СТЕРЖЕНЬ СТАБИЛИЗАТОРА Российский патент 2016 года по МПК F16F1/14 B62D33/10 F16B43/00 

Область техники

Настоящее изобретение в целом относится к стержню стабилизатора, снабженному втулочным устройством для уменьшения смещений относительно поперечной оси в транспортном средстве. Изобретение относится, в частности, к стержню стабилизатора для установки и использования его в устройстве для подвешивания кабины водителя на раме транспортного средства, и, в частности, предназначено для тяжелых транспортных средств для коммерческих перевозок, таких как грузовые автомобили. Изобретение относится также к транспортному средству, снабженному таким стержнем стабилизатора.

Уровень техники

Тяжелые транспортные средства обычно снабжены кабиной, которая подвешена на раме транспортного средства, чтобы увеличивать комфорт для водителей и их пассажиров. Кабина часто имеет возможность наклона, чтобы обеспечить удобный доступ к двигателю транспортного средства и облегчить техническое обслуживание и ремонт, и обычно наклоняется вперед относительно продольного направления транспортного средства посредством точек шарнирного сочленения, расположенных спереди. Кабина обычно упруго подвершена на раме транспортного средства посредством этих точек шарнирного сочленения, предпочтительно с помощью какого-либо известного типа подвесочного механизма, такого как винтовые пружины, пневмопружины и т.п.

Стержень стабилизатора обычно расположен между двумя передними точками шарнирного сочленения кабины, чтобы амортизировать смещения относительно поперечной оси, насколько это возможно. С этой целью стержень стабилизатора снабжен на его концевых секциях рычагами, установленными в точках шарнирного сочленения кабины. Стержень стабилизатора работает таким образом, что вертикальное перемещение, например, в одной точке крепления кабины, т.е. с одной стороны кабины, передается в погашенном виде в точку шарнирного сочленения кабины на второй стороне кабины с помощью поперечной поворотной оси стержня стабилизатора. Таким образом, обеспечивается противодействие любому смещению относительно поперечной оси, которое начинается с вертикального смещения с одной стороны транспортного средства.

Следовательно, кабина установлена обычным способом на стержне стабилизатора посредством рычагов, расположенных продольно относительно транспортного средства и подвешенных относительно рамы с помощью пружинного устройства. Пружины обычно установлены верхним концом, непосредственно или опосредованно, на раме транспортного средства, а нижним концом, непосредственно или опосредованно, на шасси или раме транспортного средства. Рычаги, в принципе, установлены одним концом в кабине, а вторым концом - в раме/шасси.

В точке шарнирного сочленения, которая механически соединена с рамой или шасси транспортного средства, обычно используют подшипники, которые могут быть шариковыми подшипниками, подшипниками скольжения, роликовыми подшипниками или опорами аналогичного типа. Если существует риск, что подшипники, благодаря их жесткой конструкции, могут передавать нежелательные вибрации от основания транспортного средства кабине и, таким образом, могут беспокоить водителя, то используют втулку из эластичного материала в точке шарнирного сочленения, например резиновую втулку. Боковые опоры или боковые упоры, также изготовленные из эластичного материала, расположены со стороны втулки. Втулка и боковые упоры могут предпочтительно быть изготовлены из полиуретана, резины или аналогичного материала с соответствующей эластичностью, уменьшая таким образом вибрации, которые в другом случае могут передаваться кабине. Чтобы не уменьшать боковую жесткость в точке шарнирного сочленения, тем самым рискуя увеличить боковые перемещения в кабине, боковые упоры сжимают между опорными поверхностями в соединительном рычажном элементе и креплением втулки/шасси. Когда подвеска кабины перемещается, происходят относительные перемещения между боковыми упорами и упомянутыми опорными поверхностями.

В патентном документе SE 530551 показана, например, подвеска кабины, в которой боковые упоры расположены таким образом, что они сжаты/заклинены между креплением шасси и стержнем стабилизатора, чтобы получить требуемую боковую жесткость в точке шарнирного сочленения. Стержень стабилизатора вращается или поворачивается в случае перемещений подвески в транспортном средстве/кабине, и когда кабину наклоняют, чтобы обеспечить доступ к двигателю, и это создает относительное перемещение между боковыми упорами и смежными опорными поверхностями. Это также приводит к вращательной жесткости и трению в точке шарнирного сочленения, которые ухудшают подвеску кабины. С известными решениями также связаны и другие недостатки. Например, между деталями, которые вращаются/поворачиваются или трутся одна об другую, что, в свою очередь, приводит к износу поверхности компонентов, и это со временем может приводить к коррозии. Это, в свою очередь, вызывает дребезжание в случае перемещений подвески кабины, которое воспроизводится в конструкции.

