SE540556C2

SE540556C2 - System för stabilisering av fordon samt förfarande för stabilisering av fordon

Info

Publication number: SE540556C2
Application number: SE1550960A
Authority: SE
Inventors: Pettersson Henry
Original assignee: Komatsu Forest Ab
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2018-10-02
Also published as: CA2987573C; RU2018103885A; ES2827777T3; CA2987573A1; PL3317166T3; RU2709319C2; BR112017025649B1; BR112017025649A2; AU2016291103A1; WO2017007393A1; US10543816B2; AU2016291103B2; EP3317166B1; RU2018103885A3; SE1550960A1; EP3317166A4; EP3317166A1; US20180229695A1

Abstract

Uppfinningen hänför sig till ett system för stabilisering av ett fordon med ett chassi (1), innefattande en bakre hjulboggi (2), en pendelaxel som via en svänglagring (4) kan vida sig kring en axel (6) parallell med fordonets längdriktning (CL); en tippanordning (20), på vilken en kran (18) är anordnad, varvid tippanordningen innefattar en svängskiva (25) ett svängkranslager (26), svängskivan och kranen kan rotera kring en vertikal axel (28); en stabiliseringssanordning (30) innefattande ett första och ett andra hydrauliskt stabiliseringsställdon (31A, 31B), i den bakre hjulboggin, kännetecknat av att tippanordningen (20) innefattar ett första och ett andra hydrauliskt tippställdon (22A, 22B) i förbindelse med svängskivan (25), att svängskivan kan vridas kring en horisontell axel (23, 24), varvid nämnda första stabiliseringsställdon (31A) och första tippställdon (22A) är i fluidförbindelse och nämnda andra stabiliseringsställdon (31B) och andra tippställdon (22A) är i fluidförbindelse, varvid stabiliseringsställdonen styrs baserat på trycket hos tippställdonen.Uppfinningen hänför sig även till ett fordon samt ett förfarande för stabilisering av ett fordon.

Description

System för stabilisering av fordon samt förfarande för stabilisering av fordon TEKNISKT OMRÅDE Föreliggande uppfinning avser ett system för stabilisering av ett fordon enligt ingressen till patentkravet 1. Uppfinningen avser också ett förfarande för stabilisering av ett fordon enligt ingressen till patentkravet 14 samt ett fordon enligt patentkravet 11.

BAKGRUND Fordon idag, särskilt terränggående fordon, framförs ofta på ojämna underlag och kan stöta på hinder av olika slag. För att hantera sådana ojämnheter och hinder med bibehållen komfort och utan att fordonet tippar är det viktigt att tillräcklig kontakt mellan fordonets hjul och underlaget säkerställs. Fordon utformas därför ofta med hjulboggier som medför att hjulen följer underlagets ojämnheter. En hjulboggi är ett komplementärt chassi som är vridbart mot ett fordons huvudchassi eller ram. En hjulboggi har vanligen fyra hjul, som medelst hjulbärande pendelarmar sprider fordonets last på fler axlar och minskar axeltrycket, ökar lastförmågan och förbättrar kurvtagningen. En hjulboggi medger vridning kring en axel som är parallell med fordonets längdriktning och särskilt när det gäller terränggående fordon i kombination med vridbarhet kring en axel som är vinkelrät mot fordonets längdriktning. Pendelarmarna kan vara individuellt svängbara alternativt, dvs. ledbara i en lagring i sin ena ände eller av stel, centralt monterad typ bestående av en pendelarm eg. pendelaxel utformad att vridas kring en vid pendelaxelns mitt placerad svänglagring.

Terränggående fordon såsom skogsmaskiner innefattar en kran med kranarm som kan sträckas långt ut från fordonet och i vars fria ände kan fästas ett verktyg, såsom en gripare eller ett skördarhuvud. Kranen och dess längst ut på armen belägna last utgör en väsentlig del av fordonet och påverkar fordonets tyngdpunkt när kranarmen sträcks ut från fordonet. Detta medför ett vridmoment som verkar på fordonet i olika riktningar beroende på kranens svängläge i horisontalplanet och utsträckning från fordonet. Således, om kranen är riktad framåt åstadkommes ett vridmoment i riktning framåt och om kranen är vriden åt sidan åstadkommes ett vridmoment åt sidan. För att inte fordonet ska tippa på grund av det uppkomna vridmomentet måste nämnda vridmomentet motverkas och balanseras vilket sker medelst en stabiliseringsanordning. En sådan stabiliseringsanordning är särskilt viktig när fordonet är ramstyrt. Ett ramstyrt fordon innefattar två ledbart förenade chassidelar, en framram och en bakram som svänger genom att vinklas via ledbar midja vilket gör fordonet smidigt och lättmanövrerat. En nackdel med ramstyrning är dock att fordonet blir mindre stabilt när det svänger på grund av att fordonets tyngdpunkt därvid förskjuts.

En nackdel med kända stabiliseringsanordningar är att de är utformade för att främst användas när fordonet står still. En annan nackdel med kända stabiliseringsanordningar är att de utgår från statiska beräkningar baserade på en serie i förväg bestämda parametrar, exempelvis utgående från kranens vridläge i horisontalplanet. Eftersom tyngdpunktförskjutningen hos ett fordon påverkas av krafter och vridmoment som inte bara är statiska utan även dynamiska kommer de beräknande motkrafterna för att balansera upp fordonet inte alltid att motsvara de faktiska eller verkligt uppträdande vridmomentet hos fordonet på grund av uppträdande tyngdpunktsförskjutning. Det sistnämnda är särskilt besvärligt när fordonet är i rörelse och utsätts för dynamiska och mer eller mindre oförutsägbara krafter och vridmoment som inte nödvändigtvis behöver bero på kranens vridläge.

