CS236859B2 - Suspension for coupled axles - Google Patents

Description

Vynález se týká systému závěšení pro spřažené nápravy podvozku.

U obvyklých systémů zavěšení pro spřažené nápravy podvozku vozidla jsou nápravy připojeny к rámu vozidla prostřednictvím pružných prostředků. Jeden v současné době z nejpoužívanějších systémů zavěšení je takzvané konzolové zavěšení, u kterého je poloeliptická listová pružina připojena svými konci к nápravám a její střed je uložen pevně v ramenu zajištěném na střední části vozidlového rámu. U tohoto systému zavěšení tedy slouží listová pružina jak jako pružný závěsný člen, tak i jako člen pro mechanické spojení a musí tedy přenášet nejen svislé zatížení, ale také příčné tlaky a namáhání v krutu.

Aby tato listová pružina mohla přenášet všechna deformační napětí a namáhání, musí mít podstatně větší rozměry, než jaké by musela mít pro zajištění jejich pružících vlastností, protože je třeba zajistit i dostatečnou tuhost a houževnatost. S ohledem na tuto skutečnost spočívá jedna z hlavních nevýhod obvyklých systémů zavěšení pro spřažené nápravy podvozku v tom, že poskytují jen malé pohodlí při jízdě, protože nemohou dostatečně vyrovnávat nerovnosti podkladu, protože je nezbytně nutné používat pružiny s velkou tuhostí. Tím se nerovnosti podkladu, které vytvářejí vibrace a otřesy, nepříznivě přenášejí a působí zhoubně na celou konstrukci vozidla.

Byly již učiněny pokusy odstranit tento problém alespoň zčásti. Tyto pokusy byly zejména zaměřeny na vytvoření zdokonalených pružných prostředků а к tomu účelu bylo navrženo uspořádat spojovací tyč ve tvaru trojúhelníka nad pružinami mezi nápravami a středem rámu vozidla pro alespoň částečné odlehčení pružin od působícího příčného zatížení. Získané výsledky však nebyly dostatečně uspokojivé, protože řešení nemůže být takovým kompromisem, který by požadoval, aby pružina byla jak plnohodnotným mechanickým spojovacím členem, tak i pružným závěsným členem.

Vynález si proto· klade za úkol vytvořit systém zavěšení pro spřažené nápravy podvozku, který by odstranil nebo alespoň do značné míry potlačil nedostatky spojené s obvyklými systémy, a který by umožnil použít pružné prostředky, které nejsou výsledkem nezbytné nutnosti, ale mohou být vybrány a konstruovány v souladu a s požadavky na použití vozidla a na prostředí, ve kterém má vozidlo převážně pracovat. Tak se umožní zajistit vysokou úroveň pohodlí řidiče a pohltí se vibrace vytvářené nerovnostmi podkladu.

Uvedené nedostatky se odstraňují a vytčený úkol se řeší systémem zavěšení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jeden konec každého z tuhých ramen je otočně připojen к centrálnímu čepu na rámu podvozku a opačný konec к nápravě, přičemž každé z tuhých ramen je vytvořeno jako celek s vystupujícím ramenem a mezi tato vystupující ramena je vložen pružný prostředek, deformovatelný kmitáním vystupujících ramen kolem centrálního čepu na rámu podvozku vozidla.

Podle dalšího výhodného řešení vynálezu má na každé straně vozidla jedno z tuhých ramen na konci, připojeném к centrálnímu čepu na rámu vozidla, v podstatě vidlicovitý tvar, zatímco druhé z tuhých ramen má v podstatě tyčový tvar, přičemž vidlicovitě vytvořený člen vytváří připojení к nápravě na každé straně vozidla. Pružné prostředky lze zvolit z obvyklých pružných prostředků, jako je pneumatický válec, hydraulický válec, listové pero, vinutá pružina apod., podle toho·, co je pro daný případ nejvýhodnější.

Hlavní výhody systému zavěšení pro spřažené nápravy podvozku podle vynálezu spočívají v tom, že zajišťuje mechanické připojení náprav к rámu vozidla prostřednictvím tuhých mechanických členů místo pružných členů. U systému zavěšení podle vynálezu slouží pružné prostředky toliko pro vytváření pružných deformací, zajištujících vyrovnávání nerovností podkladu a tak zavěšení zajišťuje možnost zaujmutí takové polohy, která se přizpůsobuje nerovnostem terénu.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn pohled z boku na výhodné uspořádání systému zavěšení podle vynálezu, přičemž systém je znázorněn s vozidlem na rovné podložce a plné čáry znázorňují polohu systému zavěšení u naloženého· vozidla, zatímco čerchovaně je zobrazen systém zavěšení u nenaloženého vozidla.

