КОНТЕЙНЕРОВОЗ Российский патент 2003 года по МПК B60P3/00 B62D21/11 

Изобретение относится к технике контейнерных перевозок, а именно к транспортным средствам, приспособленным для перевозки специальных грузов и изделий, требующих защиты от вибраций и ударов по всем координатам.

Известен контейнеровоз, содержащий раму с шарнирно закрепленными на конце горизонтальной полки стойками, установленные в нижних частях стоек и вертикальной полки опорные колеса, контейнер, неподвижно закрепленный на неподрессоренной раме, не обеспечивающей защиту контейнера от колебаний и вибраций (а.с. СССР 1369947, кл. В 60 Р 3/00, 1/02, опубл. 30.01.1988).

Недостатком данного устройства является крепление контейнера к неподрессоренной раме, что приводит к недостаточной виброзащите контейнера и, следовательно, к снижению сохранности груза. Кроме того, необходима специальная жесткая конструкция контейнера, который должен выдерживать нагрузки от веса рамы, что увеличивает полную массу контейнеровоза.

Наиболее близким из известных технических решений является контейнеровоз, содержащий раму с закрепленными опорными колесами и механизм подрессоривания контейнера в виде двухзвенных амортизаторов, верхние шарниры каждого из которых связаны с рамой посредством упругого элемента, а нижние - шарнирно связаны с контейнером, обеспечивая сложную кинематику гашения колебаний контейнера (патент РФ 2174921, кл. В 60 Р 3/00, от 2001).

Недостатком данного устройства является наличие упругих элементов, установленных на раме контейнеровоза и связанных с двухзвенными амортизаторами контейнера, которые не обеспечивают виброзащиту рамы, что увеличивает неподрессоренный вес и ухудшает плавность хода контейнеровоза. Кроме того, сложная кинематика гашения продольных линейных колебаний контейнера увеличивает себестоимость контейнеровоза.

Данный контейнеровоз имеет сравнительно низкий технический уровень по конструкции механизма подрессоривания с двухзвенными амортизаторами, связывающими контейнер с неподрессоренной рамой, что приводит к передаче возмущающего воздействия от неровностей дороги на раму при всех режимах движения контейнеровоза и вызывает линейные и угловые колебания рамы, ухудшая ее надежность и снижая плавность хода контейнеровоза.

В этой связи важнейшей задачей является создание надежной конструкции контейнеровоза, снабженной новым горизонтально-поворотным механизмом подрессоривания с трехопорными амортизаторами, каждый из которых выполнен в виде вертикально подрессоренной колесной шарнирной опоры, взаимодействующей с горизонтально подрессоренными двумя симметрично расположенными рамными шарнирами опорами, образующими горизонтально-поворотную систему подрессоривания, обеспечивающую гашение колебаний контейнера и рамы, что создает новую кинематическую схему трехопорного амортизатора, обеспечивающую возможность гашения различных видов колебаний рамы и контейнера при движении контейнеровоза и уменьшающую динамические нагрузки на элементы подвески, что приводит к улучшению плавности хода контейнеровоза, к значительному снижению неподрессоренной массы, к увеличению надежности рамы, к повышению надежности элементов подвески, в результате обеспечивается значительное улучшение сохранности груза при транспортировке.

Техническим результатом заявленного изобретения является создание принципиально новой конструкции контейнеровоза с оригинальной горизонтально-поворотной системой подрессоривания, упругодемпфирующие элементы которой деформируются при различных относительных перемещениях подрессоренной и неподрессоренной масс, с новой кинематической схемой трехопорного амортизатора, уменьшающего динамические нагрузки на элементы подвески, что предусматривает упругодемпфирующее гашение колебаний рамы и контейнера при улучшении надежности системы подрессоривания и обеспечивает существенное повышение плавности хода.