Dokument SE 532683 beskriver ett system för stabilisering av ett fordon innefattande ställdon som genererar en stödkraft på en pendelaxel för att motverka vridning och obalans av fordonet som uppträder vid vridning av fordonets kran. Stödkraften som behövs för att motverka vridningen bestäms utgående från beräkningar baserade på kranens vridläge i horisontalplanet. Dokument WO2013178886 beskriver ett system för att stabilisera en skogsmaskin där momentet som verkar på en del av chassit bestäms, varefter storlek och riktning på ett motverkande moment bestäms.

Trots kända lösningar inom området finns det ett behov av att åstadkomma ett system för stabilisering av fordon, som är effektivt och säkert, som är lämpligt vid framförande av fordonet och som minimerar risken för att fordonet tippar.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett system för stabiliserings av ett fordon, som är effektivt och säkert och som minimerar risken för att fordonet tippar.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett system för stabilisering av ett fordon, som är lämpligt vid framförande av fordonet.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande för stabilisering av ett fordon, som är effektivt och säkert och som minimerar risken för att fordonet tippar.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande för stabilisering av ett fordon, som är lämpligt vid framförande av fordonet.

Vissa av dessa syften uppnås med ett system för stabilisering av ett fordon enligt patentkrav 1. Andra syften uppnås med ett fordon enligt patentkrav 11. Andra syften uppnås med ett förfarande enligt patentkrav 14. Fördelaktiga utföringsformer anges i de beroende patentkraven.

Enligt en aspekt av uppfinningen tillhandahålls ett system för stabilisering av ett fordon, innefattande en bakre hjulboggi anordnad hos fordonets chassi, varvid den bakre hjulboggin innefattar en pendelaxel som kan vridas kring en axel sträckande sig parallellt med fordonets längdriktning; en till chassit anordnad tippanordning på vilken en kran är anordnad, varvid tippanordningen innefattar en svängskiva anordnad på ett svängkranslager så att svängskivan och således kranen kan rotera kring en vertikal axel; samt en hydraulisk stabiliseringssanordning innefattande två stabiliseringsställdon, anordnad hos den bakre hjulboggin. Tippanordningen innefattar vidare två hydrauliska tippställdon anordnade i förbindelse med svängskivan, så att svängskivan kan vridas kring en horisontell axel i förhållande till chassit, varvid stabiliseringsställdonen är anordnade i fluidförbindelse med tippställdonen och är därmed anordnade att styras baserat på trycket hos tippställdonen.

Med vertikal axel avses en axel som sträcker sig väsentligen vinkelrätt mot underlaget på vilket fordonet framförs. Med horisontell axel avses en axel som sträcker sig väsentligen parallellt med underlaget på vilket fordonet framförs. En vertikal axel sträcker sig således väsentligen vinkelrätt mot en horisontell axel. En horisontell axel kan vara en axel som sträcker sig parallellt med fordonets längd- eller huvudaxel.

Tippställdonen är företrädesvis anordnade så att svängskivan kan vridas kring en horisontell axel parallell med fordonets längdriktning och/eller kardanskt kring en horisontell axel väsentligen vinkelrät mot fordonets längdriktning. Företrädesvis innefattar tippanordningen en tipplatta som är anordnad på en tipplänk. På tipplattan är svängskivan och svängkranslagret anordnade.

Genom att kranen är anordnad på en tippanordning innefattande en svängskiva på ett svängkranslager kan kranen roteras kring en vertikal axel, utåt åt sidorna i förhållande till fordonets centrumlinje. Kranens position kan således definieras som en vridningsvinkel i förhållande till ett normalläge parallellt med fordonets centrumlinje. Positionen rakt fram i fordonets huvudsakliga färdriktning, parallellt med fordonets centrumlinje, utgör lämpligen normalläget och således 0° vridningsvinkel. När kranen är riktad rakt bakåt är kranen således positionerad med 180° vridningsvinkel. När kranen är riktad rakt åt sidan är kranen således positionerad med 90° eller 270° vridningsvinkel, åt höger eller vänster i förhållande till fordonets centrumlinje. Beroende på kranens position i förhållande till fordonets centrumlinje erhålles ett vridmoment som verkar på tippanordningen. Det erhållna vridmomentet beror på kranens last och position. Vridmomentet medför att tippanordningen vrids kring en horisontell axel, varvid de hydrauliska tippställdonen och dess tryck påverkas. Eftersom stabiliseringsställdonen är i fluidförbindelse med tippställdonen kommer trycket hos stabiliseringsställdonen ändras när trycket hos tippställdonen ändras. Således styrs stabiliseringsställdonen baserat på det av kranen orsakade trycket hos tippställdonen. På så sätt erhålles en adaptiv och lastkännande hydraulisk stabiliseringsanordning som avkänner de faktiskt uppträdande vridmomenten. Därmed åstadkommes ett system för stabilisering av ett fordon som är effektivt och säkert och som är lämpligt under framförande av fordonet.

Tack vare att föreliggande system använder en tippanordning som avkänner den faktiska eller verkliga tyngpunktsförskjutningen genom att mäta de krafter och vridmoment som uppträder i svängkransen, dvs. i gränssnittet mellan en överdel uppbärande förarhytt och kran som fritt kan roteras relativt en undervagn eller ett chassi, erhålls en rad betydande fördelar framför känd teknik. Emedan känd tekniken, se exempelvis SE 532683, använder en i förväg bestämd motkraft i stabiliseringsdonen vilken kraft baseras på statiska beräkningar utgående från kranens vridläge bör det underförstås att föreliggande uppfinning istället arbetar på ett aktivt dynamiskt sätt. Närmare bestämt skiljer sig föreliggande uppfinning därigenom att den avkänner det faktiska eller verkliga vridmoment som på grund av uppträdande tyngdpunktsförskjutningar hos fordonet uppträder i nämnda gränssnitt. Härigenom erhålles ett stabiliseringssystem som kan balansera upp fordonet genom att skapa en motkraft även i de fall kranen befinner sig i normalläget 0° exempelvis om fordonet kränger vid körning i terräng.

