SE509475C2 - Upphängningsarrangemang - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 509 475 framaxelbalken, och ett triangulärt stag, som är ledbart fäst mellan fordonets kaross och framaxelbalken, varvid fordonets styrarrangemang består av en hävarm, som är fäst vid fordonskarossen och uppbär en styrled, med vilken en med styranordningen förbunden styrstång är ledbart för- bunden.

För att under fjädring av styrleden och av framaxel- balken styra rörelsen att vara väsentligen vertikal och företrädesvis för att möjliggöra lågbyggnad av fordonet är upphängningsarrangemanget enligt uppfinningen konstruerat att implementera principen med den approximativt lineära styrmekanism som kallas WAIT. Härvid är det triangulära staget riktat framåt och de längsgående upphängningsstäng- erna bakåt. Den första ledpunkten hos det triangulära sta- get, eller det motsvarande paret av ledpunkter, på fram- axelbalken är anordnad i ett första horisontalplan, vilket ligger på ett avstånd under det andra horisontalplan i vil- ket de andra ledpunkterna hos längsgående pendelstänger på framaxelbalken befinner sig.

Uppfinningen ger fördelen att upphängningsarrange- manget är särskilt lämpligt att använda för att tjänstgöra som framaxelupphängning hos en lågbyggd buss. Genom upp- finningen uppnås en särskilt låg golvhöjd vid framaxelupp- hängningen hos lågbyggda bussar, vilket undviker problem med avseende på placeringen av de stag som hör till upp- hängningsarrangemanget. Samtidigt uppnås utmärkt sidoupp- hängning tack vare det triangulära staget.

Det är en ytterligare fördel med uppfinningen att det i upphängningsarrangemanget inte uppträder någon skadlig självstyrningstendens vid fjädring, d v s att styrningens vridcentrum inte ges någon rörelse framåt/bakåt, vilken skulle alstra s k självstyrningsrörelser på styrstången och därigenom skadliga rörelser hos styranordningen.

Det är dessutom en fördel med uppfinningen att fram- axelns rörelse vid fjädring sker väsentligen i vertikal 10 15 20 25 30 35 509 475 riktning utan någon som helst sidorörelse vid upphängnings- arrangemanget.

Ytterligare en fördel med uppfinningen är att styr- ningens castervinkel, eller lutningen bakåt av den s k spindelbulten, ökar något vid fjädring, så att en kraft, som motverkar lutningstendenser, alstras vid bromsning.

Andra fördelaktiga drag hos upphängningsarrangemanget kommer att framgå av underkraven och den följande detalje- rade beskrivningen av en utföringsform av uppfinningen.

'I det följande beskrivs uppfinningen detaljerat under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: fig 1 översiktligt och framifrån visar en utförings- form av upphängningsarrangemanget enligt uppfinningen; fig 2 översiktligt och uppifrån visar utföringsformen enligt fig 1; fig 3 översiktligt och uppifrån visar en annan ut- föringsform av upphängningsarrangemanget enligt upp- finningen; fig 4 översiktligt och från sidan visar utföringsfor- men enligt fig l och 2; fig 5 översiktligt visar fordonet underifrån och illustrerar vilken vinkel som avses att vara hjulets rull- ningsvinkel a; samt fig 6 i form av ett diagram visar variationen hos hjulets rullningsvinkel a som en funktion av fjäderrörelsen s i upphängningsarrangemanget vid utföringsformen enligt fig 1, 2 och 4.

I fig 1 visas ett upphängningsarrangemang för upp- hängning av en stel framaxelbalk 1 hos ett fordon, särskilt en lågbyggd buss. Framaxeln är upphängd i förhållande till en kaross med hjälp av konventionell luftfjädring, bestå- ende av luftfjädringselement 18.

Upphängningsarrangemanget består av ett par längs- gående upphängningsstänger 2 , 3, vilka är ledbart förbundna med fordonets kaross eller liknande och framaxelbalken 1, 10 15 20 25 30 35 509 475 exempelvis med hjälp av konventionella gummileder, för att tjänstgöra som en längsgående pendelupphängning. Ledpunk- terna hos de längsgående pendelstagen 2, 3 i förhållande till framaxelbalken 1 betecknas andra ledpunkter 101, 102.

Dessa leder 101, 102 är vid föreliggande utföringsform anordnade på stödpelare 19 hos luftfjädringselementen 18, vilka pelare sträcker sig vertikalt uppåt från framaxelbal- ken 1. De längsgående upphängningsstängerna 2, 3 sträcker sig bakåt från framaxelbalken 1, och de är orienterade med en liten vinkel mot det längsgående, vertikala centrum- planet hos fordonet, symmetriskt därtill.

