastiskt organ 50 med tvä varandra diametralt motsatta elastiska delar 42,43 är anordnade mellan hylsorna 40,41 i 10 15 20 25 30 35 5 502 595 vertikalled. Dessa elastiska delar 42,43 utgörs av gumielement 48 mellan vilka förstyvningsskivor 44 är fastvulkade. Skivorna 44 kan vara av metall eller plast och har uppgift att öka den vertikala styvheten. Tvà diametralt motsatta hàlrum 45,46 uppstär mellan hylsorna 40,41 i fordonets lángsled. Den inre hylsan 41 är försedd med elastiska partier 47 som sträcker sig in mot hàlrummen 45,46 och som med fördel är utformade i sama material som och i ett stycke med gumielementen 48. Dessa elastiska partier 47 utgör dámpelement som förhindrar hylsorna 40,41 att slä i varandra vid relativrörelse i fordonets lángsled.

Den inre hylsan 41 är företrädesvis av metall och har ett elliptiskt axiellt tvärsnitt med storaxeln väsentligen i fordonets làngsriktning för att möjliggöra en sä rätblocks- formad utformning av gumielementen 48 och förstyvningsskivorna 44 som möjligt, d v s med sä stor krökningsradie som möjligt.

Härigenom erhälles till största delen tryckbelastning hos gumielementen 48 samtidigt som skjuvbelastningen minimeras när bussningen kraftpäverkas i vertikalled. En viss krökning är dock önskvärd för optimal inspänning.

Säsom framgär av figur 4 sträcker sig gumielementen 48 i bussningens axiella led längre än säväl förstyvningsskivorna 44 som den yttre hylsan 40. Härigenom förhindras kontakt mellan bussningens styva delar 40,44 och fästet 10, vilket annars kan ge oljud. De styva delarnas 40,44 kanter och gummielementens 48 utformning bör vara utformade sä att risken för sprickbildning i gummielementen 48 vid belastning i fordonets tvärriktning minimeras.

Genom att utforma och anordna bussningen 11 enligt ovan beskrivna sätt sätt erhàlles en styv fjädring i vertikalled och en vek fjädring i längs- och tvàrled.

Principlösningen att utforma en bussning med olika styvheter i olika riktningar är känd sedan tidigare genom exempelvis SE 458 552 där den används vid hjulupphängning. Principen har dock aldrig använts vid hyttupphängning hos tunga fordon där 10 15 20 25 30 35 502 595 6 andra speciella förutsättningar gäller avseende utrymme, inpassning, monteringsarbete och framför allt fjädrings- egenskaper i syfte att erhálla maximal förarkomfort.

Enligt den uppfinningsenliga anordningen möjliggör den veka delen utdämpning av längs- och tvärgáende vibrationer.

Fjäderkonstanten, d v s förhållandet kraft/fjädringsväg, bör väljas sá att egenfrekvensen blir lägre än de vibrations- frekvenser som kan förekomma i dessa riktningar. Dessa vibrationer kan bero pá fjädringsrörelser i framaxeln eller ramsvängningar som kan exciteras av trailerryck eller sá kallad potthàlskörning. Genom ett sádant val erhàlles sa kallade över- kritiska svängningar vilket är önskvärt ur dämpningssynpunkt.

Försök vid en lastbilstyp har visat att fjäderkonstanten bör väljas sà att egenfrekvensen-blir under 7Hz.

Bussningen är däremot styv i vertikalled. Vid sa kallad hytt- roll, d V s när hytten fjädrar olika pá höger och vänster sida under färd, skall de olikartade vertikalrörelser som uppstår överföras pà sedvanligt sätt via krängningshämmaren till andra sidans upphängning. Härigenom fas sáledes en utjämning av de bada sidornas fjädringsväg. För att pà bästa sätt möjliggöra detta bör bussningen vara sà styv som möjligt i vertikalled, annars riskerar den att dämpa ut hyttrörelsen genom relativ- rörelse i vertikalled mellan hylsorna varvid krängnings- hämmarens funktion förloras.

Rent praktiskt har det visat sig vara svárt att med gummi- bussningar av denna typ erhàlla större skillnader i olika Sàledes ger detta den valda veka delen en viss maximal vertikal fjäderkonstant. riktningars fjäderkonstanter än ca 10/l.

Bussningen mäste ocksa dimensioneras för att klara den belastning den utsätts för. I syfte att höja hàllfastheten hos bussningen kan därför större mängd gummi användas, men detta medför förutom en mer utrymmeskrävande lösning en lägre fjäderkonstant.

Enligt den ovan beskrivna utföringsformen bärs hyttens egenvikt av fjäderelementet 13, varför bussningen ll endast belastas av 10 15 20 25 30 502 3 vb 5 7 de dynamiska krafter som uppstår vid krängning. Bussningen 11 behöver därmed ej ur hållfasthetssynpunkt dimensioneras allför kraftigt varigenom en tillräckligt vek fjäderkonstant kan erhållas i längs- och tvärled utan att bussningen blir för vek eller får otillräcklig hällfasthet i vertikalled.

