SE509102C2 - Arrangemang vid hjulupphängning samt fordon försett med samma arrangemang - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 509 102 2 ramelement. Vidare är hjulupphängningen inrättad så att ramelementet bär upp nämnda fjäderelement.

REnoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN: Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förbättrat arrangemang i samband med en hjulupphängning hos ett fordon, där i synnerhet hjulupphängningen inne- fattar en krängningshämmare som kan monteras på ett enkelt och utrymmessnålt sätt i fordonet. Detta ändamål uppnås medelst ett arrangemang vars särdrag framgår av efter- följande patentkrav 1.

Uppfinningen är avsedd att utnyttjas vid en hjulupphängning för ett fordon som innefattar ett huvudsakligen rörformigt fjäderelement, en i .respektive ände av fjäderelementet anordnad länkarm.vilken är infäst mellan ett ramelement och en hjulspindel som uppbär ett hjul, samt en krängnings- hämmare för dämpning av krängningsrörelser hos fordonet.

Uppfinningen kännetecknas av att nämnda krängningshämmare är anordnad med utsträckning inuti nämnda fjäderelement.

Genom att utforma krängningshämmaren som en komponent som har sin utsträckning inuti fjäderelementet uppnås ett flertal fördelar. Dels fås en mycket enkel montering av krängningshämmaren, som således helt enkelt träs igenom nämnda fjäderelement vid montering. Dessutom krävs vid en sådan montering inga särskilda länkar, infästningsdetaljer eller förband. Dessutom är arrangemanget mycket packningsvänligt och tar i princip ingen extra plats efterson1krängningshämmaren ju löper inuti fjäderelementet.

En ytterligare fördel är att uppfinningen medger en skyddad inbyggnad av krängningshämmaren i fordonet.

Ytterligare fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen framgår av de efterföljande beroende patentkraven. 10 15 20 25 ' 30 35 509 102 FIGURBESKRIVNING : Uppfinningen kommer i det följande att förklaras närmare med hänvisning till ett föredraget utföringsexempel och de bifogade ritningarna, i vilka: figur 1 är en perspektivvy som schematiskt visar en hjulupphängning för ett fordon försedd med den föreliggande uppfinningen, figur 2 är en något förstorad perspektivvy som i isärtaget skick visar en fästanordning enligt uppfinningen, och figur 3 är en tvärsnittsvy, sedd ovanifrån, genom fästanordningen enligt uppfinningen.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM: I figur 1 visas den principiella utformningen hos den föreliggande uppfinningen. Enligt en föredragen utförings- form.är denna anordnad i anslutning till en hjulupphängning 1 hos ett fordon (visas ej). Hjulupphängningen 1 innefattar ett ramelement, eller “sub-frame", 2 som är avsett att anordnas vid fordonets kaross via fyra infästningspunkter 3 i form av genomgående hål.

Ramelementet 2 uppbär ett huvudsakligen cylindriskt och U- formigt fjäderelement 4 vars respektive ändparti är avsett att infästas i en länkarm 5. Enligt utföringsformen är fjäderelementet 4 tillverkat av kompositmaterial, vilket ger det en låg vikt och hög styrka. Vidare kan fjäderelementet 4 lämpligen tillverkas i lindad eller flätad glas- eller kolfiber i en plastmatris, t.ex. epoxy eller polyamid. Fjäderelementet 4 kan lämpligen ha en diameter av storleksordningen 40 m och en väggtjocklek av storleksordningen 4-6 mm. Vidare är länkarmen 5 infäst i 10 15 20 25 30 35 509 102 4 ramelementet 2 via en första infästningspunkt 6, samt i en hjulspindel 7 via en andra infästningspunkt 8.

På ett sätt som är i sig förut känt uppbär hjulspindeln 7 ett fordonshjul 9 samt utgör också en infästninç för ett fjäderben 10, som i sin tur innefattar en stötdämpare. För enkelhets skull visas i figur 1 endast en länkarm 5, en hjulspindel 7 etc. Det är dock uppenbart att båda ändpartierna av fjäderelementet 4 är arrangerade på liknande vis.

Vidare är ramelementet 2 förbundet med hjulspindeln 7 via ett stag ll. I det fall att arrangemanget enligt figuren utnyttjas vid en bakhjulsupphängning utgörs detta stag av ett spårstag, och i det fall att arrangemanget utnyttjas vid en framhjulsupphängning utgörs staget av ett styrstag.

