SE522116C2 - Arrangemang och förfarande för manövrering av självstyrande hjul - Google Patents

Description

25 30 522 116 o | . a n e n o v c n s u n mellan sina ändlägen och därmed kan förflyttas åt båda hållen. Systemet är även känsligt för variationer i trycket från tryckkällan. Vid höga hastigheter kan även små svängningar orsaka ett snabbt däckslitage. I sjäivstyrande läge måste hjulen övervinna tjäderkraften hos de båda returtjädrarna innan ett hjulutslag kan åstadkommas, vilket kan medföra att hjulen släpar efter med ökad friktion och däckslitage som följd.

Uppfinningen avser att åstadkomma ett arrangemang för självstyrning som löser de ovan nämnda problemen.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFlNNlNGEN Ovanstående problem löses med hjälp av ett arrangemang för manövrering av sjäivstyrande hjul, enligt kravet 1. Uppfinningen avser ett par sjäivstyrande hjul på en icke-drivande axel i ett fordon, vilka hjul är monterade på var sin styrspindel och förbundna med ett parallellstag. Parallellstaget påverkas av ett styrutslag hos båda hjulen och ser till att dessa förblir parallella.

Styrutslaget kan påverkas av eller själv påverka en cylinder med två separata kammare där varje kammare har en individuellt ställbar kolv, vilken kolv- cylinderanordning förbinder axeln med en av styrspindlarna, företrädesvis via ett styrstag fäst vid styrspindeln. Cylindem har ett första, fritt rörligt tillstånd, i vilket dess längd är varierbar, samt ett andra, trycksatt tillstånd, i vilket dess längd är fast. Varje kammare har åtminstone en anslutning för tryckmedium för påverkan av respektive kolv i cylindern. Uppfinningen kan anpassas till både pneumatiska och hydrauliska system.

En fast skiljevägg är placerad i cylindern för att dela denna i en första och en andra kammare med två anslutningar vardera för tillförsel eller utsläpp av tryckmedium. Den första kammaren är försedd med en första kolv, vilken har en kolvstång förbunden med en styrspindel, och den andra kammaren är försedd med en andra kolv, vilken har en kolvstång förbunden med axeln.

I cylinderns första, fritt rörliga tillstånd är den första kammarens anslutningar öppna mot atmosfären eller ett utlopp, så att den första kolven är fritt rörlig. 10 15 20 25 30 522 116 , .- .ø a ß ~ * U Enligt en första föredragen utföringsform är den andra kammarens ena anslutning trycksatt, så att den andra kolven är förskjuten till ett inre, i anslutning till skiljeväggen befintligt ändläge. Eftersom endast den första kolven är fritt rörlig blir hjulutslaget proportionellt mot halva dess slaglängd.

Enligt en andra alternativ utföringsform är den andra kammarens anslutningar öppna mot atmosfären eller ett utlopp, så att den andra kolven är fritt rörlig. Hjulutslaget bestäms härvid av de två kolvamas sammanlagda slaglängd. Det första altemativet är att föredra eftersom cylindern hålls fast i ett bestämt läge och den första kolven utgör den enda rörliga delen.

I cylinderns andra, trycksatta tillstånd är den första kammarens ena anslutning trycksatt, så att den första kolven är förskjuten till ett inre, i anslutning till skiljeväggen befintligt ändläge. Även den andra kammarens andra anslutning trycksatt, så att den andra kolven är förskjuten till ett yttre, i anslutning till en ändyta hos cylindern befintligt ändläge. Genom att trycksätta båda kamrarna och förflytta de båda kolvarna till distinkta ändlägen, intar kolv-cylinderarrangemanget en fast, förutbestämd längd. Denna längd har valts så att de båda hjulen positioneras parallellt med fordonets längdriktning.

Uppfinningen avser även ett förfarande för manövrering av sjålvstyrande hjul såsom beskrivits ovan.

FIGURBESKRIVNING Ett antal föredragna utföringsformer av uppfinningen kommer i det nedan- stående att beskrivas med hänvisning till de bifogade figurerna, varvid: Figur 1 visar en planvy av en cylinder för manövrering av hjulutslaget; Figur 2A/B visar ett tvärsnitt genom cylinder med de ingående kolvarnas positioner i fritt rörligt respektive fast läge; Figur 3 visar en första utföringsform av ett pneumatiskt styrt system; Figur 4 visar en andra utföringsform av ett pneumatiskt styrt system; Figur 5 visar en första utföringsform av ett hydrauliskt styrt system; Figur 6 visar en andra utföringsform av ett hydrauliskt styrt system; .nu flß 10 15 20 25 30 522 116 FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar schematiskt ett par självstyrande hjul 1,2 på en icke-drivande axel 3. Hjulen 1,2 är monterade på var sin styrspindel 4,5 vilka år monterade vid axeln 3 ändar på var sin spindeltapp 6,7. För att båda hjulens 1,2 svängningsrörelse skall ske samtidigt är styrspindlarna 4,5 förbundna med ett parallellstag 8. Den ena styrspindeln 4 är även försedd med ett styrstag 9.