Enligt den utföringsform som visas i figurerna kan en fjäder- konstant i vertikalled av storleksordningen 3000 kN/m erhållas, medan 280 kN/m erhålles i längsled. Således erhålles ett för- hållande på drygt 10/1 mellan styvheterna. För optimal komfort bör detta förhållande vara åtminstone 8/1.

Genom att utforma bussningen ll enligt ovan erhålles också en ytterligare fördel i form av en vek torsionsfjäderkonstant i rotationsled vilket är önskvärt för att minimera förluster som gör ren vertikal fjädring trögare. Krängningshämmaren får ej störa den rent vertikala och liksidiga fjådringen. Denna fjädring skall gå genom fjäderelementen 13.

Det ovan beskriva utföringsexemplet får ej verka begränsande för uppfinningen som kan utövas enligt ett flertal alternativa former, exempelvis behöver bussningen ej növändigtvis vara cylindrisk eller ha en koncentriskt anordnad innerhylsan, samtidigt som det elastiska organets form kan varieras. Försök har dessutom visat att förstyvningsskivorna ej är nödvändiga för vissa fordon.

Enligt exemplet är krängningshämarens länkarmsinfästning vid vridstången säkrad mot relativrörelse relativt ramen medan den andra änden är lagrad vid hytten. Det omvända förhållandet är självfallet också möjligt.

Vidare är länkarmen riktad bakåt enligt exemplet, men själv- fallet kan arrangemanget vändas så att länkarmen riktas framåt.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 502 395 Patentkrav.

1. Anordning vid upphängning av en avfjädrad förarhytt (5). (17) vridbart lagrad vid sàväl hytten (17) fordonets längdriktning orienterade länkarmar (19) belägna pá innefattande en krängningshämmare (1) innefattar tvà väsentligen i (1) vid en fordonsram som ramen (5), vilken krängningshämmare ömse sidor om ett längsgående vertikalplan genom fordonets mitt, vilka länkarmar (19) är fast förbundna med varandra medelst en tvärgáende vridstáng (18) och är lagrade vid (1,5) (1) eller fordonsramen (5) (19) och fordonsdelen (1,5) kring en väsentligen i fordonets tvärled orienterad axel, (19) (11) med olika styvheter i mot átminstone en fordonsdel som antingen utgörs av förarhytten för att möjliggöra relativ vridning mellan länkarmen kännetecknad av att länkarmen är lagrad vid fordonsdelen (1,5) medelst en bussning varandra vinkelräta radiella riktningar relativt nämnda axel, (41). samt minst ett elastiskt vilken bussning innefattar en inre hylsa en yttre hylsa (40) (41), organ (50) med delar (42,43) som är inspända i huvudsak som omger den inre hylsan diametralt motstàende varandra och väsentligen i vertikalled (40,4l) sa att hàlrum (45,46) i fordonets längsled, vilka hylsor är fast mellan hylsorna uppstár mellan hylsorna (40,41) förbundna med antingen fordonsdelen (1,5) (19) att bussningen är utformad sa att dess fjäderkonstant i respektive länkarmen eller omvänt med länkarmen (19) respektive delen (1,5), fordonets längsled ger en egenfrekvens lägre än 7Hz, samt sa att dess fjäderkonstant i fordonets vertikalled är åtminstone àtta gànger högre än fjäderkonstanten i fordonets längsled.

2. Anordning enligt kravet 1, kännetecknad av att den (40) mantelyta och att den en väsentligen cylindrisk inàtriktad (41) är av metalliskt yttre hylsan har inre hylsan material och uppvisar en väsentligen elliptisk form i ett snitt tvärs hylsornas (40,4l) axiella utsträckning, vilken ellips har storaxeln orienterad väsentligen i fordonets längsriktning. 10 15 20 502 595 9

3. Anordning enligt kravet 2, kännetecknad av att det elastiska organets delar (42,43) bestár av gummielement (48) mellan vilka åtminstone en förstyvningsskiva (44) är fastvulkad.

4. Anordning enligt kravet 3, kännetecknad av att gummielementen (48) yttre hylsan (40) och förstyvningsskivan (44). har en längre axiell utsträckning än den

5. Anordning enligt nagot av kraven 1-4, kännetecknad av att den inre hylsan (41) är försedd med elastiska partier (47), stycke som det elastiska organet företrädesvis av gummimaterial och formade i samma (50), vilka partier (47) sträcker sig in mot hàlrummen (45,46).

6. Anordning enligt nagot av kraven l-5, kännetecknad av att fordonsdelen (1,5) utgörs av hytten (1).

7. Anordning enligt kravet 6, kännetecknad av att länkarmens (19) främre ände är vridbart lagrad vid ramen (5) och att dess bakre ände är lagrad vid hytten (1) medelst bussningen (ll).