Lämpligen är en hytt anordnad på tippanordningen. På så sätt rör sig hytten och kranen tillsammans åt samma håll. ÖVERSIKTLIG BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs ett utföringsexempel av uppfinningen närmare med hänvisning till bifogade ritningar på vilka; Figur 1 visar en perspektivvy av ett kranförsett fordon innefattande ett system för stabilisering enligt uppfinningen; Figur 2 visar en vy uppifrån av fordonet i fig. 1 med en i fordonet ingående kran omställd i olika vridlägen i horisontalplanet; Figur 3 visar schematiskt en hydraulisk krets för stabilisering av ett fordon enligt uppfinningen varvid kranen är svängd i ett första vridläge 0° mot fordonets huvudaxel och således riktad rakt fram i fordonets normala färdriktning; och Figur 4 visar schematiskt en hydraulisk krets motsvarande fig. 3, men i ett läge där kranen är svängd i ett andra vridläge 270° mot fordonets huvudaxel och således riktad vinkelrätt ut åt vänster sett i fordonets normala färdriktning, och Figur 5 visar ett hydraulschema över det uppfinningsenliga systemet för stabilisering av ett fordon.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FIGURERNA Figur 1 illustrerar schematiskt ett fordon innefattande ett system för stabilisering enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Fordonet är ramstyrt innefattade ett allmänt med 1 betecknat chassi. Med hänvisning även till fig. 3 och 4 innefattar systemet en bakre hjulboggi 2 anordnat i chassit 1, varvid den bakre hjulboggin 2 innefattar en stel, centralt monterad pendelaxel 4 utformad att vridas kring en vid pendelaxelns mitt placerad svänglagring 5 så att pendelaxeln kan pendla kring en axel 6 sträckande sig parallellt med fordonets längdriktning eller centrala huvudaxel betecknad CL. Fordonet innefattar vidare en främre hjulboggi 8 anordnad hos chassit. Hos varje hjulboggi är ett hjulpar 2 respektive 5 anordnat på vardera sidan om fordonets längdaxel. Den främre hjulboggin 8 och den bakre hjulboggin 2 är via var sin boggiearm 9 (boggilåda) och en vid dennas mitt placerad svängled 10 vridbara kring var sin horisontell axel 12, 13 sträckande sig väsentligen vinkelrät mot fordonets längdriktning. Tack vare boggin förbättras fordonets förmåga att hantera ojämnheter i underlaget på vilket fordonet framförs. Chassit 1 innefattar en främre ram och en bakre ram 14, 15, sammankopplade via en styrled 16. Styrleden 16 roterar kring en vertikal axel 17. På så sätt kan den främre ramen 14 och den bakre ramen 15 svänga i sidled i förhållande till varandra. Fordonet innefattar i styrleden verksamma styrcylindrar (ej visade). Den främre hjulboggin 8 är anordnad i den främre ramen 14 och den bakre hjulboggin 2 är anordnad i den bakre ramen 15. En hytt 17 och en kran 18 är anordnade på en tippanordning 20 hos den främre ramen 14 av chassit. Tippanordningen 20 innefattar ett första och andra hydrauliskt tippställdon 22A, 22B som medför att hytten 17 och kranen 18 kan vridas kring en horisontell axel 23 parallell med fordonets längdriktning och i det här beskrivna utföringsexemplet även kring en horisontell axel 24 väsentligen vinkelrät mot fordonets längdriktning. Tippanordningen 20 som är belägen på den främre ramen 14 innefattar vidare en svängskiva 26 på ett svängkranslager 27 vilket medför att kranen 18 och hytten 17 kan roteras kring en vertikal axel 28. En hydraulisk stabiliseringssanordning 30 innefattande ett första och andra hydrauliskt stabiliseringsställdon 31A, 31B är anordnad i den bakre hjulboggin 2. De första och andra stabiliseringsställdonen 31A, 31B följer med pendelarmens rörelser och förbättrar därmed komforten vid framförande av fordonet på ojämnt underlag. De första och andra stabiliseringsställdonen 31A, 31B är anordnade i fluidförbindelse med nämnda första och andra hydrauliska tippställdon 22A, 22B och är därmed anordnade att styras baserat på trycket hos tippställdonen. Tippställdonen 22A, 22B är lämpligen parallella och anordnade på var sida om fordonets centrumlinje eller längdaxel. Det första och andra stabiliseringsställdonet 31A, 31B är lämpligen parallellt anordnade på var sida om fordonets huvudaxel. Stabiliseringsställdonen 31A, 31B anordnade i fluidförbindelse med motsvarande tippställdon 22A, 22B på samma sida om fordonets centrala huvudaxel. Det vill säga, det första stabiliseringsställdonet 31A står i fluidöverförande förbindelse med motsvarande första tippställdon 22A på den ena sida och på motsvarande sätt det andra stabiliseringsställdonet 31B står i fluidöverförande förbindelse med ett andra tippställdon 22B på den andra sidan. Eller med andra ord nämnda första stabiliseringsställdon 31A och första tippställdon 22A är anordnade i fluidförbindelse och nämnda andra stabiliseringsställdon 31B och andra tippställdon 22A är anordnade i fluidförbindelse, varvid stabiliseringsställdonen styrs baserat på trycket hos tippställdonen. Tippanordningen 20 och stabiliseringsanordningen 30 beskrivs närmare i figur 2, 3 och 4.

