КОНСТРУКЦИЯ ОСИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2001 года по МПК B60G5/00 B60G9/02 

Изобретение относится к конструкции оси согласно ограничительной части пп. 1 и 4 формулы изобретения, предназначенной для коммерческих транспортных средств, в частности грузовиков, прицепов и транспортных средств, применяемых в горной промышленности. Конструкции осей этого типа известны, например, из финских патентов 84895 и 89570.

Жесткие управляемые оси используют главным образом в транспортных средствах с тяжелыми условиями работы, в которых необходимо, чтобы одна или несколько осей были управляемыми, поскольку в них обычно имеется более двух осей, а радиус поворота транспортного средства без управления будет недостаточным. Жесткие оси используют из-за больших нагрузок и простоты конструкции. Также важно и то, чтобы в случае неровной местности нагрузки распределялись равномерно по всем осям.

Обычно используют сдвоенные колеса с независимой подвеской, и в этом случае конструкция отвечает требованиям как в отношении поворота, так и распределения нагрузки.

В случае поворотных осей согласно вышеупомянутым финским патентам, в которых опорные средства или пружины осей опираются на раму транспортного средства или на уравнительные рычаги, прикрепленные к ней посредством подвесок, идущих вниз от опорных средств, подвески должны принимать наклонное положение, что, в частности приведет к подъему рамы транспортного средства при значительных углах поворота. Это происходит потому, что при повороте оси опорные средства или пружины перемещаются в направлении дорожной поверхности, и в то же время верхние концы подвесок, прикрепленные к их концам, также перемещаются фактически только в направлении дорожной поверхности. Когда подвески таким образом перемещаются в наклонное положение, их нижние концы должны иметь возможность подъема. Поскольку нижние концы подвесок крепятся к раме или к уравнительным рычагам, прикрепленным к раме, рама также должна подниматься. Подвеска подвергается ощутимому усилию, при этом вертикальный компонент силы передает часть массы транспортного средства на шток подвески, а горизонтальный компонент силы оказывает сопротивление повороту. Это свойство иногда может быть использовано в качестве крутящего момента, который восстанавливает управление. Однако, когда углы поворота осевых нагрузок и осей велики, для выполнения поворота необходимо значительное усилие, при этом усилие направлено к опорным средствам или пружинам по горизонтали, что приводит к избыточным напряжениям.

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы исключить вышеупомянутые недостатки. Эта цель достигается посредством конструкции оси согласно изобретению, которая отличается тем, что раскрыто в отличительной части пп. 1 и 4 формулы изобретения.

Согласно изобретению в решении с одной осью за счет крепления подвески с одной стороны оси выше и подвески только с другой стороны ниже, то есть несимметрично, и в решении с несколькими осями подобным же образом, по меньшей мере, на одной оси, эффект подъема идущей вниз подвески может быть скомпенсирован за счет эффекта опускания подвески, идущей вверх, что желательно выполнять путем изменения размеров частей и количества идущих вверх подвесок. При повороте оси, когда подвески располагаются несимметрично, опорное средство или пружина оси поворачивается к оси в перпендикулярной плоскости, поскольку когда верхний конец идущей вверх подвески проходит под углом, он пытается поднять конец опорного средства или пружины, а нижний конец идущей вниз подвески пытается опустить противоположный конец опорного средства или пружины. Сила, необходимая для поворота оси, будет значительно уменьшена, поскольку когда идущая вверх подвеска проходит под углом, она приводит к воздействию горизонтального компонента силы на опорное средство или пружину, который действует в направлении, противоположном направлению горизонтального компонента силы, вызываемого идущей вниз подвеской.

