УЗЕЛ ПОВОРОТНОГО КУЛАКА ДЛЯ ТЯЖЕЛЫХ АВТОМОБИЛЕЙ КОММЕРЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК B62D7/18 

Изобретение относится к конструкции узла поворотного кулака рулевого управления автомобиля. Более точно, изобретение касается одноэлементного узла поворотной цапфы для большегрузных коммерческих автомобилей типа грузовиков, в котором рычаг поперечной тяги и фланец тормоза соединены вместе в виде кованого изделия, в состав которого входит или не входит рычаг рулевой тяги.

Известен узел поворотного кулака для тяжелых автомобилей коммерческого назначения, таких как грузовики и т.п. содержащий фланцевую корпусную часть и, предназначенную для закрепления тормозного агрегата, колесную ось, отходящую от фланцевой части, рычаг поперечной рулевой тяги, связанный с фланцевой частью, и утолщения-бобышки, отходящие от фланцевой части с противоположной стороны относительно колесной оси и имеющие каждая отверстие, расположенные соосно для установки шкворня (см. US, патент 2916295, кл. B 62 D 7/18, опубл. 1960).

В системе управления большегрузных автомобилей (типа тягачей и других мощных грузовых автомобилей) обычно используется поворотный кулак, связанный с рычагом рулевой тяги и коромыслом поперечной тяги при помощи резьбовой части и соединительной гайки. В конструкцию узла такого кулака, кроме того, входи фланцевый корпус, к которому съемно крепится крестовина, соединяемая со сборкой тормозного барабана.

На практике актуальной задачей является разработка узла поворотного кулака для большегрузных автомобилей, в котором рычаг поперечной соединительной тяги был бы выполнен как несъемная унитарная часть, при этом указанный кулак может иметь или не иметь рычаг управления. Именно эту задачу и решает настоящее изобретение.

Предметом изобретения является одноэлементный узел поворотного кулака для большегрузных автомобилей коммерческого назначения, таких как грузовики и т.п. в котором применен фланцевый корпус для установки тормозного узла. От этого корпуса или тела отходит колесная ось. С фланцевым корпусом заодно связно рычажное плечо-коромысло поперечной тяги. Данный узел имеет корпусные утолщения-бобышки, отходящие от фланцевого корпуса противоположно колесной оси и имеющие соосные отверстия, в которые вставляется шкворень. Фланцевое корпусное тело узла, его колесная ось, рычажная консоль и бобышки выполняются из одной стальной заготовки в виде единой крупногабаритной поковки. Такое кованое изделие может использоваться в конструкции автомобилей коммерческого назначения, имеющих брутто-вес по меньшей мере 14000 фунтов (6350 кгс).

В одном из вариантов исполнения заявляемого узла предусматривается соединение колесного рычага поперечной тяги и рычага управления с фланцевым корпусом вышеуказанному принципу одноэлементного изделия.

При этом желательно изготавливать фланцевой корпус ковкой в виде тормозной крестовины.

Кроме того, целесообразно соединить рычаг рулевой тяги или рычаг поперечной тяги с фланцевым телом через бобышки, окружающие отверстия под шкворень.

В соответствии с другим аспектом конструктивного решения данного изобретения, колесная ось соединяется с указанным фланцевым телом или корпусом в виде единого узла, располагаясь с противоположной стороны относительно рычага управления этого узла или рычага поперечной тяги.

В еще одном варианте осуществления изобретения фланцевому телу-суппорту придается плоская форма, и оно имеет сквозные отверстия для подсоединения тормозного агрегата.

Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного поворотного кулака для большегрузных автомобилей коммерческого назначения.

Другой целью изобретения является разработка одноэлементного поворотного кулака, в конструкции которого консольный рычаг поперечной соединительной тяги выполняется ковкой заодно с телом кулака.

Еще одной целью изобретения является разработка поворотного кулака для большегрузных автомобилей коммерческого назначения, который имел бы относительно низкую стоимость производства.

Дополнительной целью изобретения является создание поворотного кулака вышеуказанного типа, в конструкции которого тормозной фланец выполняется с составляющей одноэлементной цапфой и с исполнительным рычагом управления или рычагом-сошкой поперечной тяги.

На фиг. 1 показан вид сверху одноэлементного, унитарного узла поворотного кулака данного изобретения, смонтированного на переднем мосту автомобиля; на фиг. 2 местный разрез по вертикали унитарного узла поворотного кулака, изображенного на фиг. 1; в данном случае кулак отсоединен от моста подвески; на фиг. 3; вид с торца узла поворотного кулака, изображенного на фиг. 1; Фиг. 4 11 общие виды-схемы, иллюстрирующие технологический процесс поковочного изготовления поворотного кулака настоящего изобретения, начиная с нагретой стальной заготовки; на фиг. 12 14 виды, аналогичные фиг. 1, но представляющие конструктивно измененные варианты узла поворотного кулака, причем в данном случае кулак отсоединен от моста подвески, рулевой и поперечной тяг.

