!HU000004581T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 004 581
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA B60G 3/20
(21) Magyar ügyszám: E 04 728604 (22) A bejelentés napja: 2004. 04. 21. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20040728604 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1618013 A1 2004. 11. 04. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1618013 B1 2008. 08. 20.
(51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: TO20030313 2003. 04. 22.
(73) Jogosult: Sistemi Sospensioni S.p.A., 20011 Corbetta (Milano) (IT)
IT
(72) Feltaláló: GERRARD, Miles, Barnaby, 2100 Koebenhavn OE (DK)
(54)
(2006.01) B60G 7/00 (2006.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 04094169 PCT/IB 04/001196
(74) Képviselõ: Kovács Gábor, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest Független felfüggesztés gépjármûhöz
(57) Kivonat
HU 004 581 T2
A találmány szerinti felfüggesztés elsõ, második és harmadik kapcsolóelemet (10, 11, 12) tartalmaz, amelyek mindegyikének egy elsõ (22, 13, 15) és egy második csuklópontja (23, 14, 16) van a kerékhordozóhoz (1) és a jármû szerkezetéhez, és amelyek saját csuklópontjaikhoz lényegében átmenõ tengely (y, y1, y2) menti egyik transzlációs szabadságfok (t, t1, t2) korlátozására vannak elrendezve. Az elsõ kapcsolóelem továbbá saját tengelye (y) körüli elforgásra vonatkozó egy forgási szabadságfok (r1) korlátozására, továbbá a saját tengelyére (y) lényegében merõleges irány (z) körüli elforgásra vonatkozó egy forgási szabadságfok (r2) korlátozására van elrendezve.
1. ábra
A leírás terjedelme 8 oldal (ezen belül 4 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 004 581 T2
A találmány tárgya független felfüggesztés gépjármûhöz. Ismert körülmény, hogy gépjármûvek független felfüggesztéséhez rúdhoz hasonló csatlakozóelemeket használnak, amelyek végüknél fogva csuklósan kapcsolódnak a kerékhordozóhoz és a jármû szerkezetéhez, továbbá csupán egyetlen szabadságfok kiküszöbölésére alkalmas, vagyis a rúd hossztengelye menti transzlációra vonatkozó szabadságfokot korlátozzák. A rúd jellegû kapcsolóelemek alkalmazásának tipikus példáit adják a többszörösen csuklós felfüggesztések (multi-link suspensions). Az ilyen fajtájú felfüggesztés jó elaszto-kinematikus tulajdonságokkal rendelkezik, de meg van az a hátránya, hogy a gyártási költségek lényegesen nagyobbak, mint az egyszerû függesztõ szerkezetek esetében. Az 1. igénypont tárgyi köre szerinti, gépjármûhöz való független felfüggesztés ismert a JP 9 095 113 iratból. Ez az ismert felfüggesztés egy alsó keresztirányú rudat, egy felsõ keresztirányú rudat és egy hosszirányú kart tartalmaz, és ezek mindegyikének elsõ vége csuklósan kapcsolódik a gépjármû testéhez, míg másik végük a kerékhordozóhoz. Az EP–A–0 135 857 irat jármûvek merev tengelyéhez való felfüggesztést ismertet, amelynek a haladási irányra keresztirányban elhelyezkedõ tengelyteste van, és ennek két vége hordozza a két kereket. A tengelytest a jármû testéhez két oldalsó hosszirányú karral kapcsolódik, és a gépjármû testéhez képest oldalsó vezetõ elrendezés kapcsolja és vezeti meg. Az EP–A–0 135 857 torziós rúd használatát ismerteti teherautók, buszok és hasonló gépjármûvek felfüggesztõ rendszerében, amely rendszer egy egyenes rudat, és a végeknél két csuklós szerelvényt tartalmaz, amelyeket egymáshoz az egyenes rúd kapcsol. A rúd lehet tömör, de lehet csöves kialakítású is. A rúd mindkét vége