Fjäderelementets 4 ändparti är förbundet med länkarmen 5 med hjälp av den uppfinningsenliga fästanordningen. Enligt vad som kommer att beskrivas i detalj nedan är av denna anledning respektive ändparti av fjäderelementet 4 försett med ett anslutningsd n 12 för infästning av fjäderelementet 4 mot länkarmen 5. Anslutningsdonet 12 samverkar med ett låselement 13 med hjälp av genomgående skruvar (framgår ej av figur 1) som löper genom låselementet 13, länkarmen 5 och anslutningsdonet 12. På så vis kan fjäderelementet 4 låsas fast i respektive länkarm 5.

Figur 2 är en förstorad perspektivvy som visar uppfinningen i isärtaget skick. Av figuren framgår att fjäderelementets 4 ändparti är förbundet med anslutningsdonet 12, vilket i sin tur är uppbyggt av en bakre rörformig del 14 och ett främre platt- eller flänsliknande element 15. Den rörformiga delen 14 är utformad med en inre form som huvudsakligen svarar mot fjäderelementets 4 yttre form. 10 15 20 25 30 35 509 102 s Företrädesvis är den rörformiga delen 14 utformad med en konisk inre form, d.v.s. med en diameter som. ökar i riktning mot fjäderelementets 4 ände. Dessutom har den rörformiga delen 14 ett icke-cirkulärt tvärsnitt, t.ex. ett sexkantigt tvärsnitt, vilket ger en vridlâsning av fjäderelementet 4 inuti den rörformiga delen 14. Vidare är anslutningsdonet 12 fastgjutet ihop med fjäderelementets 4 ändparti. På så vis tillhandahålls dels en fasthållande kraft med hjälp av fastgjutningen och dels en mekanisk vridlåsning av fjäderelementet 4 inuti anslutningsdonet 12.

Detta ger en effektiv fastlåsning av fjäderelementet 4.

Lämpligen kan fastgjutningen ske genonnatt anslutningsdonet 12 direkt gjuts fast i fjäderelementets 4 ände, varvid direkt ger formen på anslutningsdonets 12 insida fjäderelementets 4 utsida.

Det ovannämnda lâselementet 13 är försett med ett tappformigt element 16 som är vänt mot fjäderelementet 4.

Låselementet 13 också ett flänsliknande element 17, vilket huvudsakligen är av sama flänselement 15 som hör till innefattar ytterligare utformning som det anslutningsdonet. 12. Tappelementet 16 är avsmalnande i riktning mot fjäderelementet 4 samt har en ytterform som huvudsakligen svarar mot den inre formen hos fjäderelementets 4 ändparti. Dessutom är tappelementet 16 företrädesvis format som ett rör.

Länkarmen 5 är utformad som två huvudsakligen plattliknande element med utsträckning mellan de ovannämnda infästnings- punkterna 6, 7. Dessutom är länkarmen 5 försedd med två rörliknande genomföringar 18, 19 i vilka två bussningar 20, 21 är anordnade. Bussningarna 20, 21 är företrädesvis tillverkade av gummi eller annat elastiskt material och innefattar i sin tur inre hylsor 22, 23 som är avsedda för genomföring av skruvar 24, 25 eller liknande fastlåsnings- don. 10 15 20 25 30 35 509 102 6 Flänselementet 17 innefattar genomgående hål 26, 27.

Avståndet mellan hålens 26, 27 respektive centrum är huvudsakligen lika stort som avståndet mellan motsvarande hål 28, 29 i anslutningsdonet 12 och avståndet mellan respektive centrum hos de inre hylsorna 22, 23 hos bussningarna 20, 21. På så vis kan de båda skruvarna 24, 25 föras genom flänselementet 17 och länkarmen 5 och därefter skruvas fast i hålen 28, 29 i anslutningsdonet 12, som för detta ändamål är gängade. När låselementet 13 låses fast mot anslutningsdonet 12 förs samtidigt tappelementet 16 in i det utrymme som bildas inuti fjäderelementets 4 ände.