На фиг. 1 3 показан узел поворотного кулака, обозначенный в целом позицией 10. Этот кулак имеет фланцево-крепежную часть 11, от которой отходит ось колеса 12 обычного типа. В данном случае фланцевая часть или тело 11 образует тормозной башмак 13. С противоположной стороны как продолжение фланцевая часть 11 имеет консольный рычаг 14 рулевой тяги и рычаг 16 поперечной соединительной тяги. Позицией 18 обозначен обычный мост ходовой части автомобиля, на конце которого имеется поворотно-шарнирная втулка 19. Поворотный кулак 10 соединяется с мостом 18 при помощи шкворня 21, проходящего через кронштейновые бобышки 27 и 28 рулевого рычага 14 и рычага 16 поперечной тяги, соответственно. Шкворень 21 фиксируется на мосту при помощи болта с шайбой 25.

Как показано на фиг. 2, рассматриваемый кулак имеет с двух сторон сквозные отверстия 24, проходящие через бобышки-утолщения 27 и 28. В эти отверстия вставляется шкворень 21. Снаружи шкворень закрывается крышками 22 (фиг. 1), которые крепятся на бобышках 27 и 28 при помощи винтов 23. К консольному рычагу 14 шарнирно-поворотно прикреплена рулевая тяга 30; такое крепление обеспечивается гайкой 36 и болтом 37, проходящим через втулочное утолщение 33.

Аналогично, поперечная рулевая тяга 31 подсоединяется шарнирно-поворотно к рычагу 16 при помощи гайки 36 и болта 57, проходящего через втулочное утолщение 34.

Как показано на фиг. 1 и 3, фланцевая часть 11 имеет отверстия 39 и 40 для закрепления тормозного диска типа диска 68, описанного в патенте США N 3749415, который включен в число ссылок к данному описанию.

На фиг. 12 14 представлены видоизмененные варианты исполнения заявляемого узла поворотного кулака, который на этих чертежах обозначен соответственно позициями 110, 210 и 310. Для обозначения аналогичных деталей в данном случае применены те же цифровые позиции, что и на фиг. 1-3, но с добавлением "100", "200", "300". На данных чертежах в отличие от фиг. 1 отсутствует мост 18, и не показаны тяги рулевого управления.

Рассмотрим сначала узел 110 поворотного кулака. Этот узел аналогичен узлу 10 за исключением того, что он не имеет исполнительного рычага 14 для подсоединения рулевой тяги. Кулак 110 предназначается для использования в конструкции грузового автомобиля парно с поворотным кулаком 10, который является правосторонни вариантом, а кулак 110 левосторонним вариантом. В конструкцию кулака 110 входят утолщения-бобышки 127 и 128, которые имеют скругленную часть для установки шкворня 21.

Кулаки 210 и 310 также могут использоваться попарно в конструкции грузовика, т. е. кулак 210 как левосторонний шарнир, а кулак 310 как правосторонний. Варианты поворотных кулаков 210 и 310 отличаются от вариантов 10 и 110 тем, что в их конструкции применены стандартные фланцевые части 211 и 311 обычного типа, на которых может крепиться тормозная крестовинная ступица, используемая для подсоединения узла тормозного барабана.

На фиг. 4 11 показан процесс ковочного изготовления поворотного кулака 10, представляющего данное изобретение. Первая операция отражена на фиг. 4, где показана нагретая исходная стальная заготовка перед ковкой. Следующая операция рассматриваемого процесса показана на фиг. 5; здесь на нагретую заготовку 42 воздействуют вальцами, в результате чего на этой заготовке образуется сплющенная часть 43. Далее выполняется штамповочная операция, показанная на фиг. 6, в ходе которой у заготовки 42 формируется утонченный задний конец 46. После этого производится операция получения черновой поковки (см. фиг. 7), в процессе которой формируются рычаг управления 14, рычаг поперечной тяги 16, фланцевое тело 11 и колесная ось 12. Затем, как показано на фиг. 8, осуществляется операция завершающей фасонирующей ковки, в ходе которой формируются колесная ось в ее конечном виде и бобышки 27 и 28 на рычаге 14 рулевой тяги и рычаге 16 поперечной стяжки. Фиг. 9 отображает следующую обработочную операцию, которая состоит в удалении слоя 47 (см. фиг. 7 и 8). На фиг. 10 показано отгибание рычага 16 поперечной тяги, что осуществляется штамповкой с приданием этому рычагу показанного углового положения. На фиг. 11 показана последняя операция, которая состоит в механической обработке, в процессе которой на колесной оси 12 нарезается резьба 49, в бобышках 27, 28 и 33, 34 выполняются гладкие посадочные отверстия 24 и 52 и резьбовые отверстия 26 под винты.

