МОДУЛЬНЫЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ОПОРНЫЙ КРОНШТЕЙН Российский патент 2011 года по МПК B62D21/02 

Изобретение относится к раме транспортного средства промышленного назначения, в частности грузовика или автобуса, состоящей по меньшей мере из двух предварительно изготовленных модулей, причем каждый модуль содержит два участка лонжерона, соединенных друг с другом поперечинами, а соответствующие соседние участки лонжерона прилегающих друг к другу модулей соединены друг с другом крепежным органом.

Рама транспортного средства промышленного назначения составляет основу шасси. Она принимает все оси, всю приводную ветвь с двигателем с коробкой передач, с механизмом коробки передач и распределительной коробкой и несет на себе автомобиль, а также кузова. Рамы шасси транспортных средств промышленного назначения, как правило, сконструированы из двух лонжеронов и нескольких поперечин, соединяющих лонжероны. Поскольку транспортные средства должны быть рассчитаны на использование с различными кузовами и в различных целях, сегодня принято разделять раму транспортного средства промышленного назначения на передний, средний и задний модули. В зависимости от того, для какой цели задумано то или иное транспортное средство промышленного назначения, предварительно изготовленные передние средние или задние модули можно, соответственно, комбинировать друг с другом. При этом соответствующие модули в области лонжеронов соединяются между собой соединительными элементами.

Из-за большой осевой нагрузки на передний и задний модули в современных транспортных средствах промышленного назначения большей частью применяют неподвижные оси. При этом к основным элементам подвески колес таких осей относятся так называемые рычаги независимой подвески колеса. Они соединяют направляющую систему подвески моста или колеса с рамой шасси и таким образом воспринимают усилия направляющих систем подвески моста или колеса. При этом возможны, например, поперечные и треугольные рычаги подвески. Продольные же рычаги подвески применяются в комбинации с пневматической подвеской, причем продольный рычаг подвески, как правило, воспринимает усилия только в продольном направлении.

Как при соединении отдельных групп лонжеронов рамы передних, средних и задних модулей, так и при креплении рычагов подвески колеса на лонжероне рамы, используются различные многофункциональные опорные кронштейны.

Из ЕР 1 110 848 В1 известен опорный кронштейн лонжерона, установленный на лонжеронах рамы транспортных средств промышленного назначения и содержащий средства для поддержания и опоры продольных рычагов подвески, а также по меньшей мере один стабилизатор. При этом кронштейн продольного рычага подвески содержит средства для поддержания и опоры треугольных рычагов подвески и по меньшей мере одну вогнутость для частичного охвата концевой области торсионного участка. При этом торсионный участок относится по меньшей мере к стабилизатору, проходящему поперек вогнутости. Для закрепления соответствующего стабилизатора на кронштейне продольного рычага подвески вогнутость взаимодействует с удерживающей втулкой, местами охватывающей стабилизатор.

Из DE 93 08 329 следует рама транспортного средства промышленного назначения, в частности грузовика с передним рычагом подвески, имеющего лонжероны, соединенные поперечинами. Рама состоит из нескольких предварительно изготовленных, или предварительно собранных модулей, каждый из которых состоит из двух участков лонжерона, соединенных по меньшей мере одной поперечиной. Участки лонжерона двух последовательно соединенных модулей рамы при окончательной сборке рамы устанавливаются на одной прямой и соединяются между собой с помощью поперечины, служащей продольным и поперечным соединительным органом. При этом поперечина своими соединительными органами перекрывает соответствующие стыковые зазоры, предусмотренные на обоих концах.

Однако недостаток заключается в том, что при соединении друг с другом участки лонжерона не изменяют своего положения относительно друг друга. Кроме того, силового воздействия других осевых сил на лонжерон в месте соединения не предусмотрено.

Задачей изобретения является создание рамы транспортного средства промышленного назначения, оптимизированной в отношении недостатков.

Задача решается за счет отличительных признаков п.1 формулы изобретения.