Следовательно, существует необходимость в новых и улучшенных решениях, содержащих стержень стабилизатора с втулочным устройством, которые решают упомянутую проблему и которые имеют простую конструкцию и, следовательно, их дешево устанавливать, но они также позволяют устранить недостатки, связанные с предшествующим уровнем техники.

Также предпочтительно, чтобы конструкция занимала как можно меньше места в транспортном средстве, но при этом была надежной и обеспечивала эффективное функционирование без технического обслуживания.

Это можно получить с помощью конструкции, которая позволяет устранить непосредственный контакт между боковыми упорами и опорными поверхностями стержня стабилизатора.

В известном уровне техники не представлено никаких стержней стабилизаторов, которые позволяют легко и экономично устранить непосредственный контакт между боковыми упорами и стержнем стабилизатора.

Сущность изобретения

Одна из технических задач изобретения состоит в том, чтобы решить вышеупомянутую проблему и предложить стержень стабилизатора, в котором обеспечен воздушный зазор между боковыми упорами и опорными поверхностями стержня стабилизатора, упирающимися во втулочное устройство, при этом упомянутые части не имеют непосредственного контакта между собой, т.е. не скользят одна по другой и не изнашиваются одна об другую.

Другая задача изобретения состоит в том, что конструкция должна иметь меньшую вращательную жесткость, чтобы получить более плавную и более комфортную подвеску в кабине, а также устранить трение между стержнем стабилизатора и боковыми упорами.

Еще одна задача изобретения состоит в том, что конструкция должна поддерживать боковую жесткость во втулочном устройстве.

Еще одна задача изобретения состоит в том, что конструкция должна сводить к минимуму риск коррозии в точке шарнирного сочленения в случае перемещений подвески.

Еще одна задача изобретения состоит в том, что конструкция должна сводить к минимуму риск дребезжания в точке шарнирного сочленения в случае перемещений подвески.

Еще одна задача изобретения состоит в том, что должна быть возможность реализовать упомянутую конструкцию без необходимости в значительных модификациях известных компонентов.

Еще одна задача изобретения состоит в том, что должна быть возможность изготавливать компоненты и проводить контроль их качества отдельно и независимо для каждого компонента.

Еще одна задача изобретения состоит в том, что изобретение должно содержать как можно меньше деталей и, следовательно, быть дешевым в изготовлении и установке.

Эти и другие задачи и преимущества достигаются согласно изобретению с помощью устройства, соответствующего признакам, указанным в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Изобретение, таким образом, относится в общем к стержню стабилизатора, снабженному втулочным устройством для уменьшения тенденций к смещениям относительно поперечной оси в транспортном средстве. Изобретение относится, в частности, к стержню стабилизатора для подвешивания кабины водителя в раме транспортного средства в тяжелом транспортном средстве для коммерческих перевозок, таком как грузовой автомобиль.

Изобретение содержит элемент типа шайбы, конструкция которого такова, что он объединяет в себе функции распорной втулки и шайбы для защиты подшипника. Элемент типа шайбы по изобретению изготавливают с немного большим диаметром, чем обычно используемая шайба для защиты подшипника, так что он, по существу, закрывает весь боковой упор. Элемент типа шайбы установлен между боковым упором и стержнем стабилизатора и устраняет непосредственный контакт между боковым упором и стержнем стабилизатора. Это препятствует зацеплению бокового упора со стержнем стабилизатора и уменьшает или устраняет трение, которое в противном случае происходит между деталями в случае перемещений подвески, при одновременном сохранении боковой жесткости в конструкции.

Объединение шайбы и распорного элемента в элементе типа шайбы уменьшает число отдельных деталей/позиций в спецификации, требуемых в данной конструкции, что уменьшает затраты на хранение и делает установку стержня стабилизатора в транспортном средстве более простой и дешевой. Использование элемента типа шайбы в четырех стандартных точках шарнирного сочленения кабины уменьшает с восьми до четырех число деталей, который нужно установить в транспортное средство для осуществления данной функции. Несмотря на это, недостатки известного уровня техники устраняются, и получается более надежное функционирование без необходимости в техническом обслуживании.