Поворотные кулаки 110, 210 и 310 выполняются поковочно аналогично тому, как изготавливается узел 10, за исключением того, что при изготовлении кулаков 110 и 210 не производится ковка рулевого рычага 14.

Существенным отличительным признаком данного изобретения является то, что конструкция унитарных узлов поворотного кулака 10, 110, 210 и 310, имеющих рулевые рычаги 16, 116, 216 и 316, выполняемые заодно с фланцевой частью 11, исключает необходимость проведения дорогостоящей механической обработки и сборочного подсоединения рычагов поперечных тяг, что характерно для известных поворотных кулаков. Примечательно здесь так же и то, что рычаги 14 и 314 рулевой тяги формируются как составная часть поковки кулака. В отличие от этого процесс изготовления известных поворотных кулаков предлагает изготовление отдельных бобышек и их механическую обработку так, чтобы в них могли быть сборочно закреплены резьбовые части указанных рычагов. Далее, существенным обстоятельством является то, что наличие единого фланцевого тела 11, предназначенного для скрепления с узлом тормозного барабана, исключает необходимость, как это делалось ранее, соединения через промежуточную тормозную крестовину или ступицу. Все эти признаки нашли отражение в конструкции выше рассмотренного одноэлементного узла поворотного кулака, который изготавливается в виде поковки из одной заготовки из стали и который предназначается для применения в большегрузных автомобилях коммерческого назначения, таких как грузовики. Такая унитарная конструкция не только обеспечивает жесткое и надежное соединение, но и снижает расходы на дополнительные комплектующие детали и механическую обработку, включая применение крупных соединительных бобышек, на изготовление которых требуется дополнительный расход стали.

Вышеуказанный одноэлементный узел поворотного кулака применяется в конструкции тяжелых коммерческих автомобилей, включая грузовики и автобусы классов 5, 6, 7 и 8. Его преимущества могут быть в полной мере реализованы в автомобилях коммерческого назначения с брутто-весом не менее 14000 фунтов (6350 кгс).

Предпочтительным материалом для поковочного изготовления данного унитарного поворотно-кулакового узла из одной заготовки является сталь. Следует обратить внимание на то, что рулевые рычаги 14 и рычаги 16 поперечной тяги могут иметь геометрическую форму и положение по отношению к фланцевому телу 11, отличные от того, что показано на выше рассмотренных чертежах.

Приведенная выше информация по описанию существа настоящего изобретения позволяет специалистам в данной области реализовать его на практике. При этом достаточно очевидно, что объем притязаний изобретения и конкретные формы его реализации не ограничиваются конкретно рассмотренными вариантами. Объем притязаний изобретения в широком аспекте определяется положениями формул патентования, приводимыми ниже и основывающимися на предшествующем описании.