fejes végzõdéssel van ellátva, ami megnöveli azt a sugárirányú távközt, amelynél a rúd hozzá van hegesztve a csuklós szerelvényhez. Ennélfogva a jelen találmány célja gépjármûhöz való független felfüggesztés létrehozása, amely szerkezetileg egyszerû, de jó elaszto-kinematikai tulajdonságai vannak. Ezt a célt a találmány révén teljes egészében elértük egy gépjármûhöz való olyan független felfüggesztés révén, amely a független 1. igénypontban meghatározott jellemzõkkel rendelkezik. A felfüggesztés további elõnyös jellemzõit a függõ igénypontok határozzák meg. A találmány egyik elõnyös kiviteli alakja értelmében a kerékhordozó három szabadságfokának ellenõrzésére egy rúd jellegû kapcsolóelem van elrendezve, vagyis a saját tengelye mentén való transzláció szabadságfokának, a saját tengelye és a saját tengelyére merõleges irány körül való elfordulásának két szabadságfokának korlátozására, míg a másik két, rúd jellegû kapcsolóelem mindegyike csak a saját tengelye körüli transzláció szabadságfokának korlátozására van elrendezve. A találmányt a továbbiakban nem korlátozó jellegû példa kapcsán ismertetjük részletesebben a csatolt rajzra hivatkozva, amelyen: az
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
1. ábra a találmány szerinti gépjármûhöz való független felfüggesztés nézeti képe; a 2. ábra az 1. ábra szerinti felfüggesztés felülnézete; a 3–5. ábrák az 1. ábra szerinti felfüggesztés nézeti képei, amelyek megmutatják a felfüggesztés elaszto-kinematikus viselkedését; a 6. ábra az 1. ábra szerinti felfüggesztéshez való rúd jellegû kapcsolóelem robbantott felülnézeti képe; és a 7. ábra a 6. ábra szerinti rúd jellegû kapcsolóelem egy szerkezeti változatának robbantott felülnézeti képe. A további leírás és igénypontok esetében egyes kifejezések, például „hosszirányú” és „keresztirányú”, „függõleges” és „vízszintes”, „elülsõ” és „hátulsó” szándékunk szerint a jármû szerelt állapotára vonatkoznak. Ezen túlmenõen a „rúd jellegû kapcsolóelem tengelye” kifejezés annak az iránynak a jelölésére szolgál, amely lényegében az elem csuklópontjain halad át. Elõször az 1. és 2. ábrára térve egy gépjármû 2 kerekének, különösen nem kormányzott kerekének 1 kerékhordozóját független felfüggesztés kapcsolja a (nem ábrázolt) gépjármû szerkezetéhez, amely felfüggesztés három rúd jellegû 10, 11 és 12 hivatkozási jellel ellátott kapcsolóelemet tartalmaz. A három rúd jellegû 10, 11 és 12 kapcsolóelem mindegyikének végénél rendre egy elsõ és egy második egyetlen pontos csukló kapcsolja az 1 kerékhordozóhoz és a gépjármû szerkezetéhez, és ezek úgy vannak elrendezve, hogy korlátozzák saját tengelyük mentén a transzlációs mozgás szabadságfokát, vagyis egy olyan irány mentén, amely lényegében áthalad saját csuklópontjaikon. Amint a késõbbiekben részletesebben is ismertetjük, az 1. és 2. ábrán bemutatott kiviteli alak esetében az elsõ rúd jellegû 10 kapcsolóelem az 1 kerékhordozó három szabadságfokának korlátozására van elrendezve (a transzlációs mozgás szabadságfokán felül két elforduló mozgás szabadságfokának korlátozására), míg a második és harmadik 11 és 12 kapcsolóelem mindegyike úgy van elrendezve, hogy egyszerû kapcsolórúdként mûködjön, amely kizárólag a saját tengelye mentén való transzlációs mozgás szabadságfokát korlátozza, ahol is a „mozgás szabadságfokának korlátozása” olyan értelemben használatos, hogy elég nagy merevséget biztosít ahhoz, hogy a korlátozott szabadságfok irányában lényegesen kisebb