Fordonets styrarrangemang består av en vridhävarm 6, som är fäst vid fordonskarossen 5 och uppbär en styrled 7, vid vilken en styrstång 8 ansluten till en styrväxel 20 hos styranordningen är ledad. Figurerna visar även (se särskilt fig 2) ett styrparallellstag 21.

Upphängningsarrangemanget består dessutom av ett tri- angulärt stag 4, ledbart anordnat mellan fordonskarossen och framaxelbalken 1.

Vid utföringsformen enligt fig 1, 2 och 4 består det triangulära staget 4 av två diagonala stänger 11 och 12 med lika längd. De diagonala stängerna 11 och 12 är skilda från varandra, och de bildar en spetsig vinkel ß med varandra.

Ledpunkterna på framaxelbalken 1 hos de diagonala stängerna 11, 12 bildar ett par första ledpunkter 91, 92 hos det tri- angulära staget 4.

I fig 2 visas två alternativa sätt att anordna det triangulära staget 4 och de separata, diagonala stängerna 11, 12. Heldragna linjer illustrerar det sätt vid vilket det triangulära staget 4 har anordnats på så sätt att de första ledpunkterna på framaxelbalken 1 hos de diagonala stängerna ll, 12, d v s lederna 91, 92, är anordnade syme- triskt på ett avstånd från fordonets längsgående, vertikala mittplan, och ledpunkterna 131, 132 hos de diagonala stäng- erna 11, 12 på fordonets karosseri är anordnade i omedelbar 10 15 20 25 30 35 509 475 närhet till det längsgående, vertikala mittplanet hos for- donet, varigenom den spetsiga vinkel ß som innesluts av de diagonala stängerna vetter mot framaxelbalken 1.

Streckade linjer i fig 2 indikerar ett annat sätt på vilket de separata diagonala stängerna 11, 12 kan anordnas för uppnående av samma effekt. Det triangulära staget 4 är nu så anordnat att de första ledpunkterna hos de diagonala stängerna 11, 12 på framaxelbalken 1, punkterna 91, 92, ligger nära fordonets längsgående, vertikala mittplan, medan ledpunkterna 131, 132 hos de diagonala stängerna 11, 12 på fordonets kaross är anordnade symmetriskt och på ett avstånd från det längsgående, vertikala mittplanet hos for- donet, varigenom den spetsiga vinkeln ß mellan de diagonala stängerna öppnar sig bort från framaxelbalken 1.

Fig 3 visar ytterligare två utföringsformer avseende anordnandet av det tringangulära staget 4 vid det fall att det triangulära staget 4 är ett s k fast A-stag; i detta fall hör två lika långa, diagonala stänger 14 till det tri- angulära staget 4, vilka stänger mellan sig bildar en spet- sig vinkel ß och är fast förbundna med varandra vid spetsen 15 hos det triangulära staget 4.

Heldragna linjer i fig 3 visar en utföringsform vid vilken det triangulära staget 4, tjänstgörande som ett fast A-stag, är ledat vid sin spets 15 till fordonets chassi med en kulled 16, anordnad i fordonets längsgående, vetikala mittplan, och vid vilken ledpunkterna 91, 92 på framaxel- balken hos de diagonala stängerna ligger symmetriskt på av- stånd från fordonets längsgående, vertikala mittplan, vari- genom den spetsiga vinkeln ß mellan de diagonala stängerna 14 öppnar sig mot framaxelbalken 1.

Ett annat sätt att anordna ett triangulärt stag 4, tjänstgörande som ett fast A-stag, skisseras i fig 3 med streckade linjer. Det triangulära staget 4 är nu ledat vid sin spets 15 till framaxelbalken 1 med en kulled 17, som bildar den första ledpunkten 9 hos det triangulära staget 10 15 20 25 30 35 509 475 på framaxelbalken 1, anordnad i fordonets längsgående, ver- tikala mittplan, och ledpunkterna 131, 132 hos de diagonala stängerna 14 på fordonets chassi är anordnade symmetriskt på ett avstånd från fordonets längsgående, vertikala mitt- plan, varigenom den spetsiga vinkeln ß mellan de diagonala stängerna 14 öppnar bort från framaxelbalken 1.