Использование: изобретение относится к конструкции узла поворотного кулака для тяжелых автомобилей коммерческого назначения типа грузовиков имеет фланцевую корпусную часть, от которой как продолжение отходит консольно рычаг поперечной тяги, а в некоторых случаях и рычаг рулевой тяги. Фланцевая часть при соответствующем конструктивном решении предназначается для закрепления на ней тормозного агрегата. От нее как продолжение отходит колесная ось. В предпочтительном варианте рулевой поперечно-тяговый рычаги выполняются ковкой на фланцевой части с промежуточными бобышечными утолщениями, которые служат для подсоединения поворотного кулака к момту подвески с помощью осевого шкворня. 4 с.и. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Узел поворотного кулака для тяжелых автомобилей коммерческого назначения, таких как грузовики, содержащий фланцевую корпусную часть и предназначенную для закрепления тормозного агрегата, колесную ось, отходящую от фланцевой части, рычаг поперечной рулевой тяги, связанный с фланцевой частью, и утолщения-бобышки, отходящие от фланцевой части с противоположной стороны относительно колесной оси и имеющие каждая отверстие, расположенные соосно для установки шкворня, отличающийся тем, что фланцевая часть, колесная ось, рычаг поперечной рулевой тяги и бобышки-утолщения выполнены заодно из одной заготовки в виде одноэлементной крупногабаритной поковки для использования в конструкции автомобиля коммерческого назначения с брутто-весом по меньшей мере порядка 14000 фунтов. 2. Узел по п.1, отличающийся тем, что фланцевая корпусная часть образована тормозным крестовинным башмаком. 3. Узел по п.1, отличающийся тем, что на фланцевой корпусной части закреплен тормозной крестовинный башмак. 4. Узел поворотного кулака для тяжелых автомобилей коммерческого назначения, таких как грузовики, содержащий фланцевую корпусную часть, предназначенную для закрепления тормозного агрегата, колесную ось, отходящую от фланцевой части, рычаг рулевой сошки, рычаг поперечной рулевой тяги и отверстие в каждом из рычагов, расположенное соосно для установки шкворня, отличающийся тем, что фланцевая часть, колесная ось, рычаг рулевой сошки и рычаг поперечной рулевой тяги выполняются заодно из общей стальной заготовки в виде одноэлементной крупногабаритной поковки для использования в конструкции автомобиля коммерческого назначения с весом брутто по меньшей мере порядка 14000 фунтов. 5. Узел по п.4, отличающийся тем, что рычаг рулевой сошки и рычаг поперечной рулевой тяги связаны с фланцевой частью через бобышки-утолщения вокруг отверстий. 6. Узел по п.4, отличающийся тем, что рычаг рулевой сошки и рычаг поперечной рулевой тяги выполнены с втулочными утолщениями на концах, противоположных фланцевой части, а втулочные утолщения выполнены со сквозными отверстиями для подсоединения рулевой и поперечной тяг. 7. Узел по п.4, отличающийся тем, что колесная ось связана с фланцевой корпусной частью с противоположной стороны относительно соединения его с рулевой и поперечной тягами. 8. Узел по п.4, отличающийся тем, что фланцевая часть имеет плоскую форму и в ней выполнены сквозные отверстия для соединения с тормозным агрегатом. 9. Узел по.4, отличающийся тем, что он выполнен из стали. 10. Узел поворотного кулака для тяжелых автомобилей комерческого назначения с брутто-весом по меньшей мере 14000 фунтов, содержащий фланцевую корпусную часть, предназначенную для закрепления тормозного агрегата и имеющую первую и вторую в целом плоские стороны, колесную ось, отходящую от фланцевой части с первой стороны, верхнюю и нижнюю бобышки-утолщения, отходящие от второй стороны фланцевой части противоположно колесной оси и имеющие каждая отверстие, причем отверстия расположены соосно и предназначены для установки шкворня, и рычага поперечной рулевой тяги, отходящей консольно от нижней бобышки с второй стороны фланцевой части, отличающийся тем, что фланцевая часть, колесная ось, рычаг поперечной рулевой тяги и бобышки выполнены заодно из общей стальной заготовки в виде унитарной крупной поковки, а рычаг поперечной рулевой тяги ориентирован с выносом параллельно второй стороне фланцевой части. 11. Узел по п.10, отличающийся тем, что фланцевая корпусная часть образована крестовинным тормозным башмаком. 12. Узел по п.10, отличающийся тем, что фланцевая часть предназначена для закрепления тормозного крестовинного башмака. 13. Узел поворотного кулачка для тяжелых автомобилей коммерческого назначения с весом брутто по меньшей мере 14000 фунтов, содержащий фланцевую корпусную часть, предназначенную для закрепления тормозного агрегата и имеющую первую и вторую в целом плоские стороны, колесную ось, отходящую от первой стороны фланцевой части, верхнюю и нижнюю бобышки-утолщения, отходящие от второй стороны фланцевой части противоположно относительно колесной оси и имеющие каждая отверстие, причем отверстия расположены соосно и предназначены для установки шкворня, рычаг рулевой сошки, отходящий от верхней бобышки и консольно от второй стороны фланцевой части, и рычаг поперечной рулевой тяги, отходящий от нижней бобышки и консольно от второй стороны фланцевой части, отличающийся тем, что фланцевая часть, колесная ось, рычаг поперечной рулевой тяги и бобышки выполнены заодно из общей стальной заготовки в виде унитарной крупной поковки, а рычаг поперечной рулевой тяги расположен с выносом параллельно второй стороне фланцевой части. 14. Узел по п.13, отличающийся тем, что рычаг рулевой сошки и рычаг поперечной рулевой тяги выполнены с дополнительными втулочными утолщениями на концах, противоположных фланцевой части, причем утолщения выполнены со сквозными отверстиями для подсоединения рулевой и поперечной тяг. 15. Узел по п.13, отличающийся тем, что колесная ось связана с фланцевой частью противоположно по отношению к рычагу рулевой сошки и рычагу поперечной рулевой тяги. 16. Узел по п.13, отличающийся тем, что фланцевая часть имеет плоскую форму и в ней выполнены сквозные отверстия для соединения с тормозным агрегатом.