Кузов пожарного автомобиля и узел соединения Российский патент 2018 года по МПК A62C27/00 B60P3/00 B62D33/00 F16B7/18 

Изобретение относится к автомобилестроению, преимущественно к специализированному транспорту, в частности к пожарным автомобилям общего применения, а именно к конструкциям кузовов пожарных автомобилей и к узлам соединения, используемым в таких пожарных автомобилях.

Известна передвижная мастерская, включающая базовый автомобиль, на рамном шасси которого установлены кабина, кузов типа фургон с передней, боковыми и задней стенками, разделенный перегородкой на отсеки и имеющий двери для доступа в отсеки, выполненные на боковой стенке, при этом кузов выполнен цельнометаллическим (см. патент РФ №129887).

К недостаткам данного технического решения относится в первую очередь большая металлоемкость и значительная масса устройства, что связано с изготовлением кузова цельнометаллическим.

Известна конструкция по патенту на полезную модель РФ №81458 «Каркасная конструкция корпуса бронеавтомобиля», содержащая сварной силовой каркас фургона, выполненный в виде профильных стенок, образующих объемную по высоте величиной приближенную к высоте кабины сварную решетку, причем объемная решетка имеет в своей боковой профильной стенке проем под распашную бронированную дверь, передний проем под заднюю стенку кабины и задний проем под две распашные бронированные двери, а также верхние скошенные узкие профильные участки с потолочной профильной стенкой и скрепленные сваркой с силовыми элементами корпуса кабины крепежные профильные элементы решетки для образования силового каркаса бронеавтомобиля.

Однако известное техническое решение имеет недостаток - высокую металлоемкость, а также невозможность регулировки конструктивных элементов.

Известен кузов, выполненный в виде фургона с каркасом из трубчатых элементов, в том числе переднего каркаса, каркаса крыши и двух боковых каркасов, при этом каркасы связаны между собой и с полом грузового отсека, а обшивка выполнена из ластиковых панелей (см. патент РФ №129464).

К недостаткам аналога можно отнести сложность конструкции и монтажа.

Известен также модуль вспомогательного оборудования, выполненный в виде пространственной конструкции, в которой вертикальные стойки соединены перекладинами попарно, образуя торцевые П-образные стенки и боковые П-образные стенки, жестко закрепленные на опорной площадке, состоящей из неразъемно соединенных продольных элементов и поперечных элементов. Опорная площадка установлена на основании, состоящем из лонжеронов и поперечин, и соединена с ним посредством торцевых П-образных стенок. На опорной площадке, торцевых и боковых П-образных стенках закреплены кронштейны, предназначенные для установки агрегатов автомобиля, кронштейны для установки облицовочных панелей. Вертикальные стойки и перекладины торцевых П-образных стенок выполнены из элементов швеллерного сечения, а вертикальные стойки и перекладины боковых П-образных стенок выполнены из элементов трубчатого и швеллерного сечения соответственно. Поперечины основания закреплены на лонжеронах болтовым соединением (см. патент РФ №2440911 на изобретение).

Конструкция характеризуется повышенной жесткостью, но весьма трудоемка в изготовлении.

Известен пожарный автомобиль, защищенный патентом РФ №84230 на полезную модель. В данном пожарном автомобиле все устройства для пожаротушения расположены в общем кузове (надстройке), преимущественно полностью изготовленном из легких сплавов на основе алюминия, что обеспечивает экономию полезной грузоподъемности шасси и увеличение коррозионной стойкости.

К недостаткам данного устройства также следует отнести высокую трудоемкость сборки.

Известна модульная конструкция кузова пожарного автомобиля, включающая несколько отдельных модулей, в том числе цистерны и ряда отсеков. При этом все блоки боковых кузовных отсеков связаны между собой и продольными горизонтальными площадками посредством быстроразъемного соединения. Отсеки выполнены в виде отдельных сварных металлических корпусов (см. патент РФ №2243015).