Alla de alternativa sätten att åstadkomma det tri- angulära staget 4, som beskrivits ovan och visats i fig 2 och 3, ger samma effekt, nämligen lateral och longitudinell upphängning av framaxelbalken 1.

Ledpunkterna hos det triangulära staget 4 bildar tillsamans en väsentligen liksidig triangel. Den raka linje som förbinder ledpunkterna 131, 132; 16 hos det tri- angulära staget och ledpunkterna 9; 91, 92 ligger i ett första plan T1 eller bildar med detta en väsentligen liten vinkel.

Lederna 101, 102 hos de längsgående stängerna 2, 3 och lederna 221 och 222, medelst vilka stängerna 2 och 3 är ledade till fordonets chassi, är konventionella gummisväng- leder. Ledpunkterna 131 och 132 hos det triangulära staget 4 är företrädesvis likaså gummisvängleder. Ledpunkterna 9, 91, 92 och 16 hos det triangulära staget 4 på framaxelbal- ken är företrädesvis kulleder.

För att styra rörelsen vid fjädring av framaxelbalken 1 att bli väsentligen vertikalt riktad och för att möjlig- göra en konstruktion med lågt golv hos fordonet, är upp- hängningsarrangemanget anordnat att åstadkoma den s k WATT-principen med approximativt lineär styrning. Det tri- angulära staget 4 är riktat framåt, och de längsgående upp- hängningsstängerna 2, 3 är riktade bakåt. Den första led- punkten 9 hos det triangulära staget 4 eller det mot- svarande paret av ledpunkter 91, 92 på framaxelbalken 1 är anordnade i ett första horisontalplan T1, som är anordnat under det andra horisontalplan T2 i vilket de andra led- punkterna 101, 102 hos de längsgående pendelstagen 2, 3 på 10 15 20 25 30 35 509 475 framaxelbalken 1 är anordnade.

Det triangulära staget 4 kan därför vara anordnat på en mycket låg nivå, d v s vid den nedre kanten hos fram- axelbalken 1, varigenom golvlinjen i fordonets främre del i motsvarande grad kan sänkas ned till en mycket låg nivå.

Såsom framgår av fig 4, är ledpunkten hos en styrarm 7 anordnad i ett horisontellt, tredje plan T3 mellan det första horisontalplanet T1 och det andra horisontalplanet T2. I fordonets längsgående vertikalplan är pendelradien rl hos det triangulära staget 4 väsentligen lika med pendel- radien rg hos de längsgående stängerna 2, 3. Lokaliseringen av det tredje planet är ungefär halvvägs mellan det första horisontalplanet T1 och det andra horisontalplanet T2.

Planen T1, T2 och T3 syns i fig 4; de är vinkelräta mot ritningens plan.

Vid utföringsformerna enligt fig 1 - 4 är de andra ledpunkterna 101, 102 hos de längsgående stängerna 2, 3 på framaxelbalken 1, ledpunkterna 9; 91, 92 hos det triangu- lära staget 4 på framaxelbalken 1 och ledpunkten hos styrarmen 7 anordnade i närheten av ett vertikalt, fjärde plan T4, som är längsgående och vinkelrätt mot fordonets längsgående, vertikala mittplan. Planet T4 syns i fig 4; det är vinkelrätt mot ritningens plan.

I fordonets längsgående, vertikala plan kan pendel- radien rl hos det triangulära staget 4 lika väl vara väsentligen skilt i längd från pendelradien rg hos de längsgående stängerna 2, 3. I detta fall är styrarmens 7 ledpunkt anordnad i det tredje planet T3, vilket ligger mellan det första horisontalplanet T1 och det andra hori- sontalplanet T2, så att då det vinkelräta avståndet hos det tredje planet T3 från det första planet är 11 och det från det andra planet är 12, är förhållandet 11/12 väsentligen lika med förhållandet rg/rl.

Såsom framgår av fig 5, är hjulets rullningsvinkel a i horisontell riktning hjulvinkeln i förhållande till for- 10 15 20 25 30 509 475 donets längsgående mittlinje. Vinkeln a är med andra ord vinkeln hos hjulets medelrotationsplan i förhållande till fordonets längsgående mittplan.

Fig 6 illustrerar uppförandet av denna rullnings- vinkel hos hjulet och det sätt på vilket den ändrar sig som en funktion av fjädervägen i framaxelupphängningssystemet enligt uppfinningen. Fig 6 utgör ett koordinatsystem med fjädervägen As i centimeter på den vertikala axeln och ändringen av hjulets rullningsvinkel Aa på den horison- tella axeln.