Данное решение по изобретению можно легко реализовать в существующих стержнях стабилизатора посредством снятия, согласно примеру, приблизительно 3 мм материала с каждой стороны, например, стержня стабилизатора и/или крепления шасси/втулки шасси, посредством шлифования или фрезерования, чтобы создать пространство для элемента типа шайбы.

Преимущества конструкции согласно изобретению, следовательно, состоят в том, что оно приводит к уменьшению вращательной жесткости, что обеспечивает более или менее свободную от трения и, следовательно, более плавную подвеску в вертикальном направлении и увеличивает комфорт для водителя/пассажира. Данное решение способствует меньшему износу компонентов при их взаимодействии друг с другом, что уменьшает риск коррозии и связанного с этим дребезжания, обеспечивая в то же самое время более высокую степень боковой жесткости в точке опоры, которая противодействует боковым перемещениям в кабине транспортного средства.

Другие признаки и преимущества изобретения указаны с помощью более подробного описания изобретения, изложенного ниже, а также прилагаемых чертежей и других пунктов формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Изобретение более подробно описано ниже в виде примеров предпочтительного варианта осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - вид в перспективе стержня стабилизатора известного типа;

Фиг. 2 - вид в перспективе переднего подвесочного механизма, снабженного пружиной, предназначенного для кабины транспортного средства, при этом кабина и шасси транспортного средства схематично проиллюстрированы пунктиром;

Фиг. 3 - более подробный вид в разрезе одной концевой секции стержня стабилизатора, где проиллюстрировано, как боковые упоры сжимаются между опорными поверхностями крепления/втулки шасси и стержнем стабилизатора;

Фиг. 4 - вид в разрезе по одной торцевой секции стержня стабилизатора согласно изобретению, аналогично изображенной на Фиг. 3, иллюстрирующий, как элемент типа шайбы расположен таким образом, что между боковым упором и опорными поверхностями стержня стабилизатора имеется воздушный зазор; и

Фиг. 5 - вид в разрезе по элементу типа шайбы согласно изобретению.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Изобретение, таким образом, относится к стержню стабилизатора для уменьшения смещений относительно поперечной оси в упруго подвешенной кабине транспортного средства. Стержень стабилизатора с возможностью поворота расположен между двумя точками шарнирного сочленения в кабине, в поперечном направлении относительно продольного направления транспортного средства, и компенсируют вертикальное перемещение, которое происходит, когда транспортное средство перемещается по неровной поверхности, с целью повысить комфорт водителя.

На Фиг. 1 представлен вид в перспективе, если смотреть спереди под наклоном, обычного стержня 1 стабилизатора с поворотной осью 2, расположенной между двумя концевыми секциями 3a, 3b, каждая из которых снабжена соединительным рычагом 4a, b. Обе концевых секции 3a, b поворотной оси 2 с возможностью установлены обычным образом в шасси 5 транспортного средства с помощью креплений 6a, b шасси (схематично проиллюстрированных только пунктиром). Наружные задние секции, или ножки, 7a, b рычагов 4a, b шарнирно соединены с рамой транспортного средства (не показанной на чертежах) посредством шарнирных соединений 8a, b (проиллюстрированных только пунктиром).

На Фиг. 2 более схематично показан вид в перспективе известного подвесочного механизма 9, содержащего стержень 1 стабилизатора с поворотной осью 2, шарнирно установленный в раме 5 транспортного средства посредством крепления 6b шасси и одного рычага 3b, который шарнирно установлен в раме 10 транспортного средства с помощью крепления 11 кабины. Пневмопружина 12, которая может быть снабжена встроенным амортизатором (не показанным на чертежах), в этом случае расположена между креплением 11 кабины и креплением 6b шасси. Пневмопружина 12 держит вес кабины. Подвесочный механизм 9 позволяет кабине 10 транспортного средства перемещаться в вертикальном направлении 13, но должен как можно сильнее ограничивать перемещения в других направлениях.

На Фиг. 3 более подробно показан разрез в осевом направлении известного стержня 1 стабилизатора и его соединения с креплением 6b шасси. Поворотная ось 2 стержня стабилизатора отформована как одно целое с рычагом 4b, выполненным в концевой секции 3b стержня стабилизатора. Рычаг 4b предназначен для установки в крепление 6b шасси транспортного средства и шарнирной установки в креплении 6b шасси посредством втулки 14, изготовленной из эластичного материала, например полиуретана (PUR), резины или другого аналогичного материала. Втулка 15 проходит сквозь втулку 14 для поглощения усилий сжатия, действующих в осевом направлении. Рычаг 4b также снабжен задней ножкой 7b, в данном случае на чертеже обращенной вниз, к которой кабина прикреплена посредством шарнирного сочленения 8b.

