PL181931B1 - Zawieszenie osi pojazdu PL - Google Patents

Abstract

1. Zawieszenie osi pojazdu zawierajace r ame pojazdu oraz co najmniej jedna sztywna os, na koncach której sa osadzone kola, przy czym pomiedzy osia a rama pojazdu na obu koncach osi sa umieszczone elementy nosne, a na obu koncach elementów nosnych sa umieszczone elementy zawieszenia, przy czym elementy zawieszenia sa zamocowane na swoim jednym koncu do elementu nosnego, a na swoim drugim koncu do ramy pojazdu oraz zawieszenie zawiera trójkatna podpore przymocowana w jednym punkcie za pomoca przegubu centralnie do osi i osadzona w dwóch miejscach w czopach w ramie pojazdu na jej przeciwleglych bokach, znamienne tym, ze elementy zawieszenia (8, 8') polozone po jednej stronie co najmniej jednej osi (2, 2') - patrzac na os (2, 2') w kierunku podluznym - rozciagaja sie zasadniczo ku górze od elementów nosnych (3, 3'), zas elementy zawieszenia (7, 7') polo- zone po drugiej stronie tej samej osi (2, 2') rozciagaja sie zasadniczo ku dolowi od ele- mentów nosnych (3, 3'). FIG. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawieszenie osi pojazdu, zwłaszcza do ciężarówek, przyczep i pojazdów kopalnianych. Konstrukcje zawieszenia osi pojazdu są znane, przykładowo z fińskich opisów patentowych nr 84,895 i 89,570.

Z fińskiego opisu patentowego nr 84, 895 znana jest konstrukcja zawieszenia osi pojazdu zawierająca oś, koła osadzone na końcach osi, resory zamocowane na obu końcach osi pomiędzy osią i ramą podwozia pojazdu, podporę trójkątna przymocowaną w jednym punkcie za pomocą przegubu centralnie do osi i osadzoną w dwóch miejscach w czopach w ramie podwozia na jej przeciwległych bokach, podpory podłużne, umieszczone na przeciwległych bokach ramy podwozia i zamocowane do osi kierowniczej oraz elementy przymocowane do osi kierowniczej w celu jej podparcia obrotowego. Każdy resor jest zamocowany do ramy podwozia za pomocą dwóch skierowanych w dół wieszaków, umieszczonych z przodu i z tyłu osi i przymocowanych na jednym końcu do ramy podwozia, a na drugim do resorów.

Z fińskiego opisu patentowego nr 89570 znane jest zawieszenie osi pojazdu zawierające sztywną oś, koła zamocowane na przeciwległych końcach sztywnej osi, elementy nośne przymocowane na przeciwległych końcach sztywnej osi w celu podparcia przeciwległych boków ramy podwozia, przy czym każdy element nośny zawiera skierowane zasadniczo w dół wieszaki umieszczone odpowiednio z przodu i z tyłu sztywnej osi łącząc ją z ramą podwozia pojazdu. Zawieszenie zawiera również podporę trójkątną zamocowaną w jednym punkcie centralnie do sztywnej osi i posiadającą dwa punkty do zamocowania jej do

181 931 przeciwległych boków ramy podwozia pojazdu oraz podpory podłużne zamocowane do sztywnej osi dla jej obracania. Elementy nośne są przymocowane do sztywnej osi za pomocą przegubów umożliwiających obrót sztywnej osi w płaszczyźnie poziomej względem elementów nośnych oraz wahanie się elementów nośnych względem sztywnej osi.

W szczególnie ciężkich pojazdach transportowych, w których co najmniej jedna lub więcej osi muszą być sterowane, stosuje się sztywne osie sterowane. W pojazdach takich stosuje się zazwyczaj więcej niż dwie takie osie ze względu na to, że bez takiego sterowania promień skrętu pojazdu jest nieodpowiedni. Sztywne osie stosuje się ze względu na duże obciążenia i prostotę konstrukcji. Istotne znaczenie ma również równomierność rozłożenia obciążenia na wszystkie osie w nierównym terenie.

Na ogół stosuje się podwójne koła z niezależnym zawieszeniem. W takim przypadku konstrukcja spełnia zarówno wymagania pod względem skrętu, jak i rozkładu obciążeń.