Obr. 2 znázorňuje stejný pohled z boku na shodné uspořádání systému zavěšení jako na obr. 1 u plně naloženého vozidla, přičemž plné čáry vyznačují polohu, kdy je vozidlo opatřené systémem zavěšení podle vynálezu na rovném podkladu, zatímco čárkované čáry vyznačují polohu, kdy je vozidlo opatřené systémem zavěšení podle vynálezu na nerovném podkladu.

Na obr. 3 je zobrazen schematický půdorys, a to v částečném řezu, systému zavěšení podle vynálezu.

Na obr. 4 je schematicky znázorněn pohled zezadu na uspořádání podle obr. 1 a 2, přičemž poloha systému zavěšení při vozidle na rovném podkladu je znázorněna čárkovaně a poloha systému zavěšení při vozidle na nerovném podkladu je zakreslena plnými Čárami.

Na obr. 5 je schematicky znázorněn pohled z boku na další variantu uspořádání systému zavěšení podle vynálezu, u které jsou pružné prostředky tvořeny listovou pružinou.

Na obr. 6 je schematicky znázorněn po236859 hled z boku na ještě další variantu uspořádání zavěšení podle vynálezu, přičemž u tohoto systému zavěšení jsou pružné prostředky tvořeny vinutou pružinou.

Jak je patrno z obr. 1, jsou svými vnitřními konci připojena k centrálnímu čepu 12, umístěnému na ramenu 14, vytvořenému jako součást rámu 9 podvozku, dvě tuhá ramena 8, 10. Druhé dva konce tuhých ramen 8, 10 k nápravám 2, 4 vozidla prostřednictvím kulových kloubů 30, 32. Jako integrální část tuhých ramen 8, 10 jsou vytvořena vystupující ramena 28, 28‘, k jejichž koncům jsou připojeny prostřednictvím čepů 24, 26 konce pneumatického válce 22. Pneumatický válec 22 tvoří pružné prvky zavěšení.

Tak se zatížení vozidla zachycuje centrálními čepy 12, které jej přenášejí přes tuhá ramena 8, 10 na nápravy 2, 4 a tím i na ko-la 6 vozidla. R<^:^4^iělení zatížení na obě nápravy 2, 4 je předem stanoveno charakteristikou konstrukce tuhých ramen 8, 10 a tak zůstává konstantní v jakékoli poloze, kterou systém zavěšení podle vynálezu může kolem centrálního čepu 12 zaujmout.

Cerchovaná čára na obr. 1 vyznačuje polohu systému zavěšení, pokud není vozidlo zatíženo. V této poloze svírají tuhá ramena 8, 10 navzájem úhel a rám 9 podvozku je umístěn v určité výši nad podkladem, přičemž pneumatický válec 22, který tvoří pružné prostředky, je v rozepnuté poloze.

Plná čára vyznačuje na obr. 1 polohu systému zavěšení při zatíženém vozidle. V této poloze je centrální čep 12 umístěn blíže k podkladu než při prázdném vozidle a tuhá ramena 8, 10 jsou navzájem roztažena, takže čepy 24, 26 vystupujících ramen 28, 28‘ jsou sevřeny směrem к sobě. V této poloze tlumí pružný prostředek napětí přenášení ze zatížení na tuhá ramena 8, 10.

Systém zavěšení dále obsahuje ojnice 17, 19, připojené jedním koncem k nápravám 2, 4 a druhým koncem prostřednictvím kloubových spojů 11, 13 k nahoře upraveným spojovacím tyčím 1Γ, 13‘, které jsou samy o sobě prostřednictvím kloubových spojů 15 připojeny známým způsobem k rámu 9 podvozku, zejména z toho důvodu, aby zachycovaly kroutící moment při brzdění.

Čárkovaná poloha na obr. 2 znázorňuje po-lohu systému zavěšení pokud je vozidlo na nerovném podkladě, který má díry nebo vyvýšeniny v oblasti kol 6 vozidla. Působením nerovností podkladu se mění úhlová poloha tuhých ramen 8, 10 kolem centrálního čepu 12 a výsledkem toho, jsou deformace pružného prostředku, například pneumatického válce 22, který bezprostředně pohlcuje tyto změny. V důsledku toho se tuhá ramena 8, 10 otáčejí kolem centrálního čepu 12 a rozložení zatížení na nápravy 2, 4 tak zůstává beze změny.

Na obr. 3 je znázorněn pohled shora na systém zavěšení, a to v částečném řezu, přičemž jsou zde zobrazeny další detaily konstrukce. Pro větší názornost výkresu zde nejsou zakresleny pružné prostředky a vystupující ramena.

Na každé straně vozidla jedno z tuhých ramen, , na obr. 3 je to¹ tuhé rameno 10, se ke svému vnitřnímu konci, který je připojen k centrálnímu čepu 12, rozšiřuje a vytváří tak vidlicovitý tvar. Dále je na každé straně vozidla druhý konec tohoto tuhého, ramene 10 připojen jednou k nápravě 2 a podruhé k nápravě 4. Tato konstrukce systému zavěšení umožňuje zachycování bočně působících sil, vytvářených odstředivou silou při průjezdu vozidla zatáčkou, nebo složkami gravitační síly při jízdě vozidla na příčně skloněném podkladě, případně působením větru nebo jiných sil, působících v příčném směru.

Kulové klouby' 30 spojují tuhá ramena 8, 10 s nápravou 2 prostřednictvím na obr. 3 neznázorněných ojnic a obdobně je spojují kulové klouby 32 s nápravou 4. Jak již bylo uvedeno dříve, jsou tuhá ramena 8, 10 spojena navzájem a připojena k rámu 9 podvozku prostřednictvím centrálního· čepu 12. Všechna tato připojení jsou vytvořena jako kulové spojky 36, 38, upravené pro· pootáčení s omezeným stupněm volnosti axiálního pohybu ve svých sedlech přikloubení.

Tím má celý systém zavěšení určitý stupeň volnosti pohybu ve svém přikloubení, čímž se zajišťuje dokonalá adhese kol 6 vozidla na drsný nebo nerovný podklad, který má díry nebo· vyvýšeniny. Z tohoto důvodu je tuhé rameno 8 vytvořeno· jako· tyč opatřená kulovými klouby na obou koncích, případně kulovými spoji, umožňujícími pchyb s velkým stupněm volnosti mezi centrálním čepem 12 a oběma nápravami 2,

4. Pootáčení , které tak tuhé rameno 8 umožňuje, je při průmětu do vodorovné roviny znázorněno úhlem a na obr. 3 a při průmětu do svislé roviny úhlem ·β na obr.

4.

Jak je patrno, je každá náprava 2, 4 připojena k rámu 9 podvozku tuhým ramenem 10, které zachycuje příčná namáhání a může se volně pohybovat toliko , ve svislém směru, a tuhým ramenem 8, které zajišťuje spojení náprav 2, 4 s rámem 9 podvozku v jakékoli poloze, kterou může náprava 2, 4 zaujmout při pohybu kolem bodu otáčení s tuhým ramenem 10.

Na. obr. 4 je schematicky znázorněn pohled zezadu, který ukazuje polohu systému zavěšení v takovém případě, kdy je buď shodná, nebo různá výška kol 6 vozidla jedné nápravy 4. Zatímco· tuhé rameno· 10 je charakterizováno· tuhostí v příčném směru, protože jeho vnitřní konec připojený k centrálnímu čepu 12 je vytvořen vidlicovitě, a proto se může pohybovat toliko· ve svislém směru, může tuhé rameno 6 vykonávat také posuvný pohyb kolem úhlu. Jak je patrno při pohledu zezadu, tuhé rameno· 8 je proto v šikmé poloze včetně svého horního vystupujícího ramene, připojeného к pneumatickému válci 22.

Z obr. 4 je rovněž patrna skříň 16 rozvodovky, pohyblivě připojená známým způsobem prostřednictvím zkrutné tyče 34 к rámu 9 podvozku.

Z předcházejícího popisu je tedy zcela jasně patrno, že systém zavěšení pro spřažené nápravy podle vynálezu umožňuje připojení náprav. 2, 4 к rámu 9 vozidla mechanickými členy místo- pružnými prostředky. Z toho důvodu lze u předloženého· systému zavěšení volit pružné prostředky tak, aby měly co nejvýhodnější charakteristiku pružení z hlediska využívání vozidla. Tak například u výše popsaného výhodného uspořádání tvoří pružné prostředky pneumatický válec 22, i když pochopitelně vynález není na použití tohoto pružného- prostředku omezen.

Tak například obr. 5 znázorňuje jiné uspořádání vynálezu, u kterého je pružný prostředek tvořen listovým perem 40, které je svými konci připojeno· ke dvojici dolů směřujících vystupujících ramen 46, 48, vytvořených jako integrální části tuhých ramen 8, 10. Oka na koncích listových pružin, případně listových per 40 jsou spojena s vystupujícími rameny 46, 48 tuhých ramen 8, 10 prostřednictvím čepů 42, 44, na vystupujících ramenech 46, 48 uspořádaných.

Claims (6)

1. Systém zavěšení pro- spřažené nápravy podvozku, který má dvojici tuhých ramen na každé straně podvozku, vyznačený tím, že jeden konec každého z těchto tuhých ramen (8, 10) je otočně připojen к centrálnímu čepu (12) na rámu (9) podvozku a opačný konec к nápravě (2, 4), přičemž každé z ramen (8, 10] je vytvořeno jako celek s vystupujícím ramenem (28, 28‘; 46, 48; 52, 54) a mezi tato vystupující ramena (28, 28‘; 46, 48; 52, 54) je vložen pružný prostředek, deformovatelný kmitáním vystupujících ramen (28, 28‘; 46, 48; 52, 54) kolem centrálního- čepu (12) na rámu (9) podvozku.

2. Systém zavěšení pro spřažené nápravy podvozku podle bodu 1, vyznačený tím, že na každé straně podvozku má jedno z tuhých ramen (10) na konci, připojeném к centrálnímu čepu (12) na rámu (9) podvozku, v podstatě vidlicovitý tvar, zatímco druhé z tuhých ramen (8) má v podstatě tyčový tvar, přičemž vidlicovitě vytvořený člen vytváří připojení к nápravě (2, 4] na každé straně podvozku.

8:

Rám 9 podvozku vozidla je opět připojen svým centrálním čepem 12 к nápravám 2, 4 prostřednictvím tuhých ramen 8, 10.

Obr. 6 znázorňuje další příklad uspořádání podle vynálezu, u kterého je pružný prostředek tvořen vinutou pružinou 50. Konce této vinuté pružiny 50 jsou připojeny ke dvojici vystupujících ramen 52, 54, které jsou integrální částí tuhých ramen 8, 10, a které z nich vystupují jednou vzhůru a podruhé dolů, tedy ve směru protilehlém. Při· pojení náprav 2, 4 к rámu 9 podvozku vozidla je opět vytvořeno tuhými rameny 8, 10, která jsou otočně připojena к centrálnímu čepu 12 na rámu 9 podvozku vozidla.

Dík své houževnatosti a výborným pružícím vlastnostem je systém zavěšení pro spřažené nápravy podvozku podle vynálezu zvláště vhodný pro vozidla, která jsou určena pro použití na zvláště nerovném podkladě, jako* jsou například lomy a staveniště. Avšak uvedené vlastnosti je činí dokonale použitelnými jak na méně nerovných cestách, tak i na normálních silnicích.

I když bylo výhodné vytvoření vynálezu detailně popsáno a zobrazeno na přiložených výkresech, je pochopitelné, že vynález se neomezuje na tato přesně popsaná provedení, a že u něho lze provést celou radu změn a úprav aniž by se překročil rámec rozsahu vynálezu, uvedeného v přiložené definici předmětu vynálezu.

3. Systém zavěšení pro spřažené nápravy podvozku podle bodu 2, vyznačený tím, že tuhé rameno (8), které má v podstatě tyčovitý tvar, je připojeno к centrálnímu čepu (12) na rámu (9) podvozku kulovou spojkou (36).

4. Systém zavěšení pro spřažené nápravy podvozku podle bodu 1, vyznačený tím, že tuhá ramena (8, 10) jsou spojena s nápravami (2, 4) ojnicemi (17, 19), připojenými к tuhým ramenům (8, 10) kulovými klouby (30, 32).

5. Systém zavěšení pro spřažené nápravy podvozku podle bodu 4, vyznačený tím, že každá náprava (2, 4) podvozku je připojena к rámu (9) zkrutnou tyčí (34), spojenou kloubově s rámem (9).

6. Systém zavěšení pro spřažené nápravy podvozku podle bodu 1, vyznačený tím, že pružný prostředek je vybrán ze skupiny skládající se z pneumatického válce (22), hydraulického válce, listového pera (40), vinuté pružiny (50) a jejich kombinací.