Figur 2 illustrerar schematiskt ett fordon 1 innefattande ett system för stabilisering 100 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Fordonet visas i en vy ovanifrån. Fordonet är utformat såsom beskrivet i figur 1. Genom att kranen 18 är anordnad på en tippanordning 20 innefattande en svängskiva 26 på ett svängkranslager 27 kan kranen roteras kring en vertikal axel 28, utåt åt sidorna i förhållande till fordonets centrumlinje CL. Kranens 18 position kan således definieras som en vridningsvinkel i förhållande till ett normalläge parallellt med fordonets centrumlinje CL. Positionen rakt fram i fordonets huvudsakliga färdriktning, parallellt med fordonets centrumlinje CL, kan sägas utgöra ett normalläge och således 0° vridningsvinkel. När kranen 18 är riktad rakt bakåt är kranen således positionerad med 180° vridningsvinkel. När kranen 18 är riktad åt sidan, rakt åt höger eller vänster i förhållande till fordonets centrumlinje CL, är kranen således positionerad med 90° eller 270° (-90°) vridningsvinkel. Beroende på kranens 18 position i förhållande till fordonets centrumlinje CL genereras ett vridmoment som verkar på tippanordningen 20 så att tippanordningen vrids antingen kring den horisontella axeln 23 parallell med fordonets centrumlinje eller kring den horisontella axeln 24 väsentligen vinkelrät mot fordonets centrumlinje. Det uppkomna vridmomentet beror på kranens last och position. Om det av kranen 18 genererade vridmomentet inte motverkas, dvs. balaseras upp av en motkraft tenderar fordonet att tippa i vridmomentets riktning. Ju längre ut från fordonet som kranen vrids, desto större blir det erhållna vridmomentet och desto större är risken att fordonet tippar om vridmomentet inte motverkas. Vridmomentet medför således att tippanordningen 20 vrids kring en horisontell axel 23, varvid de hydrauliska tippställdonen 22A, 22B och dessas inre tryck påverkas. Eftersom stabiliseringsställdonen 31A, 31B är i fluidförbindelse med tippställdonen 22A, 22B kommer även trycket hos stabiliseringsställdonen ändras när trycket hos tippställdonen ändras. Således styrs stabiliseringsställdonen 31A, 31B baserat på det av kranen orsakade trycket hos tippställdonen. Stabiliseringsställdonen 31A, 31B är anordnade i fluidförbindelse med tippställdonen 22A, 22B, så att trycket hos stabiliseringsställdonen medför en motverkande kraft i förhållande till det uppkomna vridmomentet. På så sätt åstadkommes en hydraulisk lastavkännande stabiliseringsanordning som genererar en motverkande kraft direkt proportionell mot det uppkomna vridmomentet. Därmed åstadkommes ett stabiliseringssystem för ett fordon som är effektivt och säkert och som är lämpligt under framförande av fordonet. Tack vare att föreliggande system är hydrauliskt lastavkännande och använder en tippanordning 20 som avkänner den faktiska eller verkliga tyngpunktsförskjutningen som genereras på grund av kranens 18 vridläge och mäter de krafter och vridmoment som uppträder i svängplatta- och krans 26, 27 dvs. i gränssnittet mellan en överdel uppbärande förarhytt och kran som fritt kan roteras relativt en undervagn eller ett chassi hos fordonet, erhålls betydande fördelar framför känd teknik. Kranens 18 skapade tippmoment och pendelboggins 2 mothåll är direkt proportionell mot kranens tippmoment (last). Systemet är hydrauliskt lastkännande. Om kranen 18 svängs i motsatt riktning blir mothållet och trycket motsatt.

Figur 3 illustrerar schematiskt ett system för stabilisering av ett fordon enligt föreliggande uppfinning. Fordonet 1 är utformat på det sätt som beskrivs i figur 1 och 2 varvid kranen 18 är positionerad rakt fram i fordonets huvudsakliga färdriktning. Kranen 18 har således en position med 0° vridningsvinkel vilket illustreras med en pil i figuren. Tippanordningen 20 innefattar en tipplatta 25 som är anordnad till en tipplänk 35 omfattande en enhet med hjälp av vilken tipplattan 25 är kardanskt upphängd och svängbart rörlig omkring två vinkelräta axlar omfattande nämnda horisontella axel 23, parallell med fordonets längdriktning, och nämnda horisontella axeln 24, vinkelrät mot fordonets längdriktning. På tipplattan 25 är nämnda svängskiva 26 och svängkranslagret 27 anordnade. Det första och andra tippställdonet 22A, 22B medför således att tipplattan 25 via tipplänken 35 kan vridas nämnda horisontella axel 23 parallell med fordonets längdriktning och kring nämnda horisontella axel 24 vinkelrät mot fordonets längdriktning.

Varje tippställdon 22A, 22B utgörs av en dubbelverkande hydraulcylinder innefattande en kolv 36 och en kolvstång 37, varvid en första respektive andra kammare 22A:1, 22B:1; 22A:2, 22B:2 formas på vardera sidan om kolven 37. Den första kammaren och den andra kammaren har variabla volymer som beror på kolvens position i cylindern. Tippställdonen 22A, 22B är så anordnade att den andra kammaren 22A:2; 22B:2, kolvstångskammaren är anordnad närmast kranen 18 och den första kammaren 22A:1; 22B:1, kolvkammaren är anordnad närmast det underlag på vilket fordonet framförs. Tippställdonen 22A, 22B kan även benämnas tippcylindrar. När ett tippställdon 22A, 22B komprimeras eller trycks ihop till ett indraget läge, rör sig kolven 36 i en riktning så att den första kammaren 22A:1 ; 22B:1 förminskas och den andra kammaren 22A:2; 22B:2 utvidgas. När den första kammaren 22A:1; 22B:1 förminskas åstadkommes ett högt tryck i den första kammaren, i förhållande till trycket hos den andra kammaren 22A:2; 22B:2 som därmed är lägre. På motsvarande sätt utvidgas den första kammaren 22A:1; 22B:1 och den andra kammaren 22A:2; 22B:2 förminskas när tippcylindern erhåller ett utdraget läge. Därmed åstadkommes ett högt tryck hos den andra kammaren22A:2; 22B:2 i förhållande till trycket hos den första kammaren 22A:1 ; 22B:1.