Mellan styrstagets 9 ände 10 och en infästningspunkt 11 på axeln 3 är en cylinder 12 monterad. Cylindern 12 är försedd med ett par kolvar (ej visade) med utgående kolvstänger 13,14 i var ände av cylindern. En första kolvstång 13 är fäst vid styrstaget 9 och en andra kolvstång 14 är fäst vid axeln 3. För att ge tillräckligt utrymme åt cylindem 12, samt för att dess vinkel mot axeln 3 inte skall bli för stor, är infästningspunkten 11 företrädesvis placerad på motsatt sida om fordonets centrumlinje CL relativt styrstaget 9. Hjulens styrutslag är härvid markerade med streckade linjer.

Cylinderns 12 funktion, enligt en första utföringsform, framgår schematiskt ur Figurerna 2A och 2B. Som det framgår ur figurema är cylindem 12 försedd med en skiljevägg 15 som delar den i två separata kammare 16,17. Varje kammare 16 resp. 17 är försedd med två anslutningar 18,19 resp. 20,21 för trycksättning alternativt avluftning eller anslutning till ett utlopp, beroende pá önskad funktion. Anslutningarna 18,19;20,21 är placerade i respektive ände av varje kammare 16,17, på var sida om en till respektive kolvstång 13,14 fäst kolv 22,23. l ett första föredraget utföringsexempel är cylinderns första kolv 22 fritt rörlig i en första kammare 16, vars båda anslutningar 18,19 är avluftade. Cylinderns andra kammare 17 är härvid trycksatt med ett tryck P via anslutningen 21, varvid den andra kolven 23 är positionerad i sitt inre ändläge i anliggning mot cylinderns skiljevägg 23. Detta medför att de självstyrande hjulen är fria att svänga, varvid hjulutslaget ät höger resp. vänster är proportionellt mot den första kolvstångens 13 halva slaglängd S1 (Figur 2A). Det fritt rörliga .nu n* 10 15 20 25 30 522 116 tillståndet bibehålls så länge fordonet framförs i låga hastigheter, företrädesvis vid manövrering i trånga utrymmen. Vid färd i högre hastigheter eller vid reversering är det önskvärt att centrera hjulen. Genom att trycksätta de båda kamrarna 16,17 med ett tryck P via anslutningarna 18 och 20 intar cylindern 12 ett centrerat läge (Figur 2B). Den första kolven 22 är då positionerad i sitt inre åndläge i anliggning mot cylinderns skiljevägg 23, medan den andra kolven är positionerad i sitt yttre åndläge i anliggning mot cylinderns ena ändyta. På detta sätt intar cylinderarrangemanget ett fast, förutbestämt läge med ett fast avstånd S3 mellan kolvstängernas yttre ändar 10,11, varvid hjulen intar ett centrerat läge parallellt med fordonets längdriktning.

Ett föredraget storleksförhàllande mellan de första och andra kolvarnas slaglängd 81:82 är i storleksordningen 2:1. Detta medför att en aktivering av systemet fràn trycksatt (Figur 2B) till fritt rörligt tillstànd (Figur 2A), tvingar hela cylindern 12 att förflyttas över hela den andra kolvens 23 slaglängd S2 då den andra kammaren trycksätts. Den första kolvens 22 position relativt cylindern 12 blir då sträckan S112 in i den första kammaren 16. Därmed är den första kolven 22 rätt placerad för att medge ett lika stort hjulutslag åt båda håll.

Enligt en ytterligare utföringsform är det även möjligt att låta båda kolvarna 22,23 vara fritt rörliga då självstyrning av hjulen önskas. Detta åstadkommes genom att de båda kolvarnas 22,23 samtliga anslutningar 18,19;20,21 avluftas eller ansluts till ett utlopp, från ett trycksatt tillstånd enligt Figur 2B.