elmozdulást tesz lehetõvé, mint más irányokban. Az 1. és 2. ábrán bemutatott felfüggesztés esetében a rúd jellegû második 11 kapcsolóelem egyik vége egy elsõ 14 pontnál csuklósan kapcsolódik az 1 kerékhordozóhoz, míg második vége egy második 15 pontnál kapcsolódik csuklósan a jármû szerkezetéhez, és egy hosszúkás rúdként mûködik. A harmadik rúd jellegû 12 kapcsolóelem egyik vége egy elsõ 16 pontnál csuklósan kapcsolódik az 1 kerékhordozóhoz, míg második vége egy második 17 pontnál kapcsolódik csuklósan a jármû szerkezetéhez, és kerékdõlést ellenõrzõ rúdként mûködik. Az elsõ rúd jellegû 10 kapcsolóelem a 11 hosszúkás rúddal együtt az 1 kerékhordozó alsó
1
HU 004 581 T2
részének a visszatartására szolgál, míg a kerékdõlést ellenõrzõ 12 rész csuklósan kapcsolódik az 1 kerékhordozó felsõ részéhez. Ezen túlmenõen az 1 kerékhordozó és a jármû szerkezete közé egy szerkezeti funkció nélküli 20 lengéscsillapító egység van behelyezve. A 6. ábra részletesen mutatja az elsõ, rúd jellegû 10 kapcsolóelemet, amely egy hosszúkás és merev 21 központi testet tartalmaz, amelynek például hengeres csöves szerkezeti kialakítása van, továbbá ennek belsõ és külsõ végéhez például hegesztés útján hengeres 22 és 23 ülékek vannak hozzáerõsítve, amelyek az 1 kerékhordozóhoz és a jármû szerkezetéhez való csuklós csatlakozás számára hüvelyek befogadására vannak kiképezve. Egy elsõ kiviteli alak értelmében (6. ábra) a külsõ 22 ülék egy elsõ pár 24 hüvelyt fogad be az 1 kerékhordozónak egy elsõ x1 tengely körüli csuklós csatlakoztatásához, míg a belsõ 23 ülék egy második pár 25 hüvelyt fogad be a jármû szerkezetéhez egy második x2 tengely körüli csuklós csatlakoztatáshoz. Elõnyösen, de nem kizárólag az x1 és x2 tengelyek az 1 test tengelyére merõleges, y jelzésû síkokban vannak elrendezve, ami által a 10 kapcsolóelemnek felülnézetben kettõs T alakja van. A kapcsolóelem hosszirányú mérete (vagyis a 21 test y tengely mentén vett mérete) és keresztirányú mérete (vagyis az x1 és x2 tengelyek irányában vett mérete) közötti arány elõnyösen legalább 3. A szerkezeti kialakítás egyik, a 7. ábrán bemutatott változata esetében az elsõ rúd jellegû 10 kapcsolóelem mindegyik pár 24, 25 hüvelye helyettesíthetõ egy hosszúkás hüvellyel. Nyilvánvalóan lehetséges azonban, hogy a 10 kapcsolóelem 22, 23 ülékeiben ennél nagyobb számú hüvelyt alkalmazzunk. Amint korábban említettük, az elsõ rúd jellegû 10 kapcsolóelem a saját y tengelye (amely jelen esetben megegyezik saját 21 testének geometriai tengelyével) mentén való transzlációs mozgása t szabadságfokának korlátozásán felül további egy, az y tengely r1 forgási szabadságfokot (torzió) korlátoz, mivel a kerékre az x1, x2 tengelyekre merõleges irányokban gyakorolt forgatónyomatékot, (amelyek például a törõ erõk következményeként keletkeznek) a hengeres 22, 23 ülékek torziós feszültség formájában továbbadják a 21 testnek, amely 21 test saját torziós merevsége következtében ellennyomatékkal egyenlít ki. A rúd jellegû 10 kapcsolóelem továbbá saját hajlító merevsége révén képes egy második további, az y tengelyre lényegében merõleges z irány körüli r2 forgási szabadságfok korlátozására. A két r1 és r2 forgási szabadságfok inkább „elasztikus” vagyis rugalmas, semmint kizárólag kinematikus, mivel nem geometriai korlátozások határozzák meg, mint az y tengely mentén való t transzlációs szabadságfokot, sõt ellenkezõleg, ezeket a 10 kapcsolóelem rugalmas tulajdonságai határozzák meg. A hosszúkás 11 rúd saját y1 tengelyének irányában a t1 transzlációs szabadságfokot korlátozza, amely y1 tengely a 14 és 15 csuklópontokat kapcsolja össze, míg a kerékdõlést ellenõrzõ 12 rúd a saját, a 16 és 17 csuklópontokat összekapcsoló tengelyének irányában vett t2 transzlációs szabadságfokot korlátozza.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