Varje stabiliseringsställdon 31A, 31B utgörs på liknande sätt av en dubbelverkande hydraulcylinder innefattande en kolv 46 och en kolvstång 47, varvid en första kammare 31A:1, 31B:1, dvs. en kolvkammare formas vid en första sida om kolven och en andra kammare 31A:2, 31B:2 inneslutande kolvstången, dvs. en kolvstångskammare formas vid en andra sida om kolven. Den första kammaren 31A:1, 31B:1 och den andra kammaren 31A:2, 31B:2 har variabla volymer som beror på kolvens 46 position i cylindern. Stabiliseringsställdonen 31A, 31B är så anordnade att dessas andra kammare 31A:2, 31B:2 är belägna närmast underlaget på vilket fordonet framförs. Stabiliseringsställdonen kan även benämnas stabiliseringscylindrar. Stabiliseringsdonen 31A, 31B är så arrangerade att när ett stabiliseringsdon komprimeras eller trycks ihop till ett indraget läge, förminskas den första kammaren 31A:1, 31B:1 och den andra kammaren utvidgas 31A:2, 31B:2. På motsvarande sätt utvidgas den första kammaren 31A:1, 31B:1 och den andra kammaren förminskas när stabiliseringscylindern erhåller ett utdraget läge.

Stabiliseringsställdonens 31A, 31B cylinderarea är väsentligen mindre än tippställdonens 22A, 22B cylinderarea. Följaktligen är stabiliseringsställdonens 31A, 31B kolvarea väsentligen mindre än tippställdonens 22A, 22B kolvarea. Följaktligen blir rörelsen mindre på tippanordningen 20 än på stabiliseringsanordningen 30. En tryckförändring hos tippställdonen 22A, 22B medför således en större förflyttning av kolv 46 och kolvstång 47 hos motsvarande stabiliseringsställdon 31A, 31B än vad en tryckförändring hos stabiliseringsställdonen31A, 31B påverkar tippställdonens kolv 36 och kolvstång 37.

Den första kammaren 31A:1, 31B:1, hos varje stabiliseringsställdon 31A, 31B är anordnad i fluidförbindelse med den första kammaren 22A:1; 22B:1 hos det tippställdon 22A, 22B som är anordnat på samma sida om fordonets centrumlinje och den andra kammaren 31A:2, 31B:2 hos varje stabiliseringsställdon 31A, 31B är anordnad i fluidförbindelse med den andra kammaren 22A:2; 22B:2 hos tippställdonet 22A, 22B anordnat på samma sida.

Som visas i fig. 5 är en första och andra stabiliseringsventil 40A, 40B anordnad i fluidförbindelse med ett tippställdon 22A och ett stabiliseringsställdon 31A och en andra stabiliseringsventil 40B är anordnad i fluidförbindelse med det andra tippställdonet och det andra stabiliseringsställdonet. Stabiliseringsventilen 40A, 40B kan anordnas i anslutning till den första kammaren 22A:1; 22B:1; 31A:1, 31B:1 hos respektive tippställdon 22A, 22B och stabiliseringsställdon 31A, 31B. Stabiliseringsventilerna 40A, 40B utgörs lämpligen av elektriskt styrda ventiler och visas i opåverkat, icke strömsatt läge i figuren. En styrenhet (ej visad) är lämpligen anordnad i förbindelse med stabiliseringsventilerna varvid styrenheten kan styra stabiliseringsventilerna mellan öppet läge och stängt läge. När fordonet framförs längs med en färdväg befinner sig stabiliseringsventilerna 40A, 40B lämpligen omställda i ett strömsatt öppet läge. På så sätt är den första kammaren 22A:1 ; 22B:1 ; 31A:1, 31B:1 hos respektive stabiliseringsställdon 31A, 31B i fluidförbindelse med den första kammaren hos respektive tippställdon 22A, 22B under färd, varvid stabiliseringsställdonen kontinuerligt styrs baserat på trycket hos tippställdonen 22A, 22B. Stabiliseringsställdonen 31A, 31B genererar därmed kontinuerligt en kraft som motverkar det av kranen 18 orsakade vridmomentet.

I fig. 3 beskrivs ett tillstånd när kranen 18 är positionerad med 0° vridningsvinkel samtidigt som fordonet körs framåt eller bakåt. Kranens 18 position och last medför då att ett vridmoment genereras vilket bör inses om fig. 2 studeras. Vridmomentet verkar på tippanordningen 20 så att tipplattan 25 vrids framåt kring den horisontella axeln 24 som är väsentligen vinkelrät mot fordonets centrumlinje CL. När tipplattan 25 vrids kring den horisontella axeln 24 i vridmomentets riktning komprimeras tippställdonen 22A, 22B. Den första kammarens 22A:1, 22B:1 hos respektive tippställdon 22A, 22B trycksätts och förminskas volymmässigt varvid åstadkommes ett högt tryck hos respektive första kammare. Detta illustreras med ett plustecken i figuren. Samtidigt utvidgas den andra kammaren 22A:2, 22B:2 hos respektive tippställdon 22A, 22B varvid ett relativt lågt tryck åstadkommes hos respektive andra kammare. Detta illustreras med ett minustecken i figuren. Eftersom den första kammaren 31A:1, 31B:1 hos respektive stabiliseringsställdon 31A, 31B är anordnad i fluidförbindelse med den första kammaren 22A:1, 22B:1 hos tippställdonen 22A, 22B åstadkommes även ett högt tryck hos stabiliseringsställdonens första kammare. Detta är likaledes illustrerat med ett plustecken i figuren. När trycket blir högt hos den första kammaren 31A:1, 31B:1 hos respektive stabiliseringsställdon 31A, 31B verkar trycket på kolven 46 och den första kammaren 31A:1, 31B:1 hos nämnda stabiliseringsställdon utvidgas. Denna med relativt högt tryck verksamma fluidförbindelse mellan nämnda tippställdon 22A, 22B och stabiliseringsställdon 31A, 31B illustreras med heldragen konturlinje i figuren. Vid framförande på ojämnt underlag kommer pendelaxeln 4 att vridas kring svänglagringen 5 och den horisontella axeln 6 parallell med fordonets centrumlinje. Då stabiliseringsställdonens 31A, 31B första kammare 31A:1 , 31B:1 är utsatta för likartat högt tryck följer den bakre hjulboggin 2 marken på ett mjukt och följsamt sätt. Eftersom kranen 18 är riktad rakt fram i fordonets huvudsakliga färdriktning påverkas inte chassit i sidled och således åstadkommes ingen nämnvärd motverkande kraft hos stabiliseringsställdonen 31A, 31B.