Podczas skręcania osi według przytaczanych powyżej fińskich opisów patentowych, w których elementy nośne lub resory osi są osadzone w ramie pojazdu lub w wahaczach przymocowanych do niej za pomocą elementów zawieszenia biegnących w dół od elementów nośnych, elementy zawieszenia muszą przyjąć położenie skośne, co powoduje unoszenie ramy pojazdu, zwłaszcza przy większych kątach skrętu. Wynika to z tego, że podczas skręcania osi, elementy nośne lub resory poruszają się w kierunku powierzchni drogi, a równocześnie górne końce elementów zawieszenia przymocowane do ich końców również przemieszczają się, ale w zasadzie tylko w kierunku powierzchni drogi. Zatem kiedy elementy zawieszenia przemieszczają się do położenia skośnego, ich dolne końce powinny móc poruszać się ku górze. Dolne końce elementów zawieszenia są przymocowane do ramy lub wahaczy przymocowanych do ramy, więc rama musi również się unosić. Na element zawieszenia działa siłą w kierunku, z którego pionowy składnik siły przenosi część masy pojazdu na zawieszenie, a poziomy składnik siły opiera się skręcaniu. Właściwość tę można czasami wykorzystać jako moment skrętny przywracający sterowność. Jednakże w przypadku dużych kątów skręcania osi obciążonych i dużych osi skracanie wymaga za dużo poziomej składowej siły skierowanej ku elementom nośnym lub resorom, co powoduje dodatkowe naprężenia.

Zawieszenie osi pojazdu zawierające ramę pojazdu oraz co najmniej jedną sztywną oś, na końcach której są osadzone koła, przy czym pomiędzy osią a ramą pojazdu na obu końcach osi są umieszczone elementy nośne, a na obu końcach elementów nośnych są umieszczone elementy zawieszenia, przy czym elementy zawieszenia są zamocowane na swoim jednym końcu do elementu nośnego, a na swoim drugim końcu do ramy pojazdu oraz zawieszenie zawiera trójkątną podporę przymocowaną w jednym punkcie za pomocą przegubu centralnie do osi i osadzoną w dwóch miejscach w czopach w ramie pojazdu na jej przeciwległych bokach, według wynalazku charakteryzuje się tym, że elementy zawieszenia położone po jednej stronie co najmniej jednej osi - patrząc na oś w kierunku podłużnym - rozciągają się zasadniczo ku górze od elementów nośnych, zaś elementy zawieszenia położone po drugiej stronie tej samej osi rozciągają się zasadniczo ku dołowi od elementów nośnych.

Korzystnie elementy nośne są przymocowane do osi za pomocą przegubów, przy czym oś jest zamontowana obrotowo zasadniczo w płaszczyźnie poziomej względem elementów nośnych oraz elementy nośne są zamontowane wahliwie względem osi, zaś jeden z rozciągających się zasadniczo ku górze i jeden z rozciągających się zasadniczo ku dołowi elementów zawieszenia są zamocowane na jednym końcu za pomocą łożysk, przy czym elementy zawieszenia są zamontowane obrotowo tylko w płaszczyźnie podłużnej ramy pojazdu i zasadniczo w płaszczyźnie pionowej względem ramy.

Korzystnie rozciągające się zasadniczo ku górze elementy zawieszenia mają inną długość niż rozciągające się zasadniczo ku dołowi elementy zawieszenia.

Korzystnie elementy nośne obejmują resory i wahacze.

Według wynalazku, mocując w jednoosiowym rozwiązaniu elementy zawieszenia z jednej strony osi ku górze, a elementy zawieszenia z drugiej strony w dół, to jest niesymetrycznie, a w rozwiązaniach wieloosiowych w podobny sposób co najmniej jedną oś, można w miarę potrzeby skompensować efekt unoszenia skierowanych w dół elementów zawieszenia dzięki efektowi opuszczania biegnących do góry elementów zawieszenia, zmieniając

181 931 wymiary części oraz liczbę biegnących ku górze elementów zawieszenia. Podczas skręcania osi w przypadku niesymetrycznego umieszczenia elementów zawieszenia, elementy nośne lub resor osi skręcają się względem osi w płaszczyźnie prostopadłej, a kiedy górny koniec biegnącego ku górze elementu zawieszenia biegnie skośnie, próbuje on unieść koniec elementu nośnego lub resoru, natomiast dolny koniec biegnącego w dół elementu zawieszenia próbuje obniżyć przeciwległy koniec elementu zawieszenia lub resoru. Siła potrzebna do skręcenia osi znacznie się zmniejsza, ponieważ kiedy skierowany ku górze element zawieszenia pochyla się to wywołuje działanie poziomej składowej siły na element nośny lub resor, który działa w przeciwnym kierunku do poziomej składowej siły spowodowanej przez biegnący w dół element zawieszenia.