В том случае, когда опорные средства или пружины прикреплены к оси посредством соединений, которые обеспечивают возможность поворота оси фактически в горизонтальной плоскости по отношению к опорному средству или пружине и возможность качания опорного средства или пружины по отношению к оси, как в решении согласно финскому патенту 89570, подвеска, проходящая вверх или вниз от подвески опорного средства или пружины, обеспеченных несимметрично расположенной подвеской, должна в каждом случае быть прикреплена, например, к раме транспортного средства, к опорному средству или пружине, либо к уравнительному рычагу посредством опоры, которая обеспечивает возможность поворота подвески фактически только в продольной Плоскости рамы транспортного средства и фактически в вертикальной плоскости по отношению к раме, поскольку в этом случае силы, действующие на подвеску, не всегда автоматически центрируют опорное средство или пружину с рамой транспортного средства, и ситуация может быть изменена на неустойчивую. Противоположный конец подвески в этом случае для более свободного перемещения должен быть закреплен в опоре, причем на практике это можно легче выполнить посредством шарового соединения.

Этот способ удержания нагрузок обеспечивает другое значительное дополнительное преимущество конструкции: подвеска, одно закрепление которой может поворачиваться только в одной плоскости, вызывает движение опорного средства или пружины в боковом направлении по отношению к раме транспортного средства, при этом опорное средство или пружина не может сталкиваться с рамой транспортного средства, с шинами и т.д. Пространство, требуемое для перемещения опорного средства или пружины, может быть точно вычислено, при этом, например, может быть снижено требование в отношении необходимого пространства, и углы поворота оси могут быть увеличены.

Тележка может содержать, что обычно и выполняется, более двух осей, при этом некоторые из осей могут быть неподвижными осями, то есть неуправляемыми. Очевидны, по меньшей мере, следующие варианты:
- тележка образована с двумя управляемыми осями;
- тележка образована с одной управляемой осью и одной неподвижной осью. Используется уравнительный рычаг, а опорное средство неподвижной оси крепится одним концом к уравнительному рычагу посредством подвески, при этом его другой конец крепится к раме таким же или иным способом;
- тележка образована с двумя управляемыми осями и одной неподвижной осью. В этом случае неподвижная ось может быть расположена в любом конце тележки, при этом ситуация аналогична указанной выше, за исключением того, что уравнительный рычаг используется между управляемыми осями либо в качестве средней оси тележки, при этом неподвижная ось пружинно связана с обеими управляемыми осями посредством уравнительных рычагов;
- тележка образована с тремя управляемыми осями и с одной неподвижной осью;
- тележка образована с одной управляемой осью и двумя неподвижными осями;
- тележка образована с двумя управляемыми осями и двумя неподвижными осями;
- тележка образована с тремя управляемыми осями и двумя неподвижными осями;
- имеется одна управляемая ось, при этом уравнительный рычаг исключен, а подвески закреплены в местах крепления на раме. Этот вариант не представляет собой конструкцию тележки, даже если используются удержание оси и управление согласно изобретению.

Очевидно, что посредством устройства тележки согласно изобретению также могут быть реализованы иные варианты.

Ниже изобретение будет описано более подробно посредством двух характерных вариантов осуществления конструкции со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:
на фиг. 1 представлен вид в перспективе конструкции рамы или части конструкции рамы транспортного средства, содержащей две тележки, образуемые двумя управляемыми осями;
на фиг. 2 представлен вид в перспективе одноосной конструкции согласно изобретению;
на фиг. 3 представлен схематический вид работы подвески в конструкции согласно фиг. 1 и 2;
на фиг. 4 представлен схематический вид известной подвески.

Конструкция согласно фиг. 1 содержит тележку, обеспеченную двумя управляемыми осями 2 по обоим концам рамы 1 или части рамы транспортного средства. Здесь более подробно показана только передняя тележка, поскольку задняя тележка представляет собой зеркальное отражение передней тележки. Ось 2 может быть либо тяговой, либо только нагрузочной. Однако возможные регулировочные узлы оси 2 на фиг. 1 не показаны, поскольку они не составляют суть изобретения.