Enligt uppfinningen uppbär fjäderelementet 4 en krängnings- hämmare 30, vilket är en i sig känd komponent som utnyttjas för dämpning av allför krafiga krängningsrörelser hos fordonet. I enlighet med utföringsformen är krängnings- hämmaren 30 inrättad som en huvudsakligen cylindrisk komponent med utsträckning inuti fjäderelementet 4 och har således en ytterdiameter som något understiger fjäder- elementets 4 innerdiameter. Krängningshämmaren 30 utgörs företrädesvis av en böjlig och vridstyv stålaxel. Axeln kan dock tillverkas även av andra material än stål, exempelvis kolfibermaterial. Således kan tillverkas av flätad glas-, kol- eller stålfiber som formas ändparti hos krängningshämaren 30 dimensioner. Respektive skjuter ut ett fjäderelementet 4 och är avsett att tappelementet 16. Vidare låses krängningshämmaren 30 fast mot vridningsrörelser genonaatt dess respektive ändparti är utformat med utvändiga splines (framgår ej av figuren) som splines 31 i ett hål i till önskade krängningshämmaren 30 stycke ur föras in i samverkar med invändiga låselementets 13 fläns 17. krängningshämaren 30 som löper inuti fjäderelementet 4 ges Genom arrangemanget med en utrymmesbesparing i fordonet. 10 15 20 25 30 35 509 102 7 Företrädesvis är krängningshämmmaren 30 inrättad att löpa fritt i axiell led i tappelementet 16. Krängningshämmaren 30 hindras dock från att komma ur ingrepp med nämnda splines 31, vilket sker t.ex. genom att förse låselementet 13 med ett lämpligt (ej visat) lock, eller genom att utforma flänselementet 17 med ett Alternativt kan respektive ändparti på krängningshämmaren 30 förses med ett stoppelement som förhindrar det att föras slutet ändparti. ut ur respektive tappelement 16.

Vidare finns företrädesvis ett (ej visat) skrammelskydd anordnat mellan krängningshämmaren 30 och insidan av fjäderelementet 4. Ett sådant skrammelskydd kan vara tillverkat av plast, gummi, filt eller liknande, och inrättas för att förhindra att störande oljud uppstår genom att krängningshämmaren 30 slår mot fjäderelementet 4.

I figur 3 visas en tvärsnittsvy ovanifrån av fästanord- ningen enligt utföringsformen. Av figuren framgår att fjäderelementet 4 är utformat så att dess diameter ökar successivt längs anslutningsdonets 12 utsträckning i riktning mot tvärarmen 5. På så vis följer fjäderelementet 4 anslutningsdonets 12 inre konicitet, vilket gör att fjäderelementet 4 inte kan dras ur anslutningsdonet 12 utan att deformeras eller krossas. Fjäderelementets 4 ände, som således är anordnad intill länkarmen 5, har företrädesvis 10-30% större diameter än vid anslutningsdonets 12 motsatta sida. Dock utformas fjäderelementets 4 ände med en huvudsakligen lika stor väggtjocklek som vid motsatt sida av anslutningsdonet 12 (eller med en något avtagande godstjocklek i riktning mot länkarmen 5). En fördel med detta arrangemang är att vridstyvheten hos fjäderelementet 4 ökar närmare dess ände, vilket i sin tur minskar kompositmaterialets förvridning inuti anslutningsdonet 12. 10 15 20 25 30 35 509 102 8 Vid montering av det kompletta arrangemanget trycks först krängningshämmaren 30 genom fjäderelementet 4 och dess fastgjutna anslutningsdon 12, varvid krängningshämmarens 30 ändparti förs på plats genom tappelementet 16 så att det låses i nämnda splines 31 (se figur 2). Därefter riktas låselementets 13 fläns 17 in i enlighet med bussningarnas 20, 21 placering. Härvid kan noteras att bussningarna företrädesvis är placerade symmetriskt på ömse sidor av den axel som definieras av fjäderelementets 4 utsträckning i längsled. Dessutom riktas anslutningsdonets 12 fläns 15 in.

Slutligen låses flänsarna 15, 17 ihop med varandra genom fastskruvning av skruvarna 24, 25. Vid fastlåsningen trycks tappen 16 in i den koniskt formade änden av fjäderelementet 4. Härvid kan noteras att tappen 16 utformas så att den klämer mot insidan av fjäderelementets 4 ändparti, d.v.s. så att ändpartiet kläms mot insidan av den rörformiga delen 14. Tappen 16 och fjäderelementet 4 utformas så att denna klämkraft är störst närmast fjäderelementets 4 mot länkarmen 5 vända ände och så att den avtar i riktning inåt fjäderelementet 4. På så vis kan påkänningarna minskas i det mest kritiska snittet, d.v.s. där fjäderelementet 4 (d.v.s. vid sticker ut ur anslutningsdonet 12 anslutningsdonets 12 högra kant enligt figur 3).