Рама транспортного средства промышленного назначения согласно изобретению обеспечивает разъемное соединение скрепляемых друг с другом участков лонжерона и поперечин соответствующих передних, средних и задних модулей. Участки лонжерона в последующем называются также лонжеронами или лонжеронами рамы. При этом крепежный орган является физическим стыком между соседними участками лонжерона модуля, примыкающими друг к другу. Ниже крепежный орган за свою многофункциональность называется многофункциональным опорным кронштейном. Поперечина между двумя противолежащими многофункциональными опорными кронштейнами повышает устойчивость рамы транспортного средства. Для соединения участков лонжерона, примыкающих друг к другу в направлении движения, многофункциональный опорный кронштейн имеет различные фланцевые поверхности, служащие для соединения с силовым, материальным или геометрическим замыканием. Благодаря горизонтальному и вертикальному расширению многофункционального опорного кронштейна и благодаря фланцевым поверхностям, расположенным с внешних сторон боковых стенок многофункционального опорного кронштейна, участки лонжерона отдельных модулей, примыкающих друг к другу, могут соединяться друг с другом различными вертикальными и горизонтальными плоскостями. Тем самым изобретение в соответствии с модульной системой обеспечивает соединение переднего (или заднего) модуля со средним модулем с большим или меньшим дорожным просветом. Таким образом, с помощью рамы транспортного средства промышленного назначения согласно изобретению обеспечивается вариабельное соединение участков лонжерона отдельных модулей рамы друг с другом. Соседние участки лонжерона модулей, примыкающих друг к другу, могут закрепляться с наклоном или со смещением по вертикали и горизонтали относительно друг друга и соответствующей фланцевой поверхности многофункционального опорного кронштейна. Таким образом, смещение рамы между модулями возможно во всех направлениях рамы шасси.

В другой функции многофункциональный опорный кронштейн содержит втулки, на которых шарнирно крепятся рычаги направляющей системы подвески, такие как, например, продольные или поперечные, или треугольные рычаги подвески. Многофункциональным опорным кронштейном может быть гнутый или сварной элемент, содержащий по меньшей мере один элемент и полученный путем гибки листа, и/или отштампованным элементом. Возможен также отлитый или кованый элемент. В зависимости от той или иной цели использования многофункциональный опорный кронштейн может быть отлит, выкован или изготовлен с помощью резьбового или заклепочного соединения. Боковые стенки многофункционального опорного кронштейна согласно изобретению отогнуты и могут иметь П- или Г-образную форму, причем боковые стенки при этом могут располагаться под прямым углом или параллельно друг другу.

Для дальнейшего повышения жесткости многофункционального опорного кронштейна предусмотрены вставные стенки, по меньшей мере частично охваченные боковыми стенками многофункционального опорного кронштейна. Возможна установка двух или более вставных стенок, проходящих параллельно друг другу и/или под углом к продольной оси опорного кронштейна. Для поддержания и направления между каждыми двумя вставными стенками в многофункциональном опорном кронштейне местами могут устанавливаться и, например, свариваться с ним, участки лонжерона или поперечина. Вертикальное расположение многофункционального опорного кронштейна согласно изобретению на лонжероне и множество фланцевых поверхностей, расположенных на внешних сторонах под углом друг к другу, обеспечивают соединение различных продольных или поперечных рычагов подвески нескольких осей. Согласно изобретению многофункциональный опорный кронштейн обеспечивает шарнирное соединение различных рычагов независимой подвески колеса с продольной осью многофункционального опорного кронштейна в разных горизонтальных плоскостях. Согласно изобретению на многофункциональном опорном кронштейне для создания зазора между боковой стенкой автобуса и лонжероном рамы устанавливаются также вертикальные опоры или распорки. Опоры между многофункциональным опорным кронштейном и боковой стенкой автобуса могут иметь открытый или закрытый продольный профиль. С многофункциональным опорным кронштейном опоры могут быть свинчены, склепаны, сварены, или они могут быть уже прилиты к нему. Аналогичным образом с многофункциональным опорным кронштейном может быть также свинчена, склепана, сварена или уже прилита к нему поперечина. Для жесткого на изгиб соединения участков лонжерона поперек направления движения противолежащие многофункциональные опорные кронштейны соединяются поперечинами. На многофункциональный опорный кронштейн поперечины могут навинчиваться, наклепываться или выполняться с ним за одно целое.

Согласно еще одному варианту осуществления изобретения многофункциональный опорный кронштейн крепится относительно продольной оси транспортного средства или на внутренней стороне лонжерона рамы, или на его внешней стороне. Таким образом, в зависимости от того, должны ли рычаги направляющей системы подвески колеса быть соединены с многофункциональным опорным кронштейном шарнирно или он служит в качестве подпорки относительно боковой стенки автобуса, удаление многофункционального опорного кронштейна от продольной оси транспортного средства может варьироваться.

Согласно другому варианту осуществления изобретения фланцевые поверхности имеют различное расстояние по высоте или различное боковое расстояние до соответствующего лонжерона. Расположение фланцевых поверхностей относительно друг друга обеспечивает резьбовые или заклепочные соединения в разных плоскостях. Кроме того, возможно также расположение фланцевых поверхностей на многофункциональной опоре под любым углом друг к другу.

В другом варианте осуществления изобретения многофункциональный опорный кронштейн содержит по меньшей мере одну соединительную втулку. Благодаря этому на каждой паре втулок могут быть установлены несколько продольных рычагов подвески.

Согласно еще одному варианту осуществления изобретения на многофункциональном опорном кронштейне вокруг точки присоединения установлены несколько соединительных втулок. Втулки могут быть приварены, привинчены или приклепаны. Предпочтительно, чтобы большая степень сходства деталей сокращала издержки производства транспортного средства и чтобы многофункциональный опорный кронштейн обладал высокой эффективностью использования материалов. Многофункциональный опорный кронштейн служит соединительным элементом между элементами лонжерона, передним, средним или задним модулем и обеспечивает соединение рычагов подвески по меньшей мере с одним модулем лонжерона рамы.

Дополнительный вариант осуществления изобретения с помощью соединительных втулок обеспечивает шарнирное соединение стабилизаторов или функциональных рычагов подвески с многофункциональным опорным кронштейном. Для этого соединительные втулки имеют внутреннее и/или внешнее поперечное сечение, соответствующее соединительному элементу присоединяемого конструктивного модуля.

Другие признаки, подробности и преимущества изобретения вытекают из следующего описания различных вариантов осуществления изобретения, а также из чертежей, на которых:

фиг. 1 изображает многофункциональный опорный кронштейн с башмаком и втулкой,

фиг. 2 - многофункциональный опорный кронштейн, закрепленный на лонжероне,

фиг. 3 - вид многофункционального опорного кронштейна в перспективе с шарнирно присоединенным продольным рычагом подвески,

фиг. 4 - вид многофункционального опорного кронштейна в перспективе с двумя шарнирно присоединенными продольными рычагами подвески,

фиг. 5 - вид многофункционального опорного кронштейна в перспективе с продольным рычагом подвески, шарнирно соединенным с башмаком,

фиг. 6 - многофункциональный опорный кронштейн с соединением для треугольного рычага подвески,

фиг. 7 - комбинированную поперечину в виде сварного узла,

фиг. 8 - разделенную комбинированную поперечину,

фиг. 9 - комбинированную поперечину в виде стыка двух модулей лонжерона рамы, и

фиг. 10 - комбинированную поперечину в разнесенном виде.

На фиг. 1 изображен многофункциональный опорный кронштейн 1 с башмаком 2 и закрепленными на нем втулками 3 для крепления рычагов подвески, например, продольных и поперечных рычагов подвески (не показаны). В многофункциональный опорный кронштейн 1 входит поперечина 12. На фиг. 1 многофункциональный опорный кронштейн 1 изображен в виде многократно изогнутого листового элемента. Углы 13 гиба отграничивают отдельные фланцевые поверхности 14 друг от друга. Для стабилизации многофункциональный опорный кронштейн 1 содержит вставную стенку 41, выполненную в виде покрывной пластины 15, закрывающей многофункциональный опорный кронштейн 1 сверху и образующей поверхность прилегания для верхней стороны 16 поперечины 12. На фланцевых поверхностях 14 многофункционального опорного кронштейна 1 на фиг. 1 видны различные системы 17 отверстий, служащих для закрепления прилегающих фланцевых поверхностей 14 соседних участков лонжерона. Дополнительные втулки 4 предусмотрены для закрепления дополнительных продольных и/или поперечных рычагов подвески (не показаны). Многофункциональный опорный кронштейн 1 на фиг. 1 по своей продольной оси 9 выступает вниз относительно поперечины 12 в направлении дорожного полотна.

На фиг. 2 изображен многофункциональный опорный кронштейн 1 со своими фланцевыми поверхностями 14, на которых два примыкающих друг к другу торцами лонжерона 5 соединены с материальным, геометрическим или силовым замыканием. Под прямым углом к лонжерону 5 рамы в многофункциональном опорном кронштейне 1 установлена поперечина 12. На фиг. 2 на виде сверху показана верхняя сторона 16 покрывной пластины 15, закрывающей многофункциональный опорный кронштейн 1 сверху. На фиг. 2 многофункциональный опорный кронштейн 1 соединяет оба конца 18; 19 каждого лонжерона 5, каждый из которых ведет к отдельному модулю 20 или 21 лонжерона рамы. Многофункциональный опорный кронштейн 1 имеет углы 13 гиба, отграничивающие фланцевые поверхности 14 друг от друга. При этом фланцевые поверхности сориентированы в направлении 22 движения, против и поперек него.

На фиг. 3 изображен в перспективе общий вид многофункционального опорного кронштейна 1, если смотреть под углом снизу транспортного средства при его установке в транспортном средстве промышленного назначения. Позицией 23 обозначено колесо транспортного средства, расположенное с торцевой стороны оси 24. На оси 24 на опоре 25 дополнительно закреплен пневмобаллон 26 пневматической подвески оси. Если смотреть в направлении 22 движения, на дополнительных задних втулках 4 установлен продольный рычаг 6 подвески, соединяющий многофункциональный опорный кронштейн 1 с осью 24. Продольный рычаг 6 подвески имеет по меньшей мере одну ось поворота относительно многофункционального опорного кронштейна 1. Ось поворота обозначена позицией 27 и проходит перпендикулярно продольной оси 28 транспортного средства. Продольный рычаг 6 подвески имеет по меньшей мере одну ось поворота относительно оси 24. Эта ось поворота обозначена позицией 42 и проходит поперек продольной оси 28 транспортного средства. Если смотреть в направлении 22 движения, на передней стороне многофункционального опорного кронштейна 1 показаны дополнительные втулки 4, обеспечивающие шарнирное соединение других продольных рычагов 6 подвески другой оси 24 (не показана). Продольный рычаг 6 подвески шарнирно соединен с возможностью поворота относительно многофункционального опорного кронштейна 1 с перемычкой 29, соединяющей обе дополнительные втулки 4 между собой.

Фиг. 4 отличается от фиг. 3 тем, что на втулках 3 многофункционального опорного кронштейна 1 примерно в продолжение продольного рычага 6 подвески с возможностью поворота проходит другой продольный рычаг 30 подвески. Однако продольные рычаги 30; 6 подвески могут также располагаться под углом друг к другу. Другой продольный рычаг 30 подвески шарнирно соединен с возможностью поворота с другой осью 31. На фиг. 4 на многофункциональном опорном кронштейне 1 на противолежащих фланцевых поверхностях 14, если смотреть в направлении 22 движения, установлены по две соединенные перемычками 29 втулки 4, служащие для закрепления продольных рычагов 6; 30 подвески. На фиг. 4 позицией 32 обозначено другое колесо другой оси 31.

Фиг. 5 отличается от фиг. 4 тем, что продольный рычаг 6 подвески закреплен на многофункциональном опорном кронштейне 1 с помощью муфты 3; 4 башмака 2. При этом башмак 2 соединен с многофункциональным опорным кронштейном 1 с силовым и геометрическим замыканием.

На фиг. 6 в серии из трех фигур, примерно сопоставимых с фиг. 1, изображен многофункциональный опорный кронштейн 1, соединенный с поперечиной 12. При этом фланцевые поверхности 14' многофункционального опорного кронштейна 1 относительно продольной оси 22 транспортного средства обращены книзу. Фланцевые поверхности 14'', наоборот, обращены в направлении 22 движения. Для установки треугольного рычага подвески (не показан) или других продольных рычагов 6; 30 подвески (не показаны) на фланцевой поверхности 14' установлены соединения 7; 8, которые могут быть сориентированы в направлении 22 движения или против него. Позицией 8 обозначено соединение, с помощью которого в направлении 22 движения и против него, соответственно, устанавливается треугольный рычаг подвески (не показан).

На фиг. 7 изображена поперечина 12, закрепленная своими торцевыми сторонами 34 на фланцевой поверхности 14 многофункционального опорного кронштейна 1 с силовым замыканием. В продолжение поперечины 12 относительно продольной оси 28 транспортного средства на внешней стороне опорных кронштейнов 1 закреплены распорки 33, служащие для установки наружной обшивки автобуса с зазором. Поперечина 12 имеет сдвоенный Т-образный профиль, причем ее средняя перемычка 35 содержит систему 36 отверстий. Благодаря системе 17 отверстий перемычки 12 и распорки 33 могут соединяться друг с другом и с многофункциональным опорным кронштейном 1. Возможно также, чтобы указанные элементы 12; 1 и 33 вместо свинчивания склепывались или сваривались.

На фиг. 8 изображена система 10 поперечин в соответствии с фиг. 7 с той лишь разницей, что поперечина 12 разделена в поперечном направлении и состоит из двух половин 37; 38. Половины 37; 38 скреплены друг с другом своими фланцевыми поверхностями.

На фиг. 9 изображена система 10 поперечин в соответствии с фиг. 8 с той лишь разницей, что на опорных кронштейнах 1 лонжероны 5 двух модулей 20; 21 лонжерона рамы примыкают друг к другу и соединены между собой.

На фиг. 10 поперечина 12 показана в соответствии с фиг. 7 в виде разнесенного изображения. Опорные кронштейны 1 отделены друг от друга интервалом с помощью поперечины 12. Если смотреть в направлении 22 движения, распорки 33 примыкают снаружи в продолжение поперечины 12. Муфты 3 попарно установлены в каждом многофункциональном опорном кронштейне 1 и сориентированы в направлении 22 движения. В плоскости распорок 33 установлены двусторонние соединения 8, обеспечивающие присоединение треугольных рычагов подвески (не показаны).

Перечень позиций

1 - многофункциональный опорный кронштейн

2 - башмак

3 - втулка

4 - дополнительные втулки

5 - лонжерон, участок лонжерона, лонжерон рамы

6 - продольный рычаг подвески

7 - одностороннее соединение

8 - двустороннее соединение

9 - продольная ось многофункционального опорного кронштейна

10 - комбинированная поперечина

11

12 - поперечина

13 - угол гиба

14 - фланцевые поверхности

14' - фланцевые поверхности

14'' - фланцевые поверхности

15 - покрывная пластина

16 - верхняя сторона

17 - система отверстий

18 - концы

19 - концы

20 - модуль лонжерона рамы

21 - модуль лонжерона рамы

22 - направление движения

23 - колесо

24 - ось

25 - опора пневмобаллона

26 - пневмобаллон

27 - ось поворота

28 - продольная ось транспортного средства

29 - перемычка

30 - продольный рычаг подвески

31 - ось

32 - колесо

33 - распорка

34 - торцевая сторона

35 - средняя перемычка

36 - система отверстий поперечины

37 - половина

38 - половина

39 - фланцевая поверхность

40 - фланцевая поверхность

41 - вставная стенка

42 - ось поворота

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к силовым конструктивным элементам каркасов и кузовов транспортных средств. Рама транспортного средства состоит по меньшей мере из двух предварительно изготовленных модулей, причем каждый модуль содержит два участка лонжерона, соединенных друг с другом поперечинами, а соответствующие соседние участки лонжерона прилегающих друг к другу модулей соединены друг с другом крепежным органом. Крепежный орган является многофункциональным опорным кронштейном, содержащим боковые стенки, которые расположены под углом друг к другу и которые для повышения жесткости многофункционального опорного кронштейна по меньшей мере частично охватывают вставные стенки, которые проходят под углом к продольной оси многофункционального опорного кронштейна. На внешних сторонах боковых стенок выполнены системы отверстий для образования фланцевых поверхностей, служащих для соединения участков лонжерона или для соединения участков лонжерона и поперечин. Многофункциональный опорный кронштейн дополнительно содержит втулки для присоединения рычагов направляющей системы подвески. Достигается повышение прочности и многофункциональности рамы транспортного средства. 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Рама транспортного средства промышленного назначения, в частности грузовика или автобуса, состоящая по меньшей мере из двух предварительно изготовленных модулей (20; 21), причем каждый модуль (20; 21) содержит два участка (5) лонжерона, соединенных друг с другом поперечинами (12), а соответствующие соседние участки (5) лонжерона прилегающих друг к другу модулей (20; 21) соединены друг с другом крепежным органом, отличающаяся тем, что соответствующий крепежный орган является многофункциональным опорным кронштейном (1), содержащим боковые стенки, которые расположены под углом друг к другу и которые для повышения жесткости многофункционального опорного кронштейна (1) по меньшей мере частично охватывают вставные стенки (41), проходящие под углом к продольной оси (9) многофункционального опорного кронштейна (1), причем на внешних сторонах боковых стенок выполнены системы (17) отверстий для образования фланцевых поверхностей (14; 14'; 14''), служащих для соединения участков (5) лонжерона или для соединения участков (5) лонжерона и поперечин (12), при этом многофункциональный опорный кронштейн (1) дополнительно содержит втулки (3; 4) для присоединения рычагов (6; 30) направляющей системы подвески.

2. Рама по п.1, отличающаяся тем, что многофункциональный опорный кронштейн (1) закреплен относительно продольной оси (28) транспортного средства на внутренней стороне лонжерона (5) рамы.

3. Рама по п.1, отличающаяся тем, что многофункциональный опорный кронштейн (1) закреплен относительно продольной оси (28) транспортного средства на внешней стороне лонжерона (5) рамы.

4. Рама по п.1, отличающаяся тем, что фланцевые поверхности (14; 14'; 14'') имеют различное расстояние по высоте и/или боковое расстояние до лонжерона (5).

5. Рама по п.1, отличающаяся тем, что многофункциональный опорный кронштейн (1) для закрепления стабилизаторов, продольных или направляющих рычагов (6) подвески содержит по меньшей мере одну втулку (3; 4).

6. Рама по п.5, отличающаяся тем, что втулки (3; 4) на многофункциональном опорном кронштейне (1) установлены радиально относительно его продольной оси (9).

7. Рама по п.5, отличающаяся тем, что стабилизаторы, продольные или направляющие рычаги (6) подвески шарнирно установлены на многофункциональном опорном кронштейне (1) посредством втулок (3; 4).

8. Рама по п.1, отличающаяся тем, что вставные стенки (41) служат для поддерживающего опирания участков (5) лонжерона или поперечин (12).