I fig. 4 illustrerar schematiskt ett tillstånd när kranen 18 är positionerad rakt åt sidan i förhållande till fordonets centrumlinje CL. Kranen 18 är således vriden till en position väsentligen 90° åt vänster i förhållande till fordonets centrumlinje. När fordonet förs framåt eller bakåt och kranen är vriden 90° i förhållande till fordonets centrumlinje genererar kranen ett vridmoment riktat åt samma håll som kranen vilket bör inses om fig. 2 studeras. Vridmomentet verkar på tippanordningen 20 så att tipplattan 25 vrids kring den horisontella axeln 23 som är parallell med fordonets centrumlinje CL. Tippanordningen 20 lutas därmed åt vänster i fordonets normala rörelseriktning framåt betraktat. Tippställdonet 22B anordnat på vänster sida om centrumlinjen CL komprimeras därmed samtidigt som tippställdonet 22A på höger sida om centrumlinjen erhåller ett utdraget tillstånd. Den första kammaren 22B:1 hos det vänstra tippställdonet 22B förminskas därmed och erhåller ett relativt högt tryck. Samtidigt förminskas volymmässigt den andra kammaren 22A:2 hos det högra tippställdonet 22A och erhåller ett högt tryck. Eftersom trycket i den första kammaren 22B:1 hos det vänstra tippställdonet 22B är högt, utsätts den första kammaren 31B:1 hos det vänstra stabiliseringsställdonet 31B för ett högt tryck. När trycket ökar hos den första kammaren 31B:1 hos det vänstra stabiliseringsställdonet 31B verkar trycket på kolven och den första kammaren 31B:1 utvidgas. Därmed skapas en kraft som är motriktad kraften som verkar på det vänstra tippställdonet 22B. Eftersom trycket är högt hos den andra kammaren 22A:2 hos det högra tippställdonet 22A utsetts den andra kammaren 31A:2 hos det högra stabiliseringsställdonet 31A likaså för högt tryck. Trycket i den andra 31A:2 kammaren hos det högra stabiliseringsställdonet 31A påverkar därmed kolven 46 så att den första kammaren 31A:1 förminskas. Denna med relativt högt tryck verksamma fluidförbindelse mellan motsatta kammare hos nämnda tippställdon 22A, 22B och stabiliseringsställdon 31A, 31B illustreras med heldragen konturlinje i figuren. Därmed skapas en kraft som är motriktad kraften som verkar på det högra tippställdonet 22A. De motriktade krafter som stabiliseringsställdonen 31A, 31B ger upphov till motverkar vridmomentet som verkar på tippanordningen 20. Stabiliseringsställdonens 31A, 31B motverkande krafter är direkt proportionella mot vridmomentet och därmed säkerställs att fordonet inte tippar i kranens riktning.

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för stabilisering av ett fordon som innefattar ett system för stabilisering av ett fordon av det slag som beskrivet i figur 3 och 4.

Förfarandet innefattar steget a) att styra de två stabiliseringsställdonen 31A, 31B baserat på trycket hos två tippställdon 22A, 22B hos tippanordningen 20 genom att tillse att stabiliseringsställdonen är i fluidförbindelse med tippställdonen, varvid tippställdonen är anordnade i förbindelse med svängskivan 26, så att svängskivan kan vridas kring en horisontell axel 23, 24 i förhållande till chassit.

Förfarandet avser lämpligen ett förfarande för stabilisering av ett fordon där fordonet innefattar ett chassi 1 med en främre hjulboggi 8 och en bakre hjulboggi 2. Fordonet innefattar vidare en kran som är anordnad hos tippanordningen 20. Fordonet är lämpligen vidare utrustat med en hytt 17, som även den är anordnad på tippanordningen 20. Fordonets chassi 1 kan utgöras av en främre ram 14 och en bakre ram 15, varvid den främre hjulboggin är anordnad hos den främre ramen och den bakre hjulboggin är anordnad hos den bakre hjulboggin. Tippanordningen 20 är lämpligen anordnad hos den främre ramen 14 av chassit och stabiliseringsanordningen 30 är således anordnad hos den bakre ramen 15.

Varje tippställdon 22A, 22B kan utgöras av en dubbelverkande cylinder innefattande en kolv 36 och en kolvstång 37 så att en första kammare 22A:1, 22B:1 formas vid en första sida om kolven och en andra kammare 22B:2, 22B:2 inneslutande kolvstången 37 formas vid en andra sida om kolven. Varje stabiliseringsställdon 31A, 31B kan likaså utgöras av en dubbelverkande cylinder innefattande en kolv 46 och en kolvstång 47 så att en första kammare 31A:1, 31B:1 formas vid en första sida om kolven och en andra kammare 31A:2, 31B:2 inneslutande kolvstången formas vid en andra sida om kolven.

Enligt förfarande kan den första kammaren 31A:1 , 31B:1 hos respektive stabiliseringsställdon 31A, 31B ställas är i fluidförbindelse med den första kammaren 22A:1, 22B:1 hos respektive tippställdon 22A, 22B och att den andra kammaren 31A:2, 31B:2 hos respektive stabiliseringsställdon 31A, 31B är i fluidförbindelse med den andra kammaren 22A:2, 22B:2 hos respektive tippställdon 22A, 22B. Således tillses att den första kammaren 31A:1 hos det ena stabiliseringsställdonet 31A är i fluidförbindelse med den första kammaren 22A:1 hos det ena tippställdonet 22A och den första kammaren 31B:1 hos det andra stabiliseringsställdonet 31B är i fluidförbindelse med den första kammaren 22B:1 hos det andra tippställdonet 22B. Nämnda samverkande stabiliseringsställdon 31A resp. 31B och tippställdon 22A resp. 22B är för varje krets anordnad på var sida om fordonets centrumlinje och i fluidförbindelse med varandra.