För att eliminera kravet på en god passform mellan tappelementet 16 och fjäderelementets 4 insida kan tappelementets 16 utsida beläggas med ett relativt tjockt gummiskikt (visas ej). Vidare gäller att tappelementet 15 kan utformas som ett elastiskt element av plast eller gummi. Ett sådant elastiskt utförande skulle i. så fall minska kostnaden (p.g.a. minskad tillverkningsnoggrannhet) och även underlätta vid eventuell demontering.

Genom det uppfinningsenliga arrangemanget överför de elastiska gummibussningarna 20, 21 fjäderelementets 4 vridmoment till länkarmen 5 (d.v.s. vid vertikal fjädring 10 15 20 25 30 35 509 102 9 hos hjulet 9) samtidigt som de i axiell led medger nödvändig deformation (för hjulets 9 längsfjädring) utan att ge höga böjpåkänningar vid fjäderns 4 anslutning till länkarmsfästet.3. Vidare bildar anslutningsdonet 12, tappen 16 och bussningarnas innerhylsor 22, 23 en fast förbindelse med fjäderelementet 4, samtidigt som länkarmen 5 får en elastisk förbindelse med fjäderelementet 4 via gummibuss- ningarna 19, 20.

Genom att fjäderelementet 4 är anslutet till länkarmen 5 kan böjmoment, vridmoment, drag- och tryckkrafter överförs mellan komponenterna utan att detaljerna utsätts för alltför höga spänningskoncentrationer.

Uppfinningen är inte begränsad till ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsexempel, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis kan ett segt lim appliceras mellan insidan av fjäderelementets 4 ändparti och tappen 16 för att skapa en förbättrad sammankoppling mellan dessa komponenter.

Olika material kan utnyttjas för tillverkning av de olika ingående komponenterna. Exempelvis kan länkarmen 5, anslutningsdonet 12 och låselementet 13 tillverkas t.ex. av stål, aluminiunn magnesiunxeller armerad plast. Krängnings- hämmaren 30 är lämpligen tillverkad av en böjlig men vridstyv stâlaxel (som då kan vara lindad som en vajer), eller alternativt av glas- eller kolfiber och epoxy.

Vidare kan i princip tappelementet 16 uteslutas om lâselementet 13 i övrigt dimensioneras för att uppta de förekommande krafterna.

I princip kan kraftöverföringen mellan de sammankopplade elementen göras stum, och av denna anledning kan de ovannämnda bussningarna 20, 21 uteslutas. Dessutom gäller 509 102 10 att i stället för skruvarna 24, 25 kan andra fastlåsningsdon utnyttjas, t.ex. nitar.

Slutligen gäller att fjäderelementet 4 kan utformas med ett cirkulärt eller icke-cirkulärt tvärsnitt. Exempelvis kan det utformas med t.ex. ett ovalt eller sexkantigt tvärsnitt. Sektionen är dock företrädesvis sluten.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 509 102 11 PATENTKRAV :

1. Arrangemang vid en hjulupphängning för ett fordon, innefattande ett huvudsakligen rörformigt fjäderelement (4), en i respektive ände av fjäderelementet (4) anordnad länkarm (5) vilken är infäst mellan ett ramelement (2) och en hjulspindel (7) som uppbär ett hjul (9), samt en krängningshämmare (30) för dämpning av krängningsrörelser hos fordonet, k ä n n e t e c k n a t d ä 1: a v , att nämnda krängningshämmare (30) är anordnad med utsträckning inuti nämnda fjäderelement (4).

2. Arrangemang enligt patentkrav'1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda krängningshämmare (30) utgörs av ett huvudsakligen rörformigt, böjligt och vridstyvt element.

3. Arrangemang enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t d ä r a v , att krängningshämmaren (30) är vridfast infäst vid respektive ände i respektive länkarm (s).

4. Arrangemang enligt.patentkrav'3, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att respektive ändparti av nämnda krängnings- hämmare (30) är utformad med splines som samverkar med ytterligare splines (31) i ett låselement (13) sonx är förbundet med nämnda länkarm (5).

5. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda krängningshämmare (30) är tillverkad av flätad glas-, kol- eller stålfiber. 509 102 12

6. Arrangemang' enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att det innefattar ett bullerdämpande element anordnat mellan utsidan av nämnda krängningshämmare (30) och insidan av nämnda fjäderelement (4).

7. Fordon försett med arrangemang enligt något av patentkraven 1-6.