Det framgår av fig 6 att rullningsvinkeln är mycket nära 0 under hela fjädringsvägen. Figuren demonstrerar att rullningsvinkeln inte ändrar sig under fjädring; den är mycket nära 0° under hela fjädringen. Vid fjädring nedåt i storleksordningen 15 cm är exempelvis ändringen i rull- ningsvinkel blott 0,016°; vid fjädring nedåt av 10 cm, är ändringen inte större än 0,006°; ändringen är uppenbarligen 0° vid ingen fjädring; fjädring ungefär 5 cm uppåt alstrar 0,l° ändring av rullningsvinkel. Ingen väsentlig rörelse framåt/bakåt ges sålunda till styrledpunkten 7, vilken skulle kunna ge upphov till självstyrningsrörelser på styr- stången 8 och sålunda skadliga rörelser hos styranord- ningen.

Det har varit mycket vanligt vid konventionella upp- hängningsarrangemang att sådan styrningsinterferens upp- stått vid fjädring, då hjulet rör sig upp och ned. Ett stu- dium av fig 6 visar tydligt att med upphängningsarrange- manget enligt uppfinningen kan ändringar av hjulets rull- ningsvinkel a vid fjädring i stort sett totalt elimineras, så att ingen självstyrningstendens uppträder.

Uppfinningen är inte begränsad till de utföringsexem- pel som presenterats ovan: många modifikationer är möjliga inom ramen för uppfinningsidên definierad av kraven.

Claims (13)

10 20 25 30 35 509 475 PATENTKRAV

1. Upphängningsarrangemang för upphängning av en stel framaxelbalk (1) hos ett fordon, särskilt en lågbyggd buss, bestående av ett par längsgående upphängningsstänger (2, 3), ledade mellan fordonets chassi, kaross eller motsva- rande och framaxelbalken, och ett triangulårt stag (4), ledat mellan fordonets kaross och fordonets framaxelbalk och anordnat i motsatt riktning mot upphängningsstängerna, (9), ledpunkter (91, 92), hos det triangulära staget (4) på framaxelbalken är anordnad i ett första horisontalplan (Tl,), som ligger på ett avstånd under ett andra horison- talplan (T2), i vilket andra ledpunkter (101, 102) hos de längsgående, pendlande upphängningsstängerna (2, 3) på framaxelbalken är anordnade, varvid upphängningsarrange- varvid en första ledpunkt eller ett motsvarande par av manget är anordnat att implementera principen för den s k WATT:s approximativa lineära styrmekanismen samt varvid en styranordning består av en vridhävarm (6), som är fäst vid en hjulkropp (5) och uppbär en styrled (7), vid vilken en styrstång (8), ansluten till styrväxeln, är ledad, (7) ledpunkt SOm k ä n n e t e c k n a t därav, att styrledens tredje plan (TQ, (T1) och det (T2) och väsentligen i närheten av är anordnad i ett horisontellt, ligger mellan det första horisontalplanet andra horisontalplanet ett vertikalt, fjärde plan (T4), som går genom framhjulens hjulcentrum och som är vinkelrätt mot fordonets längsgående, vertikala mittplan.

2. Upphängningsarrangemang enligt krav 1, k ä n n e- t e c k n a t därav, att det triangulära staget (4) är framåtriktat och att de längsgående stängerna (2, 3) är bakåtriktade.

3. Upphängningsarrangemang enligt krav 1 eller 2, att de andra ledpunkterna k ä n n e t e c k n a t därav, (101, 102) hos pendelstängerna (2, 3) pà framaxelbalken 10 U 20 25 30 A0 509 475 (1), ledpunkterna (9: 91, 92) hos det triangulära staget (4) på framaxelbalken (1) och ledpunkten hos styrleden (7) är anordnade väsentligen i närheten av ett vertikalt, fjärde plan (T4), som går genom framhjulens hjulcentrum och som är vinkelrätt mot fordonets längsgående, vertikala mittplan.

4. Upphängningsarrangemang enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att i fordonets längsgående vertikalplan är pendelradien (rl) hos det triangulära sta- (4) väsentligen lika med pendelradien (rg) hos de och att det tredje (T3) är anordnat ungefär halvvägs mellan det första (T2).