Det är därmed möjligt att antingen förflytta cylindern 12, inklusive kolven 22, i en första riktning, altemativt att förflytta kolven 22 i en andra riktning vid hjulutslag åt något håll. I detta fall blir hjulutslaget proportionellt mot den sammanlagda slaglängden S1+S2 hos båda kolvarna 22,23. Används samma geometri som utföringsexemplet ovan, kan detta utnyttjas för att ge ett större hjulutslag eller för att medge användning av en kortare cylinder med bibehållet hjulutslag. a.. H 10 15 20 25 30 522 116 Figur 3 visar ett exempel på en pneumatiskt manövrerad cylinder 12, vilken förses med tryckluft från en tryckkälla 30. Mellan tryckkällan 30 och de båda kamrarna 16 resp. 17 är ett par elektriskt manövrerade solenoidventiler 31 resp. 32 inkopplade. Figuren visar solenoidventilerna 31,32 i aktiverat läge, med den första kolven 22 fritt rörlig och den andra kolven 23 trycksatt mot sitt inre ändläge. Båda anslutningarna 18,19 hos den första kammaren 16 är härvid kopplade till en utloppskanal hos en första ventil 31 för avluftning. Den andra kammarens första anslutning 20 är kopplad till en utloppskanal hos en andra ventil 32 för avluftning, medan dess andra anslutning 21 är kopplad till tryckkällan 30 för trycksättning av kammaren 17. När det självstyrande läget skall upphöra deaktiveras solenoidventilema, vilka är fiäderbelastade mot ett normalläge för trycksättning av de båda kamrarnas första anslutningar 18,20.

Båda kamrarnas andra anslutningar 19 resp. 21 är härvid kopplade till en utloppskanal hos den första resp. den andra ventilen 31 ,32 för avluftning.

Figur 4 visar ett kopplingsschema för en alternativ utföringsform, där båda kolvarna 13,14 är fritt rörliga i självstyrande läge. Denna utföringsform skiljer sig från den som beskrivits i anslutning till Figur 3 på så sätt att en andra solenoidventil 33 i sitt aktiva läge kopplar båda anslutningarna 20,21 hos den andra kammaren 17 till en utloppskanal för avluftning. l självstyrande läge är därmed båda kolvarna 22,23 fritt rörliga. För att återgå till normalt körläge, deaktiveras de båda solenoidventilema 31,33 som beskrivits ovan.

Figur 5 beskriver en hydrauliskt driven cylinder, vilken är avsedd att motsvara det pneumatiska systemet enligt Figur 3. Den huvudsakliga skillnaden mellan systemen är att den första kammarens 16 anslutningar 18,19 kopplas till varandra, för att ett hydrauliskt medium skall kunna strömma mellan kammarens två sidor när kolven 13 påverkas i självstyrande läge. Den andra kammarens 17 första anslutning 20 är kopplad till en utloppskanal för dränering. Cylinderns funktion i övrigt är densamma som beskrivits i anslutning till Figur 3. 10 15 20 25 522 116 På samma sätt avser Figur 6 en hydrauliskt driven cylinder med samma funktion som beskrivits i anslutning till Figur 4. l självstyrande läge är dels den första kammarens 16 anslutningar 18,19 kopplas till varandra, och dels den andra kammarens 17 båda anslutningar 20,21 kopplade till varandra, för att medge att ett hydrauliskt medium skall kunna strömma mellan kamrarnas två sidor i självstyrande läge. De båda solenoidventilerna 34,36 kan i detta fall vara helt identiska. Den huvudsakliga skillnaden mellan de pneumatiska systemen, enligt Figur 3 och 4, samt de hydrauliska systemen, enligt Figur 5 och 6, är att de förstanämnda enkelt kan avluftas vid behov, medan de sistnämnda har ett tryckmedium som kräver ett mer komplicerat, slutet system. Styrningen av cylindern 12 och dess kolvar 22,23, för att erhålla önskad funktion, är dock identisk i båda fallen.

Tryckkâllan kan utgöras av en separat enhet, exempelvis en kompressor och en ackumulator, alternativt en hydraulpump, monterad i anslutning till den från fordonets ledning befintliga aktuella hjulaxeln, eller en tryckförsörjningssystem. De ingående solenoidventilerna kan aktiveras av samma insignal, vilken företrädesvis är kopplad till en elektronisk styrenhet som aktiverar dessa när fordonets hastighet i dess normala färdriktning understiger en viss nivå. Signalen bryts om t.ex. en backväxel läggs i.

Manuell aktivering/deaktivering av systemet är givetvis också möjlig.

Solenoiderna är företrädesvis av standardtyp, men det är även möjligt att ersätta de ovan beskrivna ventilparen med en ventil som integrerar samtliga funktioner och kontrolleras av en enda solenoid.