A fent ismertetett típusú felfüggesztési elrendezés ennélfogva alkalmas együttvéve öt szabadságfok korlátozására alkalmas, amihez csupán három rúd jellegû kapcsolóelemet alkalmaz, szemben a hagyományos sokcsuklós rendszerekhez szükséges öt elemmel. Egy rúd jellegû kapcsolóelemnek a találmány szerinti alkalmazása lehetõvé teszi egy olyan felfüggesztõ rendszer létrehozását, amelynek vezérelt rugalmassága van, vagyis a rendszer képes ellenállni specifikusan olyan erõknek is, amelyek különbözõ pontokban támadnak, és különbözõ irányokba hatnak. A találmány ezen szempontjának jobb megértése érdekében a 3–5. ábrákra hivatkozva nyírási tengely fogalmát vezettük be. Egy általában véve rugalmas rendszer nyírási tengelye olyan tengelyként határozható meg, amely körül a rendszer torziós merevsége sokkal kisebb, mint az erre merõleges más irányokban. A nyírási tengely ezáltal úgy tekinthetõ, mint azon pontok mértani helye, ahol az erre a tengelyre merõlegesen kifejtett erõkre nézve legnagyobb a transzlációs merevség. A 3. ábrán bemutatott felfüggesztés s nyírási tengelye azon elméleti esetben, amikor a rúd jellegû 10 kapcsolóelem merevsége a saját y tengelye körüli torzióval szemben végtelen. A három rúd jellegû 10, 11 és 12 kapcsolóelem transzlációs merevségének eredményeként a s nyírási tengelynek metszenie kell a 10 és 11 kapcsolóelemek y és y1 tengelyeit, továbbá a 12 kapcsolóelem y2 tengelyét. Az elsõ rúd jellegû 10 kapcsolóelem torziós merevségének eredményeként a s nyírási tengelynek merõlegesnek kell lennie a 10 kapcsolóelem y tengelyére. A s nyírási tengely körüli elmozdulásokat az elsõ 10 kapcsolóelem korlátozza a fent meghatározott r2 forgási szabadságfoknak megfelelõ irányhoz képest. Valójában az elsõ 10 kapcsolóelem torzióval szemben nem végtelenül merev, és ezért a s nyírási tengely nem merõleges, hanem ferde az y tengelyhez képest (4. ábra), még akkor is, ha a fent említett y tengelyhez képest ráadásul még a hosszúkás 11 rúd y1 tengelyét és a kerékdõlést ellenõrzõ 12 rúd y2 tengelyét is metszenie kell. A s nyírási tengely ferdesége a tervezés során meghatározható a 10 csatlakozóelem torziós merevségének megfelelõ meghatározása útján. Végül az 5. ábra a fent szemléltetett felfüggesztésen át a jármû szerkezetéhez csatlakozó 2 tengelyre ható erõk rendszerét szemlélteti. A felfüggesztésnek az elsõ 10 csatlakozóelem y tengelyéhez képest ferde s nyírási tengelye van. A Fi ütközési erõ, a Fb törõerõ és a Fc kormányzó erõ s nyírási tengelyhez képesti erõkarját rendre b1, b2 és b3 jelöli. Belátható, hogy mindhárom erõ olyan irányban hat, amely nem halad át a s nyírási tengelyen, és ennélfogva a felfüggesztésnek ezen erõkhöz képest meglehetõsen lágy viselkedése van. A nyírási tengely irányának változtatásával azonban lehetõség van olyan felfüggesztés létrehozására, amelynek másféle rugalmas viselkedése van, ami megfelel a szükséges tervezési elõírásoknak. Természetesen a találmány elvének változatlanul maradása mellett számos kiviteli változat és gyártási részlet eltérhet a nem korlátozó jellegû példa kapcsán beírt és szemléltetett megoldástól.