Указанный технический результат достигается тем, что предложенный контейнеровоз содержит раму с опорными колесами и механизм подрессоривания контейнера, выполненный в виде трехопорных амортизаторов, каждый из которых снабжен колесной шарнирной опорой, содержащей упругодемпфирующую стойку, шарнирно соединенную с рамой контейнеровоза, взаимодействующей посредством горизонтально-поворотных тяг с двумя симметрично расположенными рамными шарнирными опорами, установленными в горизонтальных направляющих кронштейнов, жестко закрепленных на раме контейнеровоза, каждая из которых снабжена упругодемпфирующими элементами, свободные концы которых жестко закреплены на кронштейне, с возможностью горизонтального перемещения рамных шарнирных опор по направляющим кронштейнов вдоль осей упругодемпфирующих элементов, и шарнирно связанной посредством ограничительной тяги с рамой контейнеровоза, образуя горизонтально-поворотный амортизатор, создающий упругое и неупругое гашение малых и больших колебаний контейнера.

Вследствие того, что в конструкции контейнеровоза механизм подрессоривания выполнен в виде трехопорных амортизаторов, каждый из которых содержит вертикально подрессоренную колесную шарнирную опору, взаимодействующую с двумя горизонтально подрессоренными симметрично расположенными рамными шарнирными опорами, имеющими возможность горизонтального перемещения относительно рамы контейнеровоза, образующими горизонтально-поворотную систему подрессоривания, обеспечивающую деформации упругодемпфирующих элементов при малых и больших относительных перемещениях подрессоренной и неподрессоренной масс при всех режимах движения контейнеровоза, обеспечивается эффективное упругодемпфирующее гашение различных видов колебаний рамы и контейнера, что повышает плавность хода контейнеровоза при уменьшении неподрессоренной массы и улучшает надежность рамы.

Благодаря принципиально новой кинематической схеме трехопорных амортизаторов с переменным расположением их рамных шарнирных опор относительно рамы контейнеровоза уменьшаются динамические нагрузки на элементы подвески при относительных перемещениях рамы и колеса в режимах разгона и торможения контейнеровоза, что повышает надежность системы подрессоривания. Вследствие того, что колесная шарнирная опора каждого из трехопорных амортизаторов шарнирно связана посредством ограничительной тяги с рамой контейнеровоза, обеспечиваются разнонаправленные перемещения симметричных рамных шарнирных опор, что обеспечивает сохранение курсовой устойчивости контейнеровоза при движении по косогору.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем осуществленным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенном в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результат которого показывает, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен заявляемый контейнеровоз; на фиг.2 - вид А на фиг.1 (поворот на 90^o вида сверху на левую переднюю подвеску контейнеровоза); на фиг. 3 - кинематическая схема подвески, совмещенная с кинематической схемой рулевого привода.

Контейнеровоз содержит раму 1 с опорными колесами 2, установленным на ней контейнером 3 и механизмом подрессоривания.

Механизм подрессоривания выполнен в виде трехопорных амортизаторов 4, каждый из которых содержит колесную шарнирную опору 5, установленную на поворотном кулаке 6 колеса 2 соосно с осью колеса, и две симметрично расположенные рамные шарнирные подвижные опоры 7.

Колесная шарнирная опора 5 каждого их трехопорных амортизаторов 4 снабжена упругодемпфирующей стойкой 8, шарнирно соединенной с рамой 1 контейнеровоза, что обеспечивает деформацию упругодемпфирующей стойки 8 при малых относительных вертикальных линейных и угловых перемещениях подрессоренной и неподрессоренной массы, возникающих от воздействия неровностей дороги, и при больших относительных вертикальных линейных и угловых перемещениях подрессоренной и неподрессоренной массы, возникающих в резонансе, а значит, обеспечивает эффективное упругодемпфирующее гашение вертикальных линейных и угловых колебаний рамы 1 и контейнера 3.