Боковые упоры 16a, b расположены на каждой стороне втулки 14 и крепления 6b шасси в виде больших шайб подходящей толщины, также изготовленных из эластичного материала, такого как полиуретана (PUR), резины и т.п. Подшипники 17a, b, предпочтительно шариковые подшипники, расположены снаружи боковых упоров 16a, b на каждой стороне. Защитные шайбы 18a, b расположены между подшипниками 17a, b и боковыми упорами 16a, b. Винтовое соединение 19 удерживает втулку 14, подшипники 17a, b и боковые упоры 16a, b на месте крепления 6а шасси и распорных втулок 20а, b, расположенных на каждой стороне втулки 14, действуют на защитные шайбы 18a, b, ослабляя любые усилия сжатия, действующие на подшипники 17a, b. Боковые упоры 16а, b поддерживают втулку 14 и крепление 6а шасси в боковом направлении, увеличивая тем самым боковую жесткость в осевом направлении в подвесочном механизме 9.

Главной технической задачей создания резиновой втулки 14 и боковых упоров 16a, b является уменьшение передачи вибраций от шасси 5 транспортного средства кабине 10 транспортного средства и, следовательно, их действие в качестве средства виброизоляции, которое повышает комфортность вождения. Резиновая втулка 14 в первую очередь изолирует вибрации в вертикальном направлении и в продольном направлении транспортного средства, в то время как боковые упоры 16а, b в первую очередь изолируют вибрации в поперечном направлении транспортного средства.

Втулку 14 в процессе производства вжимают в крепления 6а шасси, а боковые упоры 16а, b установлены с помощью зажимного крепления между опорной поверхностью 21 крепления шасси и опорной поверхностью 22 стержня стабилизатора, расположенного рядом с креплением втулки/шасси, что позволяет получить требуемую жесткость в подвесочном механизме 9. Когда подвесочный механизм 9 подвергается воздействию перемещений подвески во время работы транспортного средства, между креплением 16b шасси и стержнем 1 стабилизатора создается относительное вращательное движение, вызывающее трение и износ в опорных поверхностях 21а, b и 22а, b. Любые наружные покрытия данных опорных поверхностей 21а, и 22а, b изнашиваются со временем, в результате чего происходит коррозия, когда в опорные поверхности 21а, b или 22а, b проникает влага. Это, в свою очередь, приводит к дополнительному увеличению трения в шарнирном сочленении и, как следствие, увеличивает износ и повышает риск возникновения дребезжания.

На Фиг. 4 показан разрез по одной концевой секции 3b стержня 1 стабилизатора по изобретению, аналогичный показанному на Фиг. 3, но в этом случае иллюстрирующий, как элементы 23а, b типа шайбы заменяют защитные шайбы 18а, b и распорные втулки 20а, b известного подвесочного механизма 9, показанного на Фиг. 3.

Элемент 23а, b типа шайбы, по существу, содержит объединенные шайбу и распорную втулку, изготовленные как единая деталь, которая может быть, например, отформована из металла. Наружный диаметр элемента 23а, b типа шайбы, по существу, соответствует текущему диаметру бокового упора 16а, b, так что он полностью или, по меньшей мере, по существу, обеспечивает опору для бокового упора 16а, b в его осевом направлении. Элемент 23а, b типа шайбы расположен в подвесочном механизме 9 таким образом, что между элементом 23а, b типа шайбы и опорными поверхностями 22а, b стержня стабилизатора имеется воздушный зазор 24а, b.

Объединение шайбы с распорной втулкой в элементе 23а, b типа шайбы позволяет получить достаточно жесткую конструкцию, чтобы придать боковым упорам 16а, b, изготовленным из эластичного материала, необходимую жесткость без необходимости в том, чтобы боковые упоры 16а, b опирались непосредственно на опорные поверхности 22а, b стержня стабилизатора, расположенные рядом с втулкой/креплением шасси. Таким образом, достигаются уменьшенное трение и меньшая вращательная жесткость в шарнирном сочленении, которые обеспечивают более плавную вертикальную подвеску при сохранении боковой жесткости. Износ между деталями в подвесочном механизме значительно уменьшается, равно как и риск дребезжания и количество компонентов в конструкции.