W przypadku przymocowania elementów nośnych lub resorów do osi za pomocą przegubów umożliwiających w zasadzie skręcanie osi w płaszczyźnie poziomej względem elementów nośnych lub resoru oraz wahania się elementów nośnych lub resoru względem osi, elementy zawieszenia biegnące ku górze lub ku dołowi od elementów zawieszenia zespołów nośnych lub resoru zaopatrzonego w niesymetrycznie rozmieszczone elementy zawieszenia powinny być za każdym razem przymocowane, na przykład do ramy pojazdu, do zespołów nośnych lub do resoru albo do wahacza za pomocą łożysk umożliwiających obracanie się elementów zawieszenia tylko w zasadzie w płaszczyźnie podłużnej ramy pojazdu i w zasadzie w pionowej płaszczyźnie względem ramy, ponieważ w tym przypadku siły działające w elementach zawieszenia nie centrują już automatycznie zespołów nośnych ani resoru z ramą pojazdu i sytuacja może przekształcić się w niestabilną. W takim przypadku przeciwległy koniec elementów zawieszenia powinno osadzać się w łożyskach zapewniając im swobodę ruchu, co, w praktyce, można zrealizować łatwiej za pomocą przegubu kulistego.

Tego typu sposób łożyskowania ma dodatkową istotną zaletę z punktu widzenia konstrukcji: elementy zawieszenia, których jeden uchwyt może obracać się tylko w jednej płaszczyźnie, wymuszają ruch zespołów nośnych lub resoru w bok względem ramy pojazdu, w wyniku czego zespoły nośne ani resor nie mogą zderzać się z ramą pojazdu, oponą, itp. Miejsce potrzebne na ruch elementów nośnych lub resoru można dokładnie obliczyć, co zmniejsza jego wielkość i, na przykład, istnieje możliwość znacznego zwiększenia kątów skręcenia osi.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest pokazany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia konstrukcję ramy lub część konstrukcji ramy pojazdu zawierającej dwa wózki zwrotne utworzone za pomocą dwóch osi kierowanych, w rzucie perspektywicznym, fig. 2 - konstrukcję zawieszenia pojedynczej osi według wynalazku, w rzucie perspektywicznym, fig. 3 - działanie elementów zawieszenia w konstrukcjach pokazanych na fig. 1 i 2, schematycznie, oraz fig. 4 - znane dotychczas rozwiązanie konstrukcyjne zawieszenia, schematycznie.

W skład konstrukcji widocznej na fig. 1 wchodzi: wózek zwrotny z dwiema sterowanymi osiami 2 na obu końcach ramy 1 pojazdu lub jej części. Pokazano tu szczegółowo tylko skrajny wózek przedni, ponieważ skrajny wózek tylny jest jego zwierciadlanym odbiciem. Osie 2 mogą być albo osiami trakcyjnymi albo tylko nośnymi. Na figurze nie pokazano natomiast możliwych zespołów regulacyjnych osi 2, ponieważ nie mają one istotnego znaczenia z punktu widzenia wynalazku.

Na końcach osi 2 znajdują się koła 15, tutaj koła pojedyncze, ale zazwyczaj w przypadku osi silnie obciążonych są to koła podwójne.

Każda oś 2 jest osadzona w ramie 1 za pomocą trójkątnej lub mającej kształt litery V podpory 5, która jest przymocowana w jednym punkcie za pomocą przegubu kulistego 10 do osi 2 i osadzona w dwóch miejscach w przeciwległych bokach ramy 1 na łożyskach lub przegubach 11. Talki sposób podparcia umożliwia osi 2 sprężyste poruszanie się w kierunku pionowym albo obracanie się w płaszczyźnie pionowej, oprócz możliwości wykonywania skrętnego ruchu kierującego w płaszczyźnie poziomej, a jednocześnie uniemożliwia ruchy osi 2 na boki pojazdu w pewnych warunkach.

Elementy nośne 3 pomiędzy belką osi 2 a ramą 1, którymi mogą być sztywne wahacze lub resory, na przykład resory piórowe lub paraboliczne, są przymocowane centralnie lub

181 931 mimośrodowo do osi za pomocą przegubów 4. Przeguby 4 umożliwiają osi 2 obracanie się w płaszczyźnie poziomej względem elementów nośnych 3 oraz elementom nośnym 3 wahanie się względem osi 2.