Колесная шарнирная опора 5 каждого из трехопорных амортизаторов 4 взаимодействует с двумя симметрично расположенными рамными шарнирными опорами 7 посредством горизонтально-поворотных тяг 9 равной длины, при этом каждая из симметрично расположенных рамных шарнирных опор 7 установлена в горизонтальном направляющем элементе 10 кронштейна 11, жестко закрепленного на раме 1 контейнеровоза, и снабжена одинаковыми упругодемпфирующими элементами 12, свободные концы которых жестко закреплены на кронштейне 11, с возможностью горизонтального перемещения симметрично расположенных рамных шарнирных опор 7 по направляющим элементам 10 при деформации упругодемпфирующих элементов 12, образуя горизонтально-поворотный трехопорный амортизатор, что вызывает при малых относительных горизонтальных продольно-линейных и угловых перемещениях подрессоренной и неподрессоренной масс, возникающих по причине неровностей дороги и при неравенстве сил дорожного сопротивления на колесах левого и правого борта контейнеровоза, и больших, возникающих при разгоне и торможении контейнеровоза и в резонансе, разнонаправленные горизонтальные перемещения двух рамных шарнирных опор 7 по направляющим элементам 10 при разнонаправленной деформации упругодемпфирующих элементов 12, вызывая изменение относительного расположения горизонтально-поворотных тяг 9. Тем самым обеспечивается эффективное упругодемпфирующее гашение малых и больших горизонтальных линейных и угловых колебаний рамы 1 и контейнера 3, что повышает плавность хода контейнеровоза при уменьшении неподрессоренной массы и улучшении надежности рамы, а также уменьшает динамические нагрузки на горизонтально-поворотные тяги 9 и шарниры подвески, а значит, повышает надежность системы подрессоривания.

Колесная шарнирная опора 5 каждого из трехопорных амортизаторов 4 шарнирно связана с рамой 1 контейнеровоза посредством горизонтальной ограничительной тяги 13, перпендикулярной продольной оси контейнеровоза, что исключает однонаправленные перемещения двух симметрично расположенных рамных шарнирных опор 7 по направляющим элементам 10 при однонаправленной деформации упругодемпфирующих элементов 12 при движении контейнеровоза по косогору и тем самым исключает осевое воздействие со стороны колесной шарнирной опоры 5 на поворотный кулак 6 колеса 2, предотвращая возможность его поворота при взаимодействии с рычагом рулевой трапеции 14 и боковой тягой 15 рулевого привода 16, сохраняя курсовую устойчивость движения контейнеровоза по дороге с поперечным уклоном. Ограничительная тяга 13 выполнена большой длины, что обеспечивает совпадение траектории относительного перемещения колесной шарнирной опоры 5 вокруг шарнира крепления ограничительной тяги 13 на раме 1 контейнеровоза с направлением движения контейнера 3, тем самым исключается возможность самоповорота колеса 2 при взаимодействии поворотного кулака 6 колеса 2 с рычагом рулевой трапеции 14 и боковой тягой 15 рулевого привода 16 и сохраняется параллельность плоскости вращения колеса 2 продольной оси контейнеровоза при прямолинейном движении контейнеровоза в любом режиме, что обеспечивает курсовую устойчивость движения контейнеровоза в любом режиме на дороге без поперечного уклона.

Предлагаемый контейнеровоз работает следующим образом.

При неподвижном нагруженном контейнеровозе упругодемпфирующие стойки 8 трехопорных амортизаторов 4, шарнирно соединенные одними своими концами с рамой 1 контейнеровоза, а другими - с колесными шарнирными опорами 5 трехопорных амортизаторов 4, сжаты на величину статического хода, при этом трехопорный амортизатор 4 расположен симметрично относительно горизонтальной оси симметрии ограничительной тяги 13, шарнирно связывающей колесную шарнирную опору 5 с рамой 1 контейнеровоза, перпендикулярной продольной оси симметрии контейнеровоза, а горизонтально-поворотные тяги 9 равной длины, связывающие колесную шарнирную опору 5 каждого из трехопорных амортизаторов 4 с двумя симметрично расположенными рамными шарнирными опорами 7, неподвижны, а каждая из симметрично расположенных рамных шарнирных опор 7, установленная в горизонтальном направляющем элементе 10 кронштейна 11, жестко закрепленного на раме 1 контейнеровоза, и снабженная одинаковыми упругодемпфирующими элементами 12, свободные концы которых жестко закреплены на кронштейне 11, неподвижна на своем направляющем элементе 10, при этом упругодемпфирующие элементы 12 находятся в свободном, недеформированном состоянии.

При движении контейнеровоза по дороге без поперечного уклона подрессоренная и неподрессоренная массы могут совершать малые относительные вертикальные линейные и угловые перемещения, возникающие от воздействия неровностей дороги, и большие относительные вертикальные линейные и угловые перемещения, возникающие в резонансе, кроме того, малые относительные горизонтальные продольно-линейные и угловые перемещения, возникающие по причине неровностей дороги и при неравенстве сил дорожного сопротивления на колесах левого и правого борта контейнеровоза, а также большие относительные горизонтальные продольно-линейные и угловые перемещения, возникающие в резонансе и в режимах разгона и торможения контейнеровоза.

При возникновении малых относительных вертикальных линейных и угловых перемещений подрессоренной и неподрессоренной масс от воздействия неровностей дороги при равномерном движении контейнеровоза, а также больших относительных вертикальных линейных и угловых перемещений, резонансных, при равномерном движении контейнеровоза, упругодемпфирующие стойки 8 трехопорных амортизаторов 4, шарнирно соединенные одними своими концами с рамой 1 контейнеровоза, а другими - с колесными шарнирными опорами 5 трехопорных амортизаторов 4, деформируются на величину динамического хода, обеспечивая упругодемпфирующее гашение вертикальных линейных и угловых колебаний рамы 1 и контейнера 3, при этом трехопорный горизонтально-поворотный амортизатор 4 расположен симметрично относительно горизонтальной оси симметрии ограничительной тяги 13, шарнирно связывающей колесную шарнирную опору 5 с рамой 1 контейнеровоза, перпендикулярной продольной оси симметрии контейнеровоза, а горизонтально-поворотные тяги 9, связывающие колесную шарнирную опору 5 каждого из трехопорных амортизаторов 4 с двумя симметрично расположенными рамными шарнирными опорами 7, неподвижны, а каждая из рамных шарнирных опор 7, установленная в горизонтальном направляющем элементе 10 кронштейна 11, жестко закрепленного на раме 1 контейнеровоза, и снабженная одинаковыми упругодемпфирующими элементами 12, свободные концы которых жестко закреплены на кронштейне 11, неподвижна на своем направляющем элементе 10, при этом упругодемпфирующие элементы 12 находятся в свободном, недеформированном состоянии.

При возникновении малых относительных горизонтальных продольно-линейных перемещений подрессоренной и неподрессоренной масс по причине неровностей дороги и при неравенстве сил дорожного сопротивления на колесах левого и правого борта при равномерном движении контейнеровоза, а также при возникновении больших относительных горизонтальных продольно-линейных перемещений подрессоренной и неподрессоренной масс в резонансе и при режимах разгона и торможения контейнеровоза, контейнер 3 перемещается в продольном направлении относительно опорного колеса 2 вместе с кронштейнами 11 с направляющими элементами 10 и шарниром крепления на раме 1 ограничительной тяги 13 трехопорного амортизатора 4, при этом горизонтально-поворотные тяги 9, связывающие колесную шарнирную опору 5 каждого из трехопорных амортизаторов 4 с двумя рамными шарнирными опорами 7, поворачиваются относительно колесной шарнирной опоры 5, а две рамные шарнирные опоры 7, установленные в горизонтальных направляющих элементах 10 кронштейнов 11, жестко закрепленных на раме 1 контейнеровоза, и снабженные одинаковыми упругодемпфирующими элементами 12, свободные концы которых жестко закреплены на кронштейнах 11, разнонаправленно перемещаются по своим направляющим элементам 10 при разнонаправленной деформации упругодемпфирующих элементов 12, а колесная шарнирная опора 5 поворачивается вокруг шарнира крепления ограничительной тяги 13 большой длины на раме 1 контейнеровоза, тем самым при совпадении траектории перемещения колесной шарнирной опоры 5 вокруг шарнира крепления ограничительной тяги 13 на раме 1 контейнеровоза с направлением движения контейнера 3 исключается возможность самоповорота колеса 2 при взаимодействии поворотного кулака 6 колеса 2 с рычагом рулевой трапеции 14 и боковой тягой 15 рулевого привода 16 и сохраняется параллельность плоскости вращения колеса 2 продольной оси контейнеровоза при прямолинейном движении контейнеровоза, что обеспечивает эффективное упругодемпфирующее гашение малых и больших горизонтальных колебаний рамы 1 и контейнера 3, повышает плавность хода контейнеровоза при уменьшении неподрессоренной массы и улучшении надежности рамы, а также уменьшает динамические нагрузки на горизонтально-поворотные тяги 9 и шарниры подвески, а значит, повышает надежность системы подрессоривания при обеспечении курсовой устойчивости движения контейнеровоза на дороге без поперечного уклона.

При движении контейнеровоза по дороге с поперечным уклоном упругодемпфирующее гашение колебаний рамы 1 и контейнера 3 происходит аналогичным образом, при этом горизонтальная ограничительная тяга 13 каждого из трехопорных амортизаторов 4, перпендикулярная продольной оси контейнеровоза, шарнирно связывает колесную шарнирную опору 5 с рамой 1 контейнеровоза, что исключает однонаправленные перемещения двух симметрично расположенных рамных шарнирных опор 7 по направляющим элементам 10 при однонаправленной деформации упругодемпфирующих элементов 12 и тем самым исключает осевое воздействие со стороны колесной шарнирной опоры 5 на поворотный кулак 6 колеса 2, что предотвращает возможность его поворота при взаимодействии с рычагом рулевой трапеции 14 и боковой тягой 15 рулевого привода 16, тем самым сохраняется курсовую устойчивость движения контейнеровоза по дороге с поперечным уклоном.

Предлагаемый контейнеровоз для транспортировки и перевозки специальных грузов и объектов, требующих защиты от вибраций и ударов, обеспечит существенное повышение виброзащиты контейнера и рамы, плавности хода контейнеровоза при уменьшении неподрессоренной массы, значительное улучшение сохранности груза и повышение надежности подвески и рамы благодаря принципиально новой горизонтально-поворотной системе подрессоривания, упругодемпфирующие элементы которой деформируются при различных относительных перемещениях подрессоренной и неподрессоренной масс, благодаря новой кинематической схеме трехопорного амортизатора, уменьшающего динамические нагрузки на элементы подвески.

Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- контейнеровоз, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для транспортировки и перевозки специальных грузов и объектов, требующих защиты от вибраций и ударов, и обеспечит существенное повышение виброзащиты контейнера и рамы, плавности хода контейнеровоза при уменьшении неподрессоренной массы, значительное улучшение сохранности груза и повышение надежности подвески и рамы;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления в соответствии с описанием и прилагаемым чертежом;
- контейнеровоз, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Изобретение относится к контейнерным перевозкам. Контейнеровоз содержит раму с опорными колесами 2 и механизм подрессоривания контейнера, выполненный в виде трехопорных амортизаторов 4. Каждый из амортизаторов снабжен колесной шарнирной опорой 5, содержащей упругодемпфирующую стойку 8, шарнирно соединенную с рамой контейнеровоза, взаимодействующей посредством горизонтально-поворотных тяг 9 с двумя симметрично расположенными рамными шарнирными опорами, установленными в горизонтальных направляющих кронштейнов, жестко закрепленных на раме контейнеровоза, каждая из которых снабжена упругодемпфирующими элементами, свободные концы которых жестко закреплены на кронштейне, с возможностью горизонтального перемещения рамных шарнирных опор по направляющим кронштейнов вдоль оси упругодемпфирующих элементов, и шарнирно связанной посредством ограничительной тяги с рамой контейнеровоза, образуя горизонтально-поворотный амортизатор, создающий упругое и неупругое гашение малых и больших колебаний контейнера. Изобретение повышает надежность, уменьшает габариты и повышает плавность хода. 3 ил.

Контейнеровоз, содержащий раму с опорными колесами и механизм подрессоривания контейнера, отличающийся тем, что механизм подрессоривания контейнера выполнен в виде трехопорных амортизаторов, каждый из которых снабжен колесной шарнирной опорой, содержащей упруго-демпфирующую стойку, шарнирно соединенную с рамой контейнеровоза, взаимодействующей посредством горизонтально-поворотных тяг с двумя симметрично расположенными рамными шарнирными опорами, установленными в горизонтальных направляющих кронштейнов, жестко закрепленных на раме контейнеровоза, каждая из которых снабжена упруго-демпфирующими элементами, свободные концы которых жестко закреплены на кронштейне, с возможностью горизонтального перемещения рамных шарнирных опор по направляющим кронштейнов вдоль осей упруго-демпфирующих элементов, и шарнирно связанной посредством ограничительной тяги с рамой контейнеровоза, образуя горизонтально-поворотный амортизатор, создающий упругое и неупругое гашение малых и больших колебаний контейнера.