Указанная конструкция характеризуется следующими недостатками: использование сварки приводит к утяжелению, небезопасно, а кроме того, не может обеспечить необходимую жесткость конструкции, особенно при относительно больших габаритах отсеков.

Из патента США №5785372 А1, 28.07.1998, выбранного в качестве ближайшего аналога для первого изобретения, известен кузов пожарного автомобиля из модульных блоков, выполненных на основе каркаса и листовой обшивки. При этом каркас выполнен на основе стальных элементов, а листовая обшивка соединена с каркасом механическим путем, что утяжеляет конструкцию.

Задачей изобретения по п.1 ф-лы изобретения является создание технологичной, экономичной, экологически чистой и жесткой конструкции кузова пожарного автомобиля.

Кроме того, широко известны узлы соединения алюминиевых профилей, обеспечивающие создание прочных, экономичных конструкций, см. например сайт http://www.servotechnica.ru/catalog/type/brand/index.pl?id=41. Соединение алюминиевых облегченных профилей осуществляется с помощью автоматического крепежного комплекта ИТЕМ, включающего два болта с правой резьбой, свободно вставляемых в соответствующие пазы профиля, две самонарезающие резьбовые вставки с левой резьбой, вкручиаемые в те же пазы алюминиевого профиля, в которые вставлены болты, и гайку (пазовый сухарь), вставляемую в паз второго алюминиевого профиля и закрепляемую в нем болтами, ввинчиваемыми в гайку.

Фирма KANYA AG (Германия) запатентовала такой узел соединения. В соответствии с заявкой 05011815, 01.06.2005 ЕР узел соединения для квадратных-профилей с продольными канавками содержит гайку (сухарь), которая входит в паз в одном профиле, и болт с правой резьбой, размещаемый в продольном отверстии в другом профиле, и вкручивающийся в гайку (сухарь). Болт затягивается с помощью шестигранного ключа, вставленного через щель в стенке профиля. Узел соединения также включает самонарезающую вставку с левой резьбой, которая является направляющей для болта.

За счет того, что резьба самонарезающих вставок и болтов отличается по направлению, происходит самостопорение элементов узла соединения.

Недостатком данного прототипа является высокая цена комплектующих, что в частности связано с использованием для обеспечения надежного стопорения элементов с разным направлением резьбы.

В качестве ближайшего аналога для изобретения по п.2 ф-лы изобретения выбран узел соединения для квадратных профилей с продольными пазами, содержащий гайку, входящую в паз в одном из профилей, и вкручиваемый в гайку болт с правой резьбой, входящий в продольный паз второго профиля через сквозное отверстие в самонарезующей вставке, описанный в патенте РФ №2398139, принадлежащем указанной выше фирме KANYA AG (Германия).

Недостатки также связаны с высокой ценой комплектующих.

Задачей изобретения по п.2 ф-лы изобретения из данной заявки является снижение себестоимости устройства при сохранении его высоких эксплуатационных качеств, а также обеспечение возможности сборки технологичной, экономичной, экологически чистой и жесткой конструкции кузова пожарного автомобиля.

Первая из поставленных задач изобретения решается за счет того, что в кузове пожарного автомобиля из модульных блоков, выполненных на основе каркаса и листовой обшивки, согласно изобретению каркас выполнен из легких алюминиевых квадратных профилей с продольными пазами, соединенных между собой узлами соединения для квадратных профилей с продольными пазами, содержащими гайку, входящую в паз в одном из профилей, и вкручиваемый в гайку болт с правой резьбой, входящий в продольный паз второго профиля через сквозное отверстие а самонарезающейся вставке, состоящей из трех последовательно расположенных и последовательно вкручиваемых в продольный паз второго профиля частей с правой резьбой, а листы обшивки соединены с собранным каркасом посредством склеивания.