5. Upphängningsarrangemang enligt krav 2 eller 3, get längsgående upphängningsstängerna (2, 3) planet horisontalplanet (T1) och det andra horisontalplanet k ä n n e t e c k n a t därav, att i fordonets vertikal- plan skiljer sig pendelradien (r1) hos det triangulära sta- get (4) i längd från pendelradien (r2) hos de längsgående (2, 3) (T3) ligger mellan det första horisontalplanet och att det tredje planet (T1) och det andra horisontalplanet (T2) på så sätt att då det vinkel- räta avståndet hos det tredje planet (T3) planet är (ll) och det från det andra planet är (12), är förhållandet 11/12 väsentligen lika med förhållandet rg/rl.

6. Upphängningsarrangemang enligt krav 4 eller 5, upphängningsstängerna från det första k ä n n e t e c k n a t därav, att pendelradierna (rl) och (r2) är väsentligt kortare än styrstàngens (8) längd (lo).

7. Upphängningsarrangemang enligt något av kraven l - 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att det triangulära sta- get (4) består av två lika långa diagonala stänger (ll, 12), spetsig vinkel som är separata från varandra och anordnade med en (ß)i förhållande till varandra, och att led- punkterna på framaxelbalken (1) hos de diagonala stängerna (ll, 12) bildar ett par av första ledpunkter (91, 92) hos det triangulära staget (4). 10 U 20 25 30 35 If 509 475

8. Upphängningsarrangemang enligt krav 7, k ä n n e- t e c k n a t därav, att det triangulära staget (4) är så anordnat att de första ledpunkterna (91, 92) på framaxel- balken (1) hos de diagonala stängerna (ll, 12) är symme- triskt anordnade på ett avstånd från fordonets längsgående, vertikala mittplan och att ledpunkterna (131, 132) hos de diagonala stängerna (ll, 12) på fordonets chassi är anord- nade i omedelbar närhet till fordonets längsgående, verti- kala mittplan, varigenom den spetsiga vinkeln (ß) öppnar sig mot framaxelbalken (l).

9. Upphängningsarrangemang enligt krav 7, k ä n n e- t e c k n a t därav, att det triangulära staget (4) är så anordnat att de första ledpunkterna (91, 92) hos de diago- nala stängerna (ll, 12) på framaxelbalken är anordnade i närheten av fordonets längsgående mittplan och att ledpunk- terna (131, 132) hos de diagonala stängerna (11, 12) på fordonets chassi är symmetriskt anordnade på ett avstånd från fordonets längsgående, vertikala mittplan, varigenom den spetsiga vinkeln (B) mellan de diagonala stängerna öppnar sig i riktning bort från framaxelbalken (1).

10. Upphängningsarrangemang enligt något av kraven 1 därav, att det triangulära varvid det till det tri- (4) hör två diagonala stänger (14) med - 6, k ä n n e t e c k n a t staget (4) angulära staget är ett s k fast A-stag, samma längd, vilka är anordnade vid en spetsig vinkel (ß) i förhållande till varandra och vid ena änden är fast för- bundna med varandra, bildande det triangulära stagets (4) (15).

11. Upphängningsarrangemang enligt krav 10, därav, att det triangulära staget är ledat till fordonets chassi med spets k ä n n e t e c k n a t (15) anordnad i fordonets längsgående, (4) vid sin spets en kulled (16) mittplan och att ledpunkterna (91, 92) hos de diagonala vertikala stängerna (14) på framaxelbalken är symmetriskt anordnade pà ett avstånd från fordonets längsgående, vertikala mitt- 10 15 20 /íl 509 475 plan, varigenom den spetsiga vinkeln (ß) mellan de diago- nala stängerna (14) öppnar sig mot framaxelbalken (1).

12. Upphängningsarrangemang enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t därav, att det triangulära staget (4) vid sin spets (15) är ledat till framaxelbalken (1) en kulled (17), som bildar den första ledpunkten (9) hos det triangulära staget och är anordnad i fordonets längs- med gående, vertikala mittplan, och att ledpunkterna (131, 132) hos de diagonala stängerna (14) pà fordonets chassi är sym- metriskt anordnade på avstånd från fordonets längsgående, vertikala mittplan, varigenom den spetsiga vinkeln (ß) mellan de diagonala stängerna (14) öppnar sig bort från framaxelbalken (1).

13. Upphängningsarrangemang enligt något av kraven 1 - 12, k ä n n e t e c k n a t därav, att den raka linje som förbinder ledpunkten (131, 132; 16) hos det triangulära staget (4) och ledpunkten (9: 91, 92) är belägen i det för- sta planet (T1) eller bildar en mycket liten vinkel därmed.