Förfarande kan innefatta att styra två, en första och ena andra stabiliseringsventil 40A, 40B till ett öppet läge, varvid varje stabiliseringsventil är anordnad i fluidförbindelse med ett respektive stabiliseringsställdon 31A, 31B och ett respektive tippställdon 22A, 22B. Lämpligen är varje stabiliseringsventil 40A, 40B vid strömsättning anordnad i fluidförbindelse med den första kammaren 31A:1, 31B:1 hos ett stabiliseringsställdon 31A, 31B och ett tippställdon 22A, 22B. Den andra kammaren 31A:2, 31B:2 hos respektive stabiliseringsställdon 31A, 31B är lämpligen alltid i fluidförbindelse med ett tippställdon 22A, 22B, utan att någon stabiliseringsventil 40A, 40B behöver öppnas. Alternativt är det tänkvärt att stabiliseringsventilerna 40A, 40B skulle kunna anordnas i fluidförbindelse med stabiliseringsställdonens 31A, 31B och tippställdonens 22A, 22B respektive andra kammare 22A:2, 22B:2; 31A:2, 31B:2. Stabiliseringsventilerna 40A, 40B styrs lämpligen av en elektronisk styrenhet.

Förfarandet kan innefatta steget att b) låsa stabiliseringsanordingen 30 genom att stoppa fluidförbindelsen mellan stabiliseringsställdonens 31A, 31B första kammare 31A:1, 31B:1 och/eller andra kammare och tippställdonens 22A, 22B första kammare 22A:1, 22B:1 och/eller andra kammare. Under särskilda driftsförhållanden, exempelvis när fordonet står still eller är avstängt, kan det vara önskvärt att låsa stabiliseringsanordningen 30 för att bibehålla den motverkande kraften från stabiliseringsställdonen. Genom att stoppa fluidförbindelsen mellan antingen stabiliseringsställdonens 31A, 31B och tippställdonens 22A, 22B första kammare, alternativt andra kammaren kan trycket hos stabiliseringsställdonens kamrar och därmed bibehålls stabiliseringsställdonens motverkande kraft bibehållas och låsas så att inget flödesutbyte sker över stabiliseringsventilen 40A, 40B. Lämpligen låses stabiliseringsanordningen genom att styrenheten styr stabiliseringsventilerna till ett normalt icke strömsatt stängt läge som visas i fig. 5 när fordonet stängs av.

Claims

PATENTKRAV

1. System för stabilisering av ett fordon med ett chassi (1), innefattande dels en bakre hjulboggi (2), med en pendelaxel som via en svänglagring (4) kan vrida sig kring en axel (6) sträckande sig parallellt med fordonets längdriktning (CL); dels en på chassit anordnad tippanordning (20) med en tipplatta (25), på vilken en kran (18) är anordnad, varvid tippanordningen vidare innefattar en svängskiva (26) anordnad på ett svängkranslager (27) på tipplattan så att svängskivan och således kranen kan rotera kring en vertikal axel (28); samt en hydraulisk stabiliseringssanordning (30) innefattande ett första och ett andra hydrauliskt stabiliseringsställdon (31A, 31B), anordnade hos den bakre hjulboggin, mellan hjulboggi och chassi, kännetecknat av - att den bakre hjulboggin (2) innefattar två hjulpar som är belägna på vardera sida om fordonets längdaxel där varje hjulpar är monterat på en boggiearm (9) som på en vid dennas mitt placerad svängled (10) är vridbar kring en horisontell axel (13) sträckande sig vinkelrätt mot fordonets längdriktning, och - att tippanordningen (20) innefattar ett första och ett andra hydrauliskt tippställdon (22A, 22B) anordnade i förbindelse med tipplattan (25), i vilket tipplattan (25) och därmed svängskivan (26) kan vridas kring en horisontell axel (23, 24) i förhållande till chassit under inverkan av ett vridmoment som beror på kranens position relativt fordonets centrumlinje (CL), varvid nämnda första stabiliseringsställdon (31A) och första tippställdon (22A) är anordnade i fluidförbindelse och nämnda andra stabiliseringsställdon (31B) och andra tippställdon (22A) är anordnade i fluidförbindelse, varvid trycket hos stabiliseringsställdonen styrs baserat på det av kranens position uppträdande trycket hos tippställdonen.

2. System enligt kravet 1, varvid de första respektive andra tippställdonen (22A, 22B) är anordnade på var sin sida om fordonets längdriktning (CL).

3. System enligt kravet 1 eller 2, varvid de första respektive andra stabiliseringsställdonen (31A, 31B) är anordnade på var sin sida om fordonets längdriktning (CL).

4. System enligt kravet 2 och 3, varvid nämnda första och andra stabiliseringsställdon (31A, 31B) är anordnade i fluidförbindelse i en krets med motsvarande första och andra tippställdon (22A, 22B) där nämnda första respektive andre krets befinner sig på ömse sidor om fordonets längdriktning (CL).

5. System enligt något av de föregående kraven 1 - 4, varvid de första och andra tippställdonen (22A, 22B) är så anordnade att den på tipplattan (25) belägna svängskivan (26) kan vridas kring någon av följande axlar; en horisontell axel (23) parallell med fordonets längdriktning (CL), en horisontell axel (24) vinkelrät mot fordonets längdriktning, eller kardanskt kring två vinkelräta axlar omfattande en kombination av nämnda axlar (23, 24).

6. System enligt något av de föregående kraven 1 - 5, varvid en hytt (17) är anordnad på tippanordningen (20).

7. System enligt något av de föregående kraven 1 - 6, varvid varje tippställdon (22A, 22b) utgörs av en dubbelverkande cylinder innefattande en kolv (36) och en kolvstång (37), varvid en första kammare (22A:1, 22B:1) formas vid en första sida om kolven och en andra kammare (22A:2, 22B:2) inneslutande kolvstången formas vid en andra sida om kolven.

