УСТРОЙСТВО ДЛЯ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕДАЛЬЮ ТОРМОЗА АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1995 года по МПК B60K26/02 

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в ручном управлении ножной педалью тормоза автомобиля для инвалидов без ног.

Известно устройство для ручного управления педалью тормоза, включающее управляющий шток, один конец которого шарнирно соединен с педалью тормоза, и расположен в передней нижней части салона, а второй конец взаимодействует с рукой водителя и размещен в зоне рулевого колеса, т.е. несколько выше и сзади первого конца штока. Следовательно, управляющий шток размещен в пространстве под некоторым углом к горизонтальной плоскости.

В то же время сила инерции, возникающая в процессе замедления автомобиля при торможении, направлена горизонтально вперед. Очевидно, что усилие торможения, с которым водитель воздействует на шток, в лучшем случае тоже должно быть направлено горизонтально вперед, так как в этом случае сила инерции тела водителя, возникающая при торможении, складывается с усилием водителя, повышая эффективность торможения.

Недостатком указанного устройства является несовпадение направления перемещения штока с оптимальным направлением усилия торможения, следствием чего является разложение усилия торможения на две силы, из которых только осевая составляющая воздействует на педаль тормоза, причем чем больше угол между штоком и горизонтальной плоскостью, тем меньше осевая составляющая силы и тем меньше эффективность торможения.

Указанный недостаток устранен в известном устройстве для ручного управления педалью тормоза автомобиля "Москвич-412 Б", которое принято в качестве прототипа.

Устройство содержит управляющий рычаг 1 с рукояткой 2, прикрепленный к полу кузова 3 и размещенный между полом и панелью приборов 4. Управляющий рычаг 1 посредством тяги 5 соединен шарнирно с прикрепленным к полу 3 промежуточным рычагом 6, который с другой стороны посредством серьги 7 шарнирно соединен с педалью тормоза 8, установленной на кронштейне 9, прикрепленном к передней стенке 10 кузова и размещенном в пространстве между указанной стенкой и панелью приборов. Управляющий рычаг нижним концом закреплен на полу кузова и занимает почти вертикальное положение. Педаль тормоза посредством толкателя 11 соединена с главным цилиндром тормоза 12 и удерживается в исходном положении возвратной пружиной 13.

Устройство работает следующим образом.

При приложении усилия к рукоятке 2 рычаг 1 перемещается и через рычажно-шарнирный механизм кинематически воздействует на педаль тормоза 8, который приводит в действие главный тормозной цилиндр 12, обеспечивающий торможение автомобиля. После снятия усилия с рукоятки 2 под действием давления в гидросистеме тормозов и усилия пружины 13 педаль тормоза 8 и вместе с ним управляющий рычаг 1 возвращается в исходное положение, обеспечивая растормаживание автомобиля.

В известном устройстве-прототипе рукоятка 2 управляющего рычага при торможении совершает перемещение по траектории, близкой к горизонтальной, что обеспечивает эффективное использование усилия торможения и силы инерции тела водителя. Оптимальная траектория перемещения рукоятки рычага достигается благодаря креплению рычага к полу кузова.

К недостаткам устройства-прототипа следует отнести
большие габариты устройства из-за громоздкого рычажно-шарнирного механизма с разнесенными широко шарнирными соединениями, вследствие чего закрепленные на полу кузова узлы и детали занимают полезный объем кузова и препятствуют удобному размещению ног и протезов водителя;
увеличенный ход управляющего рычага из-за потери хода, вследствие упругих деформаций изгиба пола кузова и самого рычага, неизбежно возникающих при приложении значительных усилий к рычагу;
высокая материалоемкость устройства, вызванная большими габаритами.

Цель изобретения высвобождение места в салоне для размещения протезов водителя-инвалида, а также снижение потерь хода.

Это достигается тем, что в устройстве для ручного управления, содержащем педаль с осью крепления на передней стенке кузова, управляющий шток, взаимодействующий с рукой водителя, и промежуточный рычаг, шарнирно соединенный верхним концом с управляющим штоком и установленный с возможностью вращения на неподвижной оси, причем этот промежуточный рычаг кинематически связан с педалью тормоза, предложено управляющий шток снабдить самоустанавливающейся опорой, выполненной со сферическим вкладышем, и наружной обоймой, снабженной радиальными прорезями со стороны, обращенной к водителю, закрепить самоустанавливающуюся опору на кузове (в предложенной конструкции на панели приборов) таким образом, чтобы ось шарнира между свободным концом штока и верхним концом промежуточного рычага была расположена на одной высоте с самоустанавливающейся опорой от пола кузова, что определило бы расположение штока в направлении, близком к горизонтальному, в направлении продольной оси автомобиля, а также неподвижную ось промежуточного рычага кинематической связи разместить на силовом элементе кузова, на котором уже закреплена ось крепления педали тормоза (в предложенном решении в качестве силового элемента рассматривают кронштейн крепления рулевого управления к передней стенке кузова).

В сравнении с прототипом предлагаемое устройство имеет следующие отличительные признаки:
самоустанавливающуюся опору на штоке;
расположение штока в направлении продольной оси автомобиля;
размещение неподвижных осей промежуточного рычага и педали на общем силовом элементе, закрепленном на стенке кузова.