На Фиг. 5 показан разрез по элементу 23а типа шайбы согласно изобретению. Элемент 23а типа шайбы имеет больший диаметр, чем стандартная защитная шайба 18а, и содержит распорный элемент 30, встроенный в центральный участок. Осевая длина распорного элемента, по существу, соответствует толщине подшипника 17а. Часть 25 пластинчатой формы элемента 23а типа шайбы снабжена приподнятым участком 27, расположенным рядом с центральным отверстием 26, при этом элемент типа шайбы изготовлен из немного более толстого материала. Приподнятый участок предпочтительно достигает приблизительно 1 мм, но в данном примере его размер составляет приблизительно 0,6 мм. Приподнятый участок 27 прилегает к участку 28 внутреннего кольца шарикового подшипника в установленном положении. Это препятствует непосредственному контакту данного элемента 23а типа шайбы с участком 29 наружного кольца шарикового подшипника, предотвращая трение.

Вышеупомянутое описание в первую очередь предназначено для облегчения понимания изобретения. Поэтому изобретение, конечно, не ограничивается вышеуказанными вариантами осуществления, поскольку также возможны другие варианты изобретения в рамках объема идеи изобретения и объема защиты формулы изобретения, приведенной ниже.

Изобретение относится к области машиностроения. Стержень (1) стабилизатора выполнен с возможностью противодействия смещениям относительно поперечной оси в кабине транспортного средства. Подвесочный механизм содержит втулку. Боковые упоры (16a, 16b) изготовлены из эластичного материала. Элемент (23a, 23b) типа шайбы расположен между подшипниками (17a, 17b). Диаметр элемента соответствует диаметру боковых упоров. Элемент типа шайбы установлен с возможностью поддержания боковых упоров в осевом направлении и поглощения любых осевых усилий. Элемент типа шайбы устраняет непосредственный контакт между опорными поверхностями (22a, 22b) стержня стабилизатора и боковыми упорами. Транспортное средство содержит такой стержень стабилизатора. Достигается повышение компактности, надежности и эффективности функционирования без технического обслуживания. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Стержень (1) стабилизатора, в основном предназначенный для противодействия смещениям относительно поперечной оси в кабине (10) транспортного средства, содержащей подвесочный механизм (9) с втулкой (14), на каждой стороне которой расположены боковые упоры (16a, b), изготовленные из по существу эластичного материала, и подшипники (17a, b), расположенные снаружи относительно них, отличающийся тем, что
между подшипниками (17a, b) и боковыми упорами (16a, b) расположен элемент (23a, b) типа шайбы, диаметр которого по существу соответствует диаметру боковых упоров,
причем элемент (23a, b) типа шайбы установлен с возможностью поддержания боковых упоров (16a, b) в осевом направлении, поглощения любых осевых усилий, действующих со стороны бокового упора и образования воздушного зазора (24a, b) между опорными поверхностями (22a, b) стержня стабилизатора и элементом (23a, b) типа шайбы, устраняя таким образом непосредственный контакт между опорными поверхностями (22a, b) стержня стабилизатора и боковыми упорами (16a, b).

2. Стержень (1) стабилизатора по п. 1, отличающийся тем, что элемент (23a, b) типа шайбы снабжен приподнятым участком (27), расположенным рядом с центральным отверстием (26), который взаимодействует с участком (28) внутреннего кольца подшипника (17a, b) с целью полного устранения трения об участок (29) наружного неподвижного при вращении кольца подшипника.

3. Стержень (1) стабилизатора по п. 1 или 2, отличающийся тем, что размер приподнятого участка предпочтительно составляет приблизительно до 1 мм и предпочтительно приблизительно 0,6 мм.

4. Стержень (1) стабилизатора по п. 1 или 2, отличающийся тем, что элемент (23a, b) типа шайбы изготовлен из металла.

5. Стержень (1) стабилизатора по п. 1 или 2, отличающийся тем, что элемент (23a, b) типа шайбы содержит по существу плоский круглый пластинчатый участок (25) и встроенный расположенный в центре распорный элемент (30).

6. Стержень (1) стабилизатора по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подшипник (17a, b) содержит шариковые подшипники.

7. Стержень (1) стабилизатора по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подшипник (17a, b) содержит подшипники скольжения.

8. Транспортное средство, отличающееся тем, что оно содержит стержень стабилизатора по любому из пп. 1-7.