8. System enligt något av de föregående kraven 1 - 7, varvid varje stabiliseringsställdon (31A, 31B) utgörs av en dubbelverkande cylinder innefattande en kolv (46) och en kolvstång (47), varvid en första kammare (31A:1, 31B:1) formas vid en första sida om kolven och en andra kammare (31A:2, 31B:2) inneslutande kolvstången formas vid en andra sida om kolven.

9. System enligt kravet 7 och 8, varvid den första kammaren (31A:1, 31B:1) hos varje stabiliseringsställdon (31A, 31B) är anordnad i fluidförbindelse med den första kammaren (22A:1, 22B:1) hos tippställdonet (22A, 22B) anordnat på samma sida om fordonets centrumlinje (CL) och den andra kammaren (31A:2, 31B:2) hos varje stabiliseringsställdon (31A, 31B) är anordnad i fluidförbindelse den andra kammaren (22A:2, 22B:2) hos tippställdonet (22A, 22B) anordnat på samma sida.

10. System enligt kravet 5, innefattande en tipplänk (35) omfattande en enhet med hjälp av vilken tipplattan (25) är kardanskt upphängd och svängbart rörlig omkring två vinkelräta axlar omfattande nämnda horisontella axel (23), parallell med fordonets längdriktning, och nämnda horisontella axeln (24), vinkelrät mot fordonets längdriktning.

11. Fordon kännetecknat av att det innefattar ett system enligt något av de föregående kraven 1-10.

12. Fordon enligt kravet 11, varvid fordonet är ett terränggående fordon, särskilt en kranförsedd skogsmaskin.

13. Fordon enligt kravet 11 eller 12, varvid fordonets chassi (19 innefattar en främre ram (14) och en bakre ram (15), sammankopplade via en styrled (17), varvid tippanordningen (20) är anordnad i den främre ramen och stabiliseringsanordningen (30) är anordnad i den bakre ramen.

14. Förfarande för stabilisering av ett fordon med ett chassi (1) som har ett system för stabilisering av fordonet, vilket system dels innefattar en bakre hjulboggi (2) anordnad hos fordonets chassi, varvid den bakre hjulboggin innefattar en pendelaxel (4) som via en svänglagring (5) kan vrida sig kring en axel (6) sträckande sig parallellt med fordonets längdriktning; dels en på chassit anordnad tippanordning (20) med en tipplatta (25) på vilken en kran (18) är anordnad, varvid tippanordningen vidare innefattar en svängskiva (26) anordnad på ett svängkranslager (27) på tipplattan så att svängskivan och således kranen kan rotera kring en vertikal axel (28); samt en hydraulisk stabiliseringssanordning (30) innefattande ett första och ett andra stabiliseringsställdon (31A, 31B) anordnad hos den bakre hjulboggin, mellan hjulboggi och chassi,kännetecknat av steget; - a) att den bakre hjulboggin (2) väljs av den typ som innefattar två hjulpar som är belägna på vardera sidan om fordonets längdaxel och där varje hjulpar är monterat på en boggiearm (9) som på en vid dennas mitt placerad svängled (10) vridbar kring en horisontell axel (13) sträckande sig väsentligen vinkelrätt mot fordonets längdriktning, och att de första och andra stabiliseringsställdonen (31A, 31B) styrs baserat på trycket hos två tipptillställdon (22A, 22B) hos tippanordningen (20) varvid stabiliseringsställdonen är i fluidförbindelse med tippställdonen, och att styrningen sker genom att tippställdonen anordnas i förbindelse med tipplattan (25) och därmed svängskivan (26), så att denna kan vridas kring en horisontell axel (23, 24) i förhållande till chassit (1) varvid trycket hos stabiliseringsställdonen styrs baserat på det av kranens position uppträdande trycket hos tippställdonen.

15. Förfarande enligt kravet 14, innefattande stegen att: varje tippställdon (22A, 22B) utgörs av en dubbelverkande cylinder innefattande en kolv (36) och en kolvstång (37) så att en första kammare (22A:1, 22B:1) formas vid en första sida om kolven och en andra kammare inneslutande kolvstången (22A:2, 22B:2) formas vid en andra sida om kolven, och varje stabiliseringsställdon (31A, 31B) utgörs av en dubbelverkande cylinder innefattande en kolv (46) och en kolvstång (47) så att en första kammare (31A:1, 31B:1) formas vid en första sida om kolven och en andra kammare (31A:2, 31B:2) inneslutande kolvstången formas vid en andra sida om kolven, tillse att den första kammaren (31A:1, 31B:1) hos respektive stabiliseringsställdon (31A, 31B) är i fluidförbindelse med den första kammaren (22A:1, 22B:1) hos respektive tippställdon och att den andra kammaren (31A:2, 31B:2) hos respektive stabiliseringsställdon (31A, 31B) är i fluidförbindelse med den andra kammaren (22A:2, 22B:2) hos respektive tippställdon (22A, 22B).

16. Förfarande enligt kravet 14 eller 15, vidare innefattar steget att styra en första och en andra stabiliseringsventil (40A, 40B) till ett öppet läge, varvid varje stabiliseringsventil upprättar fluidförbindelse mellan ett stabiliseringsställdon (31A, 31B) och ett tippställdon (22A, 22B).

17. Förfarande enligt något av kraven 14-16, varvid förfarandet innefattar det vidare steget; b) att låsa stabiliseringsanordingen genom att stoppa fluidförbindelsen mellan stabiliseringsställdonens (31A, 31B) första kammare (31A:1, 31B:1) och tippställdonens (22A, 22B) första kammare (22A:1, 22B:1) eller mellan stabiliseringsställdonens (31A, 31B) andra kammare (31A:2, 31B:2) och tippställdonens (22A, 22B) andra kammare (22A:2, 22B:2).

18. Förfarande enligt kravet 17, vari steg b) innefattar att styra en första och ena andra stabiliseringsventil (40A, 40B) till ett stängt läge, varvid varje stabiliseringsventil är anordnad i fluidförbindelse med ett stabiliseringsställdon (31A, 31B) och ett tippställdon (22A, 22B).