Claims (10)

10 15 20 25 30 522 116 ö* PATENTKRAV

1. Arrangemang för manövrering av självstyrande hjul på en icke-drivande axel (3) i ett fordon, vilka hjul (1, 2) är monterade på var sin styrspindel (4, 5) och förbundna med ett parallellstag (8), varvid en cylinder (12) förbinder axeln (3) och en av styrspindlarna (4), k ä n n e t e c k n at a v att cylindern (12) är försedd med två separata kammare (16, 17) där varje kammare har en individuellt ställbar kolv (22, 23), varvid cylindern (12) har ett första, fritt rörligt obelastat tillstànd, i vilket dess längd är varierbar, samt ett andra, trycksatt tillstånd, i vilket den har en förutbestämd längd (S3), samt att varje kammare (16, 17) har åtminstone en anslutning (18, 19; 20, 21) för tryckmedium för påverkan av respektive kolv (22, 23) i cylindern (12).

2. Arrangemang för manövrering av självstyrande hjul enligt kravet 1 k ä n n e t e c k n at a v att en fast skiljevägg (15) är placerad i cylindern (12) för att dela denna i en första och en andra kammare (16, 17) med tvâ anslutningar (18, 19; 20, 21) vardera för tillförsel eller utsläpp av tryckmedium.

3. Arrangemang för manövrering av självstyrande hjul enligt kravet 2 k ä n n e t e c k n at a v att den första kammaren (16) är försedd med en första kolv (22), vilken har en kolvstàng (13) förbunden med den ena styrspindeln (4), samt att den andra kammaren (17) är försedd med en andra kolv (23), vilken har en kolvstàng (14) förbunden med axeln (3).

4. Arrangemang för manövrering av självstyrande hjul enligt kravet 3 k ä n n e t e c k n at a v att i cylinderns (12) första, fritt rörliga tillstånd är den första kammarens (16) anslutningar (18, 19) öppna mot atmosfären eller mot varandra, sä att den första kolven (22) är fritt rörlig. 10 15 20 25 522 116 9

5. \ Arrangemang för manövrering av självstyrande hjul enligt kravet 4 k ä n n e t e c k n at a v att i cylinderns (12) första, fritt rörliga tillstànd är den andra kammarens (17) anslutningar (20, 21) öppna mot atmosfären eller mot varandra, så att den andra kolven (23) är fritt rörlig..

6. Arrangemang för manövrering av självstyrande hjul enligt kravet 4 k ä n n e t e c k n at a v att i cylinderns (12) första, fritt rörliga tillstànd är den andra kammarens (17) ena anslutning (20) trycksatt, så att den andra kolven (23) är förskjuten till ett inre, i anslutning till skiljeväggen (15) befintligt ändläge.

7. Arrangemang för manövrering av självstyrande hjul enligt kravet 3 k ä n n e t e c k n at a v att i cylinderns (12) andra, trycksatta tillstånd är den första kammarens (16) ena anslutning (18) trycksatt, så att den första kolven (22) är förskjuten till ett inre, i anslutning till skiljeväggen (15) befintligt ändläge.

8. Arrangemang för manövrering av självstyrande hjul enligt kravet 7 k ä n n e t e c k n at a v att i cylinderns (12) andra, trycksatta tillstånd är den andra kammarens (17) andra anslutning (21) trycksatt, så att den andra kolven (23) är förskjuten till ett yttre, i anslutning till en ändyta hos cylindern (12) befintligt ändläge.

9. Arrangemang för manövrering av självstyrande hjul enligt kravet 7 k ä n n e t e c k n at a v att cylindern (12) är förbunden med styrspindeln (4) via ett på styrspindeln monterat styrstag (9). av; ac 10 15 522 116 /O

10. Förfarande för manövrering av självstyrande hjul på en icke-drivande axel (3) i ett fordon, med ett arrangemang enligt kravet 1, varvid hjulen (1, 2) är monterade på var sin styrspindel (4, 5) och förbundna med ett parallellstag (8), varvid en cylinder (12) förbinder axeln (3) och en av styrspindlarna (4), k ä n n e t e c k n at a v att cylindern (12) är försedd med två separata kammare (16, 17) med var sin kolv (22, 23) och kan ställas om mellan två tillstånd, samt att varje kammare har minst en anslutning (18, 19; 20, 21) för tryckmedium för påverkan av respektive kolv i cylindern, varvid omställning mellan tillstånden sker genom; - att åtminstone en första kammares (16) anslutningar (18, 19) öppnas mot atmosfären eller ett utlopp så att dess kolv (22) är obelastat fritt rörlig, varigenom cylindems (12) längd är varierbar för att möjliggöra självstyrning, eller; - att båda kamrarna (16, 17) trycksätts så att kolvarna (22, 23) intar var sitt ändläge i cylindern, varigenom cylindern (12) intar en förutbestämd längd (S3) för att låsa hjulen (1, 2) i ett läge parallellt med fordonets längdriktning.