1
HU 004 581 T2
SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Független felfüggesztés gépjármûhöz, a jármûkerék (2) kerékhordozójának (1) a jármû szerkezetéhez való csatlakoztatásához, amely felfüggesztés egy elsõ, egy második és egy harmadik kapcsolóelemet (10, 11, 12) tartalmaz, amelyek mindegyikének egyik végén a kerékhordozóhoz (1) kapcsolódó elsõ csuklópont (22, 14, 16) és másik végén a jármû szerkezetéhez kapcsolódó második csuklópont (23, 15, 17) van, ahol – az elsõ kapcsolóelem (10) a kerékhordozónak (1) egy elsõ tengely (y) mentén való egy transzlációs szabadságfokának (t) korlátozására van elrendezve, – a második kapcsolóelem (11) egy rúd jellegû elem, és egy második, lényegében saját csuklópontjain (14, 15) áthaladó tengely (y1) mentén való egy transzlációs szabadságfok (t1) korlátozására van elrendezve, és – a harmadik kapcsolóelem (12) egy rúd jellegû elem, és egy harmadik, lényegében saját csuklópontjain (16, 17) áthaladó tengely (y2) mentén való egy transzlációs szabadságfok (t2) korlátozására van elrendezve, továbbá, – az elsõ kapcsolóelem (10) a kerékhordozónak (1) saját torziós merevségénél fogva az elsõ tengely (y) és az elsõ tengelyre (y) lényegében merõleges irány (z) körüli két fennmaradó szabadságfok korlátozására is el van rendezve, azzal jellemezve, hogy – az elsõ tengely (y) a jármûhöz képest keresztirányban helyezkedik el, továbbá
5
10
15
20
25
30
4
2
– az elsõ kapcsolóelem (10) egy rúd jellegû elem, amely egy hosszúkás központi testet (21) tartalmaz, amely saját végein a kerékhordozóhoz (1) való csuklós csatlakoztatáshoz legalább egy elsõ hüvely (24) számára egy elsõ hengeres üléket (22), a jármû szerkezetéhez való csuklós csatlakozáshoz legalább egy második hüvely (25) számára egy második hengeres üléket hordoz, továbbá az elsõ rúd jellegû kapcsolóelem (10) hosszirányú méretének a keresztirányú méretéhez képesti aránya legalább három, ahol a keresztirányú méret az elsõ vagy a második hengeres ülék (22, 23) mérete. 2. Az 1. igénypont szerinti felfüggesztés, ahol az elsõ kapcsolóelem (10) elsõ és második hengeres üléke (22, 23) egy pár hüvelyt (24, 25) hordoz, amelyek meghatározzák a vonatkozó csuklótengelyt (x1, x2). 3. Az 1. igénypont szerinti felfüggesztés, ahol az elsõ kapcsolóelem (10) mind az elsõ, mind a második hengeres üléke (22, 23) csak egyetlen hüvelyt (24, 25) hordoz, amely meghatározza a vonatkozó csuklótengelyt (x1, x2). 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti felfüggesztés, ahol az elsõ kapcsolóelem (10) csuklótengelyei (x1, x2) lényegében merõlegesek az elsõ tengelyre (y). 5. A 2–4. igénypontok bármelyike szerinti felfüggesztés, ahol az elsõ kapcsolóelem (10) csuklótengelyei (x1, x2) lényegében párhuzamosak egymással. 6. Az 1. igénypont szerinti felfüggesztés, ahol az elsõ kapcsolóelem (10) központi testének (21) hengeres csöves szerkezete van.
HU 004 581 T2 Int. Cl.: B60G 3/20
5
HU 004 581 T2 Int. Cl.: B60G 3/20
6
HU 004 581 T2 Int. Cl.: B60G 3/20
7
HU 004 581 T2 Int. Cl.: B60G 3/20
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest
