ПОДВЕСКА КОЛЕСА ДЛЯ ЗАДНИХ КОЛЕС ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2014 года по МПК B62D17/00 

Изобретение относится к подвеске колеса для задних колес транспортных средств согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

На динамику движения современных транспортных средств часто оказывает влияние также и подвеска колеса задних колес, рычаги которой в качестве направляющих элементов колеса за счет их пространственного положения и эластичности опор рычагов дают в итоге желаемые ходовые качества, например желаемую тенденцию к недостаточной поворачиваемости и т.п.

При технической реализации подобного рулевого управления задней оси (дорожного) транспортного средства существуют различные технические решения. Как правило, рулевая тяга смещается или же изменяется по длине. Также существуют конструктивные варианты с разделенным колесным кулаком, такие как, например, описаны в US 20020036385, WO 199816418 или в FR 2884795. Разделенный колесный кулак подобного типа подразделяется на несущую деталь, направляющую деталь, и встроенный между ними регулирующий элемент, который имеет две выполненные с возможностью скручивания друг относительно друга и относительно направляющей или несущей детали поворотные детали. Посредством электрических регулирующих двигателей несущая деталь имеет возможность регулировки (перемещения) относительно направляющей детали для регулировки схождения и/или развала. Однако подвески колес с названным регулировочным устройством или без названного регулировочного устройства по своей конструкции и выполнению относительно сложны и трудоемки.

В известных задних рулевых управлениях всегда требуется направляющее устройство подвески колеса классической конструкции, в котором в качестве исходной базы служит осевой принцип традиционной конструкции. При необходимости руления (управления) оси посредством подходящих мер добавляется функция руления. Так, например, тяга рулевой трапеции и/или рычаг независимой подвески колеса смещаются или также изменяются по длине. Также известны уже упомянутые разделенные колесные кулаки, которые могут соответствующим образом отклоняться. Большой недостаток заключается лишь в том, что если рассматривать осевую конструкцию даже без возможности руления, то она сама по себе очень сложна. Если требуется управляемость, то затраты, сложность и расходы еще более возрастают.

Задачей изобретения является предложить подвеску колеса соответствующего родового типа, которая при предотвращении сложных рычагов независимой подвески колеса и опор рычагов и при конструктивно простой конструкции обеспечивает практически произвольные регулировки углы установки колес или же благоприятные ходовые качества транспортного средства.

Согласно изобретению данная задача решена посредством признаков п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно отличительной части п. 1 формулы изобретения колесный кулак, прежде всего его направляющая деталь, непосредственно или косвенно принудительно направляется только в вертикальном направлении на жестко соединенной с кузовом линейной направляющей по типу кулисной направляющей. Линейный направляющий узел согласно изобретению может одновременно включать в себя рессору и демпфер и препятствовать вращению колеса вокруг вертикальной оси при возникновении продольных усилий относительно составляющих сил, которые могли бы вызвать вращение. Тем самым, возможно отказаться от рычага или рулевой тяги, благодаря чему возникает преимущество при размещении багажа.

Тем самым, согласно изобретению создается эластокинематическое перемещение колеса транспортного средства за счет комбинации вносимого регулирующим органом поворотного движения находящейся со стороны колеса несущей детали колесного кулака и наложенного линейного перемещения вдоль жестко соединенной с кузовом линейной направляющей. Таким образом можно добиться желаемой поворачиваемости транспортного средства при отсутствии трудоемких конструкций поперечных/продольных рычагов подвески.

Дополнительно колесный кулак может иметь устройство для регулировки схождения/развала заднего колеса. Для этого колесный кулак может быть разделен на удерживающую колесо несущую деталь, соединенную с элементами направляющего устройства подвески колеса направляющую деталь и два расположенных между ними и выполненных с возможностью скручивания относительно друг друга, а также относительно несущей детали и направляющей детали вокруг общей оси вращения регулирующих цилиндра, которые взаимодействуют друг с другом посредством направленных друг к другу, наклоненных на заданных угол к оси вращения скошенных поверхностей. Регулирующие цилиндры могут быть выполнены с возможностью регулировки каждого из них посредством электродвигателя и исполнительного привода в обоих направлениях вращения. Далее, подвесная рессора может быть расположена с опорой между кузовом и направляющей деталью колесного кулака. Предложенная комбинация обеспечивает подвеску колеса без сложных и сложно размещаемых в пространстве рычагов и с трудом поддающихся согласованию опор рычагов и, тем не менее, обеспечивает желаемые ходовые качества посредством желаемой настройки схождения и развала колеса разделенного колесного кулака.

Тем самым желаемые рулевые движения (развал и/или схождение) могут задаваться колесу посредством управления/регулирования и также быть навязанными. Также могут приниматься во внимание все важные регулировочные параметры, такие как, например, ход подвески, рулевой угол на передней оси, сложности монтажа, мгновенное ускорение и так далее. Разделенный колесный кулак обеспечивает пространственный поворот колеса. В результате применения данной конструкции создаются огромные преимущества в весе, расходах и в размещении багажа. Принцип пригоден как для буксируемых, так и для ведущих осей. Техническая реализация показана на фиг.1 и 2. В качестве примера показана ведущая ось, то есть включая шарнирный вал.

В предпочтительной модификации изобретения линейная направляющая может иметь по меньшей мере одну жестко соединенную с кузовом выступающую вниз стойку, по которой с возможностью смещения в вертикальном направлении направлен выполненный в форме втулки участок направляющей детали. Например, могут быть предусмотрены две расположенные рядом друг с другом осепараллельные стойки, которые обеспечивают стабильную жесткость в поперечном направлении, прочность на изгиб и крутильную жесткость.

В особо простом конструктивном выполнении может быть предусмотрена лишь одна жестко соединенная с кузовом стойка, по которой выполненный в форме втулки участок направляющей детали направлен с возможностью смещения в вертикальном направлении, а в направлении контура, однако, с геометрическим замыканием. Стойки и выполненный в форме втулки участок по своим корреспондирующим поверхностям скольжения могут быть выполнены полигонально для того, чтобы обеспечить надежное и незащемляющее направление при воздействии касательных сил.

Для этого далее подвесная рессора может быть расположена вокруг линейной направляющей, благодаря чему достигается опирание подвесной рессоры, прежде всего винтовой пружины, без перекосов.

Далее на ведущей задней оси транспортного средства может быть расположен выступающий приблизительно горизонтально, выполненный в форме втулки участок направляющей детали выше несущего регулирующий цилиндр вертикального участка настолько, что под линейной направляющей приводящий в движение колесо подвески колеса шарнирный вал за счет заданного хода колесного кулака является насквозь проводимым с достаточным зазором через регулирующие цилиндры.

В преимущественном другом выполнении изобретения телескопический амортизатор также может быть встроен между кузовом и направляющей деталью и тем самым воздействовать на подвеску колеса с передаточным отношением 1:1.

При этом амортизатор может быть размещен параллельно рядом с подвесной рессорой. Предпочтительно, предлагается однако, что амортизатор, пространственно особо благоприятно, интегрирован непосредственно в линейную направляющую или же в выполненную в форме трубы стойку и кинематически связан с выполненным в форме втулки участком направляющей детали.

Наконец, стойка линейной направляющей на своем нижнем конце может иметь кольцевой заплечик, который с промежуточным включением резинового эластичного буфера служит в качестве нижнего упора для выполненного в форме втулки участка направляющей детали и тем самым в качестве упора при ходе отбоя подвески колесного кулака.

Один пример выполнения изобретения далее поясняется с дальнейшими подробностями и схематическими чертежами,

Где на фиг.1 - вид сзади задней подвески колеса для транспортного средства с составным колесным кулаком, который с возможностью смещения опирается на выступающую вниз стойку в качестве линейной направляющей, и

фиг.2 - в приблизительном схематическом изображении составной колесный кулак, регулирующие цилиндры которого выполнены с возможностью смещения посредством исполнительных приводов и электродвигателей для изменяемой регулировки схождения и развала.

На фиг.1 ссылочным обозначением 10 отмечена подвеска колеса для транспортных средств, заднее колесо 12 которой с возможностью вращения опирается на колесный кулак 14.

Составной колесный кулак 14 состоит из удерживающей колесо 12 несущей детали 16, расположенной на стороне подвески направляющей детали 18, и встроенного между ними регулирующего органа 19, который имеет две выполненные с возможностью скручивания друг относительно друга поворотные детали или же регулирующие цилиндры 20, 22.

Направляющая деталь 18 имеет проходящий приблизительно вертикально участок 18а, сквозь который проходит приводящий в движение колесо 12 изображенный лишь частично шарнирный вал 24.

От вертикального участка 18а направляющей детали 18 приблизительно горизонтально и к центральной продольной плоскости транспортного средства выступает выполненный в форме втулки участок 18b, который с возможностью смещения направлен по выполненной в форме трубы стойке 26 в качестве линейной направляющей.

Стойка 26 закреплена на несущем кузове 28 транспортного средства и на ее нижнем конце имеет кольцевой заплечик 26а увеличенного диаметра, который с промежуточным включением демпфирующего кольца 30 служит в качестве нижнего буфера отбоя для направляющей детали 18 или же колесного кулака 14.

Как видно, выступающий приблизительно горизонтально выполненный в форме втулки участок 18b направляющей детали 18 расположен настолько выше несущего регулирующий цилиндр 22 вертикального участка 18а, что под линейной направляющей или же стойкой 26 существует возможность сквозного проведения приводящего в действие колесо 12 подвески 10 колеса шарнирного вала 24 при постоянно достаточном зазоре сквозь участок 18а и регулирующие цилиндры 22, 20.

Стойка 26, при рассмотрении в поперечном сечении, выполнена полигональной, предпочтительно в виде внешнего шестигранника, что во взаимодействии с направляющей скольжения в форме внутреннего шестигранника в выполненном в форме втулки участке 18b создается соединение геометрическим замыканием в направлении контура.

Альтернативно выполнению стойки 26 в виде внешнего шестигранника, стойка 26 также может иметь четырехгранный профиль, благодаря чему может быть обеспечено лучшее опирание крутящего момента. Альтернативно, стойка также может иметь цилиндрический профиль, в этом случае продольная канавка 26b стойки 26, а также направляемый продольной канавкой 26b винт выполнены таким образом, что они создают защиту от проворачивания.

Между кузовом 28 и выполненным в форме втулки участком 18b направляющей детали 18 расположена с опорой винтовая пружина сжатия в качестве подвесной рессоры 34, которая, как видно, простирается вокруг стойки 26 и тем самым без изгибающих моментов и перекосов воспринимает возникающие статические и динамические нагрузки на колесо.

Внутри стойки 26 в качестве линейной направляющей для колесного кулака 14 расположен телескопический амортизатор 36, который своим поршневым штоком 38 посредством не показанного резьбового соединения присоединен к кузову 28, в то время как его цилиндрическая трубка 40 жестко соединена с выполненным в форме втулки участком 18b направляющей детали 18.

Для этого в стойке 26 предусмотрена продольная канавка 26b, сквозь которую втулка 40а подшипника цилиндрической трубы 40 амортизатора 36 посредством винта 42 и скользящей в продольной канавке 26b промежуточной втулки (не видна) жестко соединена с выполненным в форме втулки участком 18b направляющей детали 18.

Также, вокруг поршневого штока 38 амортизатора 36 установлен взаимодействующий с цилиндрической трубой 40, служащий в качестве буфера сжатия буфер 32.

На фиг.2 показаны конструкция и функционирование составного колесного кулака 14, посредством которого схождение и/или развал колеса 12 является переменно регулируемым и тем самым линейная направляющая 26 является накладываемой в качестве самого по себе жесткого направляющего устройства подвески колеса.

При этом один регулирующий цилиндр 20 в показанной оси 44 вращения колеса установлен на подшипниках с возможностью скручивания на несущей детали 16, в то время как другой аксиально соседствующий с ним регулирующий цилиндр 22 установлен на подшипниках с возможностью скручивания на лишь частично изображенной направляющей детали 18 или же на ее вертикальном участке 18а.

Далее, оба регулирующих цилиндра 20, 22 имеют обозначенные одним ссылочным обозначением 46 прилегающие друг к другу скошенные поверхности и соединены друг с другом посредством проходящей перпендикулярно к ним оси 48 вращения. Скручивание (проворот) регулирующих цилиндров 20, 22 в одном направлении и/или относительно друг друга в одном или другом направлении вращения приводит к перекосу или биению находящегося со стороны колеса регулирующего цилиндра 20 с несущей деталью 16 или же с колесом 12, благодаря чему имеется возможность целенаправленного изменения схождения и/или развала колеса 12. Для опирания момента несущей детали 16 на направляющую деталь 18 на несущей детали 16 и на направляющей детали 18 предусмотрены две осепараллельно выступающие, диаметрально смещенные относительно друг друга консоли 16а, 18с, с которыми посредством опорных пальцев 50 карданно-шарнирно соединено опорное кольцо 52. При этом центральная линия 51 опорных пальцев 50 проходит соответственно в одной плоскости вращения с точкой пересечения оси 44 вращения колеса с проходящей перпендикулярно через скошенные поверхности 46 осью 48 вращения.

Скручивание регулирующих цилиндров 20, 22 соответственно управляется посредством электродвигателя 54, который закреплен на несущей детали 16 и на направляющей детали 18 и который соответственно через исполнительный привод 56 с приводной шестерней 58 воздействует на торцевое зубчатое колесо 60 на регулирующих цилиндрах 20, 22. На показанном изображении согласно фиг.2 виден только электродвигатель 54 с приводной шестерней 58 на направляющей детали 18. Расположение электродвигателя 54 с приводной шестерней 58 на несущей детали 16 является по существу идентичным.

Изобретение не ограничено показанным примером выполнения. При необходимости, вместо одной отдельной стойки 26 в качестве линейной направляющей также могут быть использованы две предпочтительно расположенные друг за другом в направлении продольной оси транспортного средства стойки, которые образуют увеличенную опорную базу в направлении контура или же в прямолинейной направляющей колеса 12. Подвесная рессора 34 и телескопический амортизатор 36 также могли бы располагаться вне линейной направляющей 26.

Изобретение относится к подвеске колеса для транспортных средств с колесным кулаком. Кулак имеет расположенную со стороны колеса несущую деталь и расположенную со стороны оси направляющую деталь. Несущая деталь служит опорой с возможностью вращения колесу транспортного средства. Между несущей и направляющей деталями встроен регулирующий орган. Несущая деталь является поворачиваемой для регулировки угла схождения и/или развала колес относительно направляющей детали. Направляющая деталь колесного кулака непосредственно или опосредованно направлена с возможностью смещения в вертикальном направлении на жестко соединенной с кузовом линейной направляющей по типу кулисной направляющей. Достигается упрощение конструкции подвески колеса. 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Подвеска колеса для транспортных средств с колесным кулаком (14), который имеет расположенную со стороны колеса служащую опорой с возможностью вращения колесу (12) транспортного средства несущую деталь (16) и расположенную со стороны оси направляющую деталь (18), между которыми встроен регулирующий орган (19), при приведении в действие которого расположенная со стороны колеса несущая деталь (16) является поворачиваемой для регулировки угла схождения и/или развала на угол поворота относительно расположенной со стороны оси направляющей детали (18), отличающаяся тем, что колесный кулак (14), прежде всего его направляющая деталь (18), непосредственно или опосредованно направлена с возможностью смещения в вертикальном направлении на жестко соединенной с кузовом линейной направляющей (26) по типу кулисной направляющей.

2. Подвеска колеса по п.1, отличающаяся тем, что в силовом потоке между кузовом (28) и колесным кулаком (14) предусмотрены подвесная рессора (34) и телескопический амортизатор (36).

3. Подвеска колеса по п.1, отличающаяся тем, что регулирующий орган (19) имеет расположенную со стороны колеса поворотную деталь (20) и расположенную со стороны оси поворотную деталь (22), которые выполнены с возможностью скручивания относительно друг друга вокруг их осей вращения, и расположенная со стороны колеса поворотная деталь (20) выполнена с возможностью отклонения при скручивании относительно расположенной со стороны оси поворотной детали (22).

4. Подвеска колеса по п.2, отличающаяся тем, что регулирующий орган (19) имеет расположенную со стороны колеса поворотную деталь (20) и расположенную со стороны оси поворотную деталь (22), которые выполнены с возможностью скручивания относительно друг друга вокруг их осей вращения, и расположенная со стороны колеса поворотная деталь (20) выполнена с возможностью отклонения при скручивании относительно расположенной со стороны оси поворотной детали (22).

5. Подвеска колеса по п.3, отличающаяся тем, что обе поворотные детали (20, 22) взаимодействуют обращенными друг к другу, наклоненными под заданным углом к оси (44) вращения скошенными поверхностями (46), при этом, прежде всего, поворотные детали (20, 22) посредством соответственно электродвигателя (54) и исполнительного привода (56) выполнены с возможностью регулировки в обоих направлениях вращения.

6. Подвеска колеса по п.2, отличающаяся тем, что подвесная рессора (34) удерживается с опорой между кузовом (28) и направляющей деталью (18).

7. Подвеска колеса по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что линейная направляющая имеет по меньшей мере одну жестко соединенную с кузовом, выступающую вниз стойку (26), по которой с возможностью смещения в вертикальном направлении направлен по меньшей мере один выполненный в форме втулки участок (18b) направляющей детали (18).

8. Подвеска колеса по п.7, отличающаяся тем, что выполненный в форме втулки участок (18b) направляющей детали (18) направлен в вертикальном направлении с геометрическим замыканием в направлении контура на жестко соединенной с кузовом стойке (26).

9. Подвеска колеса по п.7, отличающаяся тем, что подвесная рессора (34) расположена вокруг линейной направляющей или же стойки (26).

10. Подвеска колеса по п.8, отличающаяся тем, что выступающий приблизительно горизонтально выполненный в форме втулки участок (18b) направляющей детали (18) расположен выше несущего регулирующий цилиндр (22) вертикального участка (18а) настолько, что под линейной направляющей (26) приводящий в движение колесо (12) подвески (10) колеса шарнирный вал (24) является насквозь проводимым через регулирующие цилиндры (20, 22).

11. Подвеска колеса по п.7, отличающаяся тем, что телескопический амортизатор (36) также встроен между кузовом (28) и направляющей деталью (18).

12. Подвеска колеса по одному из пп.2-6 и 8-10, отличающаяся тем, что телескопический амортизатор (36) также встроен между кузовом (28) и направляющей деталью (18).

13. Подвеска колеса по п.12, отличающаяся тем, что амортизатор (36) интегрирован непосредственно в линейную направляющую или же в выполненную в форме трубы стойку (26) и/или кинематически соединен с выполненным в форме втулки участком (18b) направляющей детали (18).

14. Подвеска колеса по п.7, отличающаяся тем, что стойка (26) линейной направляющей на ее нижнем конце имеет кольцевой заплечик (26а), который с промежуточным включением резинового эластичного буфера (30) служит в качестве нижнего упора выполненного в форме втулки участка (18b) направляющей детали (18).

15. Подвеска колеса по п.12, отличающаяся тем, что стойка (26) линейной направляющей на ее нижнем конце имеет кольцевой заплечик (26а), который с промежуточным включением резинового эластичного буфера (30) служит в качестве нижнего упора выполненного в форме втулки участка (18b) направляющей детали (18).

16. Подвеска колеса по одному из пп.8-11, 13, отличающаяся тем, что стойка (26) линейной направляющей на ее нижнем конце имеет кольцевой заплечик (26а), который с промежуточным включением резинового эластичного буфера (30) служит в качестве нижнего упора выполненного в форме втулки участка (18b) направляющей детали (18).