На концах осей 2 находятся колеса 15, которые показаны в виде одинарных колес, однако, в случае сильно нагружаемых осей они обычно представляют собой сдвоенные колеса.

Каждая ось 2 крепится к раме 1 посредством треугольной или V-образной опоры 5, которая прикреплена к оси 2 в одном месте посредством шарового соединения 10 и шарнирно закреплена в двух местах на противоположных сторонах рамы 1 посредством опоры или соединения 11. Этот способ крепления обеспечивает возможность упругого перемещения оси 2 в вертикальном направлении или поворота в вертикальной плоскости, а дополнительно к этому он обеспечивает возможность управляемого поворотного движения в горизонтальной плоскости, при этом он предотвращает перемещение оси 2 в боковом направлении транспортного средства при определенных условиях.

Опорные средства 3 между балкой 2 оси и рамой 1, которые могут представлять собой жесткие рычаги или пружины, например листовые пружины или параболические пружины, крепяться к оси по центру или эксцентрично посредством соединений 4. Соединения 4 обеспечивают возможность поворота оси 2 в горизонтальной плоскости по отношению к опорному средству 3 и колебаний опорного средства 3 по отношению к оси 2.

Подвески 7 и 8 расположены по обоим концам опорного средства 3 оси 2, при этом опорное средство 3 крепится к раме 1 транспортного средства непосредственно либо косвенным образом с помощью подвески. В этом примере подвески 7 между осями 2 крепятся своими верхними концами к опорным средствам 3 и своими нижними концами к уравнительным рычагам 9, установленным на противоположных сторонах рамы 1, при этом с помощью рычагов опорные средства 3 обеих осей 2 тележки соединены друг с другом. Задние подвески 7 задней оси 2 тележки крепятся своими верхними концами к опорным средствам 3, а своими нижними концами к раме 1. Передние подвески 8 передней оси 2 крепятся между опорными средствами 3 и рамой 1 таким образом, что подвески 8 фактически проходят вверх от опорных средств 3 в отличие от подвесок 7, которые проходят вниз от опорных средств. Это несимметричное расположение подвесок 7 и 8 оси 2 обеспечивает преимущества, которые описаны выше, и будет описано ниже применительно к фиг. 3 и 4.

Поскольку соединения 4, используемые в данном случае для удержания осей 2, обеспечивают возможность поворота осей фактически в горизонтальной плоскости по отношению к опорному средству 3, при несимметричном расположении подвесок, описанном выше, один конец подвески 7 или 8 должен крепиться к раме 1, к опоре 3 или к уравнительному рычагу 9 с опорой 14, которая обеспечивает возможность поворота подвески 7 или 8 фактически только в продольной плоскости рамы 1 транспортного средства и фактически в вертикальной плоскости по отношению к раме 1, так как силы, действующие на подвески 7 и 8, не всегда центрируют подвеску 3 с рамой при несимметричном расположении подвесок. В этом случае опоры 14 устанавливают путем их крепления между верхним концом идущей вверх подвески 8 и рамой 1 транспортного средства. При несимметричном расположении подвесок для крепления других концов подвесок 7 и 8 может быть использовано шаровое соединение 13. Однако, шаровое соединение 13 может быть использовано для крепления всех концов подвески 7 при симметричном расположении подвесок, если нагрузка на подвески все время остается тяговой нагрузкой, поскольку повороту опорного средства 3 с осью 2 оказывают сопротивление компоненты силы, которые зависят от положения подвески 7, действуют у концов опорного средства 3 и перпендикулярны направлению рамы 1. За счет симметрии компонентов силы опорное средство 3 остается почти параллельным раме 1. При симметричном расположении подвесок также предпочтительно, если одна из двух подвесок 7, прикрепленная к опорному средству 3, монтируется ее концом в опорах с помощью соединения, которое обеспечивает возможность поворота подвески 7 только в одной плоскости, с тем чтобы обеспечивалось желаемое положение опорного средства 3 сбоку по отношению к раме 1. После этого изменение направления нагрузки на подвеску 7 не сможет привести к повороту опорного средства 3 в неправильное положение.