Elementy zawieszenia 7 i 8 znajdują się na obu końcach elementów nośnych 3 osi 2, przy czym elementy nośne 3 są osadzone w ramie 1 pojazdu albo bezpośrednio albo pośrednio za pomocą elementów zawieszenia 7, 8. W przykładzie na fig. 1 elementy zawieszenia 7 pomiędzy osiami 2 są przymocowane swoimi górnymi końcami do elementów nośnych 3, a swoimi dolnymi końcami do wahaczy 9 znajdujących się na przeciwległych stronach ramy 1, za pomocą których to wahaczy elementy nośne 3 obu osi 2 wózka zwrotnego są połączone ze sobą. Skrajnie tylne elementy zawieszenia 7 skrajnie tylnej osi 2 wózka zwrotnego są przymocowane swoimi górnymi końcami do elementów nośnych 3, ale swoimi dolnymi końcami do ramy 1. Skrajnie przednie elementy zawieszenia 8 skrajnie przedniej osi 2 są przymocowane pomiędzy elementami nośnymi 3 a ramą 1 w taki sposób, że elementy zawieszenia 8 biegną w przybliżeniu ku górze od elementów nośnych 3, odmiennie niż elementy zawieszenia 7 biegnące ku dołowi od elementów nośnych 3. Takie niesymetryczne rozwiązanie elementów zawieszenia 7 i 8 osi 2 stanowi opisaną powyżej zaletę i zostanie opisane dalej w powiązaniu z figurami 3 i 4.

Zastosowane tu do osadzania osi 2 przeguby 4 umożliwiają osiom 2 obracanie się w przybliżeniu w płaszczyźnie poziomej względem elementów nośnych 3, więc w opisanym wcześniej niesymetrycznym rozwiązaniu konstrukcyjnym jeden z elementów zawieszenia 7 lub 8 musi być osadzony w ramie 1, w elemencie nośnym 3 lub w wahaczu 9 na łożysku 14 umożliwiającym elementom zawieszenia 7 lub 8 obracanie się w zasadzie tylko w podłużnej płaszczyźnie ramy 1 pojazdu i w zasadzie w pionowej płaszczyźnie względem ramy 1, ponieważ siły działające na elementy zawieszenia 7 i 8 nie zawsze centrują elementy zawieszenia 3 w ramie w niesymetrycznym układzie zawieszenia. W takim przypadku łożyska 14 są osadzone pomiędzy górnym końcem biegnących ku górze elementów zawieszenia 8 a ramą 1 pojazdu. Do osadzania pozostałych końców elementów zawieszenia 7 i 8 w niesymetrycznym rozwiązaniu zawieszenia można zastosować przegub kulisty 13. Przegub kulisty 13 można z równym powodzeniem zastosować do mocowania wszystkich końców elementów zawieszenia 7 w niesymetrycznym rozwiązaniu konstrukcyjnym zawieszenia, jeżeli obciążenie działające na elementy zawieszenia pozostaje cały czas obciążeniem trakcyjnym, ponieważ obrotowi elementów nośnych 3 za pomocą osi 2 przeciwdziałają składowe siły, które zależą od położenia elementów zawieszenia 7, działają na końce elementów, nośnych 3 i są prostopadłe do kierunku ramy 1. Dzięki zjawisku symetrii sił składowych sił, elementy nośne 3 pozostają prawie równoległe do ramy 1. Może okazać się korzystne w symetrycznym rozwiązaniu konstrukcyjnym zawieszenia osadzenie końców jednego lub dwóch elementów zawieszenia 7, przymocowanych do elementów nośnych 3, w łożyskach w takim układzie, że elementy zawieszenia 7 mogą obracać się tylko w jednej płaszczyźnie w celu odpowiedniego usytuowania pozycyjnego elementów nośnych 3 w kierunku bocznym względem ramy 1. Zmiana kierunku obciążenia w elementach zawieszenia 7 nie może następnie spowodować obrotu elementów nośnych 3 do złego położenia.

Opisana tu konstrukcja zawieszenia osi odpowiada z grubsza konstrukcji osi przedstawionej w fińskim opisie patentowym nr 89,570, z tym wyjątkiem, że opisane powyżej niesymetryczne rozwiązanie konstrukcyjne zawieszenia zrealizowano co najmniej dla jednej osi 2. Z tego względu, dla uniknięcia zbędnego powtarzania, odwołujemy się do przytaczanego tu opisu patentowego.

Nie pokazano tu elementów stosowanych do obracania osi 2, ponieważ obrót ten można zrealizować na wiele sposobów i sposób obracania nie ma istotnego znaczenia dla wynalazku. Jedno z cieszących się uznaniem urządzeń do skręcania osi ujawniono, na przykład, w fińskim opisie patentowym nr 84895.

W konstrukcji z fig. 2 z jedną (kierowaną) osią 2', pominięto jako zbędne wahacze, wskutek czego skrajnie tylne elementy zawieszenia 7', biegnące ku dołowi od elementu nośnego 3', są przymocowane do ramy 1' tak, jak skrajnie tylne elementy zawieszenia 7 drugiej

181 931 osi 2 z fig. 1, a skrajnie przednie elementy zawieszenia 8' biegną ku górze od elementów nośnych 3' tak, jak skrajnie przednie elementy zawieszenia 8 pierwszej osi 2 na fig. 1.