На основании наличия вышеперечисленных отличительных признаков можно сделать вывод о соответствии критерию "новизна". Отличительные признаки предлагаемого устройства обеспечивают ему следующие преимущества:
уменьшены габаритные размеры, поскольку детали устройства не связаны с полом кузова автомобиля, а компактно размещены на общем силовом элементе, на котором закреплена и педаль тормоза;
снижена материалоемкость по сравнению с прототипом ориентировочно в два раза;
высвободился полезный объем в салоне для удобного размещения ног и протезов водителя-инвалида;
исключены потери хода управляющего штока, так как силовой многоугольник предложенного устройства не связан с полом кузова автомобиля и замкнут на одной жесткой детали кронштейне крепления рулевого управления, на котором также закреплена педаль тормоза, а управляющий шток испытывает не изгибающие, как в прототипе, а сжимающие рабочие нагрузки;
управляющий шток расположен в направлении продольной оси автомобиля и перемещается по траектории, близкой к горизонтальной, вследствие чего усилие торможения, с которым водитель воздействует на шток, складывается с направленной горизонтально вперед силой инерции тела водителя, благодаря чему возрастает эффективность торможения.

На основании перечисленных преимуществ предлагаемого устройства перед известными можно сделать вывод о соответствии его критерию "положительный эффект".

По существенным отличительным признакам был проведен дополнительный поиск аналогичных решений в свободном состоянии техники, однако подобной компоновочной схемы в приводных устройствах обнаружено не было. На основании этого можно сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена схема устройства для ручного управления педалью тормоза; на фиг. 2 часть устройства (вид по стрелке А), показывающее самоустанавливающуюся опору в разрезе.

Управляющий шток 1 с рукояткой 2 пропущен сквозь панель приборов 3 и установлен в самоустанавливающейся опоре 4, имеющей шаровый вкладыш 5. Шток 1 шарнирно соединен с рычагом 6, установленным с возможностью поворота на неподвижной оси Б и закрепленным на общем силовом элементе кронштейне 7, размещенным между передней стенкой 8 кузова и панелью приборов 3. С другой стороны рычаг 6 посредством серьги 9 шарнирно соединен с педалью 10 тормоза, ось В которой закреплена также на кронштейне 7. Педаль тормоза 10 связана с помощью толкателя 11 с главным тормозным цилиндром 12. Возвратная пружина 13 удерживает педаль тормоза в исходном положении, определяемом ограничителем 14. Для улучшения технологичности сборки самоустанавливающаяся опора 4 имеет обойму 15, снабженную прорезями 16 на ее поверхности, обращенной к водителю.

Неподвижные оси Б и В размещены на общем силовом элементе кронштейне 7, который позволяет высвободить полезное место в зоне размещения ног водителя. Кроме того, удается снизить вес и общие габариты всего устройства, а также уменьшить потери рабочего хода управляющего штока. Ось Г верхнего шарнира промежуточного рычага 6 и самоустанавливающаяся опора 4 размещены на одной высоте, считая от пола кузова, что обеспечивает расположение штока в направлении продольной оси автомобиля в плоскости, близкой к горизонтальной.

Устройство работает следующим образом.

При приложении усилия к рукоятке 2 шток 1 перемещается и через рычаг 6 и серьгу 9 воздействует на педаль тормоза 10, который приводит в действие главный тормозной цилиндр 12, обеспечивающий торможение автомобиля. После снятия усилия с рукоятки 2 под действием давления в гидросистеме тормозов и возвратной пружины 13 педаль и вместе с ней управляющим шток возвращаются в исходное положение до упора педали тормоза в ограничитель 14. Автомобиль растормаживается.

Использование: в автомобилестроении, а именно в устройствах для облегчения и упрощения управления педалью торможения автомобиля инвалидами, не имеющими ног. Сущность: в устройстве для ручного управления педалью 10 тормозного 12 автомобиля, включающем педаль, закрепленную на кронштейне 7 под панелью приборов 3, а также управляющий шток 1, взаимодействующий с рукой водителя и связанный с педалью посредством рычажного механизма, панель приборов выполнена с отверстием 4, а управляющий шток снабжен опорой 5, установленной в указанном отверстии, при этом одно звено 6 рычажного механизма имеет ось вращения, неподвижно закрепленную на кронштейне педали, и подвижную ось, соединенную с управляющим штоком, между которыми размещена подвижная ось второго звена, связанного с управляемой педалью. Опора управляющего штока выполнена с наружной обоймой, снабженной радиальными прорезями со стороны, обращенной к водителю. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕДАЛЬЮ ТОРМОЗА АВТОМОБИЛЯ, содержащее педаль, шарнирно соединенную посредством неподвижной оси с кронштейном передней стенки кузова, управляющий шток и промежуточный рычаг, кинематически связанный с педалью и шарнирно соединенный одним концом с управляющим штоком, а другим с кузовом, отличающееся тем, что оно снабжено самоустанавливающейся опорой, закрепленной на кузове, а управляющий шток пропущен сквозь опору и расположен в направлении продольной оси автомобиля, при этом промежуточный рычаг закреплен посредством неподвижной оси к упомянутому кронштейну передней стенки кузова. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что самоустанавливающаяся опора прикреплена к панели приборов и выполнена со сферическим вкладышем и наружной обоймой с радиальными прорезями со стороны, обращенной к сиденью водителя.