Что касается основных деталей, то описанная здесь конструкция оси соответствует конструкции оси, описанной в финском патенте 89570, за исключением описанного выше несимметричного расположения подвесок, реализуемого по меньшей мере для одной оси 2. Поэтому, чтобы избежать ненужного повторения, сделана ссылка на вышеуказанный патент.

Средства, используемые для поворота оси 2, здесь не показаны, поскольку поворот может быть реализован разными способами, а способ поворота для изобретения не важен. Одна из предпочтительных систем поворота оси описана, например, в финском патенте 84895.

В конструкции согласно фиг. 2 с одной (управляемой) осью 2' уравнительные рычаги отсутствуют, поскольку они излишни, при этом задние подвески 7', проходящие вниз от опорного средства 3', крепятся к раме 1', как и задние подвески 7 второй оси 2 на фиг. 1, а передние подвески 8' проходят вверх от опорного средства, как и передние подвески 8 первой оси 2 на фиг. 1.

На фиг. 3 и 4 представлено принципиальное различие в работе настоящего изобретения и известной схемы расположения подвесок. В известном решении (фиг. 4) подвески 7'' в течение выполнения поворота поворачиваются из их вертикального положения (показанного штрихпунктирной линией), при этом рама 1'' поднимается, поскольку подвески 7'' наклоняются. Это вызвано симметричным креплением подвесок 7'' к раме 1'', при этом опорное средство 3'' остается прямым и расстояние между креплением верхнего и нижнего концов подвесок 7'' сокращается перпендикулярно раме 1''. В решении согласно изобретению (фиг. 3), в котором подвеска 8, 8' с одной стороны поворотной оси 2, 2', если смотреть на ось 2, 2' в продольном направлении, фактически проходит вверх от опорных средств 3, 3', а подвеска 7, 7' с другой стороны оси фактически проходит вниз, то есть несимметрично по отношению к оси 2, 2', опорное средство 3, 3' поворачивается относительно оси, соответственно оси 2, 2', а по этой причине вертикальные перемещения рамы 1, 1' становятся меньше. Желаемое перемещение рамы 1, 1' получится в том случае, если, например, подвескам 7, 7' и 8, 8' одной и той же оси 2, 2' придаются такие размеры, что они соответственно имеют разную длину.

Устройство согласно изобретению описано выше посредством только двух предпочтительных характерных вариантов осуществления конструкции, однако очевидно, что изобретение может быть изменено без отклонения от его объема, определенного в прилагаемых пунктах формулы изобретения, и может быть применено к ряду конструкций осей, из которых выше упомянуто лишь незначительное количество возможных примеров.

Настоящее изобретение относится к конструкции оси или тележки для транспортного средства, содержащей опорные средства, установленные между осью и рамой транспортного средства. Подвески установлены по концам опорных средств. Подвески одним своим концом прикреплены к опорным средствам и другим своим концом - к раме транспортного средства, причем непосредственно или косвенно. Треугольная опора прикреплена в одном месте посредством соединения по центру оси и шарнирно прикреплена в двух местах к раме транспортного средства с ее противоположных сторон. Для того, чтобы уменьшить вертикальное перемещение рамы транспортного средства, когда оси повернуты, подвески с одной стороны, по меньшей мере, одной оси, если смотреть на ось в продольном направлении, фактически проходят вверх от опорных средств или пружин, а подвески с другой стороны оси фактически проходят вниз. Технический результат - уменьшение силы, необходимой для поворота оси. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Одноосная конструкция для транспортного средства, содержащая жесткую ось 2', колеса 15', прикрепленные к концам оси 2'; опорные средства 3' или пружины, установленные по обоим концам оси между осью 2' и рамой 1' транспортного средства; подвески 7', 8', установленные по обоим концам опорных средств 3' или пружин оси 2', при этом подвески одним своим концом прикреплены к опорным средствам 3' или пружинам, а другим своим концом прикреплены к раме 1' транспортного средства; треугольную опору 5', прикрепленную в одном месте посредством соединения, центрального к оси 2', и шарнирно прикрепленную в двух местах к раме 1' транспортного средства на ее противоположных сторонах, при этом треугольная опора 5' подвески 7, 8 обеспечивает возможность поворота оси, отличающаяся тем, что подвески 8' на одной стороне оси 2', если смотреть на ось в продольном направлении, проходят по существу вверх от опорных средств 3', а подвески 7' на другой стороне оси фактически проходят вниз. 2. Композиция по п.1, в которой опорные средства 3' или пружины прикреплены к оси 2' посредством таких соединений 4', которые обеспечивают возможность поворота по существу в горизонтальной плоскости по отношению к опорным средствам или пружинам и качания опорных средств или пружин относительно оси, отличающаяся тем, что одни из фактически проходящих вверх и вниз подвесок 7', 8' крепятся соответственно к раме 1' транспортного средства, либо к опорным средствам 3' или пружинам посредством опор 14, которые обеспечивают возможность поворота этих подвесок фактически в продольной плоскости рамы транспортного средства и фактически в вертикальной плоскости по отношению к раме. 3. Конструкция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что фактически проходящим вверх или вниз подвескам 7', 8' приданы такие размеры, чтобы они имели разную длину для осуществления желаемого перемещения между осью 2' и рамой 1'. 4. Конструкция тележки для транспортного средства, содержащая по меньшей мере две жесткие оси 2; колеса 15, прикрепленные к концам каждой оси 2; опорные средства 3 или пружины, установленные по обоим концам каждой оси между осями 2 и рамой 1 транспортного средства, при этом обеспечивается возможность поворота по меньшей мере одной из жестких осей; подвески 7, 8, установленные по обоим концам опорных средств 3 или пружин оси 2, при этом один конец подвески крепят к опорным средствам 3 или пружинам, а другой конец - к раме 1 транспортного средства, либо при смежной поворотной или неповоротной оси к уравнительным рычагам 9, которые установлены с каждой стороны рамы транспортного средства и посредством которых взаимосвязаны опорные средства или пружины осей; треугольную опору 5, прикрепленную посредством соединения в одном месте по центру оси 2 и шарнирно прикрепленную в двух местах к раме 1 транспортного средства на ее двух противоположных сторонах, отличающаяся тем, что подвески 8 с одной стороны, по меньшей мере, одной поворотной оси 2, если смотреть на ось в продольном направлении, фактически проходят вверх от опорных средств 3, а подвески 7 с другой стороны оси фактически проходят вниз. 5. Конструкция тележки по п.4, при этом опорные средства 3 или пружины поворотной оси 2 прикреплены к оси посредством таких соединений 4, которые обеспечивают возможность поворота оси фактически в горизонтальной плоскости по отношению к опорным средствам или пружинам и возможность качания опорных средств или пружин относительно оси, отличающаяся тем, что подвески, проходящие вверх или вниз от опорных средств 3 или пружин, обеспеченных фактически проходящими вверх или вниз подвесками 7, 8, крепятся к раме 1 транспортного средства, либо к опорным средствам 3 или пружинам, либо к уравнительным рычагам 9 посредством опор 14, которые обеспечивают возможность поворота подвесок фактически только в продольной плоскости рамы транспортного средства и фактически в вертикальной плоскости по отношению к раме. 6. Конструкция тележки по п.4 или 5, отличающаяся тем, что фактически проходящими вверх или вниз подвескам 7, 8 одной и той же оси 2 приданы такие размеры, чтобы они имели разную длину для осуществления желаемого перемещения между осью и рамой.