Na fig. 3 i 4 przedstawiono główne różnice w funkcjonowaniu elementów zawieszenia według wynalazku i znanych dotychczas rozwiązaniach. W znanych dotychczas rozwiązaniach konstrukcyjnych (fig. 4) elementy zawieszenia 7 obracają się podczas obrotu ze swojego położenia pionowego (pokazanego liniami przerywanymi), w wyniku czego rama 1 unosi się wskutek pochylania się elementów zawieszenia 7. Jest to spowodowane symetrycznym mocowaniem elementów zawieszenia 7 w ramie 1, w wyniku czego elementy nośne 3 pozostają proste, a odległość pomiędzy zamocowaniami górnego i dolnego końca elementów zawieszenia 7 skraca się w kierunku prostopadłym względem ramy 1. W rozwiązaniu według wynalazku (fig. 3), gdzie elementy zawieszenia 8, 8' z jednej strony skrętnej osi 2, T - patrząc na oś 2', 2' w kierunku podłużnym - biegną w przybliżeniu ku górze od elementów nośnych 3, 3', a elementy zawieszenia 7, T z drugiej strony osi biegną w przybliżeniu w dół, to jest asymetrycznie względem osi 2, 2', elementy nośne 3, 3' obracają się względem osi synchronicznie z osią 2, 2', dzięki czemu pionowe ruchy ramy 11' są mniejsze. Ruch ramy 1, 1' będzie odpowiedni, kiedy elementy zawieszenia 7, 7' i 8, 8' tej samej osi 2, 2' są zwymiarowane tak, na przykład, żeby miały różne długości dobrane w odpowiedni sposób.

Rozwiązanie konstrukcyjne według wynalazku opisano powyżej tylko na dwóch zalecanych przykładach wykonania, ale rozumie się samo przez się, że wynalazek można zmieniać bez odchodzenia od ograniczeń zdefiniowanych w załączonych zastrzeżeniach patentowych, i stosować do różnorodnych konstrukcji zawieszenia osi.

13'

15' l

7'

181 931

181 931

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawieszenie osi pojazdu zawierające ramę pojazdu oraz co najmniej jedną sztywną oś, na końcach której są osadzone koła, przy czym pomiędzy osią a ramą pojazdu na obu końcach osi są umieszczone elementy nośne, a na obu końcach elementów nośnych są umieszczone elementy zawieszenia, przy czym elementy zawieszenia są zamocowane na swoim jednym końcu do elementu nośnego, a na swoim drugim końcu do ramy pojazdu oraz zawieszenie zawiera trójkątną podporę przymocowaną w jednym punkcie za pomocą przegubu centralnie do osi i osadzoną w dwóch miejscach w czopach w ramie pojazdu na jej przeciwległych bokach, znamienne tym, że elementy zawieszenia (8, 8’) położone po jednej stronie co najmniej jednej osi (2, 2') - patrząc na oś (2, 2’) w kierunku podłużnym - rozciągają się zasadniczo ku górze od elementów nośnych (3, 3’), zaś elementy zawieszenia (7, 7’) położone po drugiej stronie tej samej osi (2, 2') rozciągają się zasadniczo ku dołowi od elementów nośnych (3,3').
2. 2. Zawieszenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy nośne (3, 3') są przymocowane do osi (2, 2’) za pomocą przegubów (4, 4' ), pry cym oś (2 , 2) jett zmnontowana obrotowo zasadniczo w płaszczyźnie poziomej względem elementów nośnych (3, 3’) oraz elementy nośne (3, 3') są zamontowane wahliwie względem osi (2, 2’), zaś jeden z rozciągających się zasadniczo ku górze i jeden z rozciągających się zasadniczo ku dołowi elementów zawieszenia (7, 8, 7’, 8’) są zamocowane na jednym końcu za pomocą łożysk (14, 14'), przy czym elementy zawieszenia (7, 8, 7’, 8') są zamontowane obrotowo tylko w płaszczyźnie podłużnej ramy (l, 1’) pojazdu i zasadniczo w płaszczyźnie pionowej względem ramy (1,1').
3. 3. Zawieszenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że rozciągające się zasadniczo ku górze elementy zawieszenia (8, 8') mają inną długość niż rozciągające się zasadniczo ku dołowi elementy zawieszenia (7, 7').
4. 4. Zawieszenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że elementy nośne (3, 3') obejmują, resory i wahacze.