Использование каркасной конструкции из алюминиевых профилей обеспечивает достижение следующего технического результата: создание кузова, обладающего высокой жесткостью, и возможность легкого варьирования планировки кузова. Замена сварки на резьбовое соединение алюминиевых профилей значительно снижает трудоемкость изготовления кузова, повышает экологичность процесса сборки. Конструкция значительно облегчается и удешевляется. Использование наклеиваемых на каркас из алюминиевых профилей панелей обшивки, образующих кожух кузова, также значительно удешевляет конструкцию, повышает ее качество, улучшает внешний вид и долговечность.

Кроме того, при повреждении обшивки сохраняется возможность легкой замены панелей обшивки.

Вторая из поставленных задач решается за счет того, что в узле соединения для квадратных профилей с продольными пазами, содержащем гайку, входящую в паз в одном из профилей, и вкручиваемый в гайку болт с правой резьбой, входящий в продольный паз второго профиля через сквозное отверстие в самонарезающей вставке, согласно изобретению самонарезающая вставка выполнена состоящей из трех последовательно расположенных и последовательно вкручиваемых в продольный паз второго профиля частей с правой резьбой.

Использование вместо одной самонарезающей вставки с левой резьбой трех простых вставок с правой резьбой обеспечивает достижение следующего технического результата: надежную фиксацию резьбовых вставок во втором профиле. Все три части вставки при последовательном их вкручивании в продольный паз профиля надежно стопорятся и при вкручивании болта в пазовый сухарь не раскручиваются, несмотря на то, что направление резьбы болта и вставок совпадает.

Проведенные патентные исследования показали, что заявляемая конструкция кузова пожарного автомобиля и узел соединения соответствуют требованиям, предъявляемым к изобретениям.

Заявляемые устройства относятся к группе изобретений (целое и часть), объединенных единым изобретательским замыслом.

Заявляемые устройства соответствуют критерию «промышленная применимость»

Сущность изобретений поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен внешний вид кузова пожарного автомобиля, часть панелей которого удалена (прозрачные), на фиг. 2 - узел соединения.

Заявляемый кузов пожарного автомобиля включает каркас 1, выполненный из стандартных квадратных алюминиевых профилей 2 с продольными пазами. Каркас 1 образует несколько модульных блоков 3 для размещения людей и используемого оборудования. Компоновка может быть любой. Например, цистерна для воды может быть расположена вдоль оси кузова, отсек для пожарной команды - за кабиной и т.д. Каркас 1 размещается на подрамнике пожарного автомобиля (на чертежах не показан). Снаружи каркас покрывается листами обшивки 4, наклеиваемыми на наружные поверхности профилей 2.

Алюминиевые профили 2 могут быть любыми в зависимости от назначения пожарного автомобиля. Для работы в тяжелых условиях можно выбрать усиленные профили. Для обычных пожарных автомобилей достаточно использовать облегченные профили сечением, например, 40×40 мм.

Профили 2 соединяются между собой под углом 90° резьбовыми узлами соединения.

Узел соединения (см. фиг. 2) включает два соединяемых между собой квадратных профиля 2 с продольными пазами 5, гайку 6, три самонарезающие вставки 7 с правой резьбой и сквозными центральными отверстиями и болт 8 с правой резьбой. Наружный диаметр болта соответствует диаметру сквозного отверстия вставки 7, что обеспечивает его свободное вхождение во вставку 7.

Сборка узла осуществляется следующим образом. В продольный паз 5 одного из соединяемых профилей 2 головкой болта вперед свободно вставляется болт 8. Затем в этот же паз последовательно вкручиваются посредством инструмента три самонарезающие вставки 7. Каждая последующая вставка 7 должна упираться в предыдущую вставку 7. Последняя вставка 7 не должна выступать из паза 5 профиля 2. Затем в соответствующий продольный паз 5 второго профиля 2 свободно вставляется гайка 6 (сухарь), и второй профиль в заданном месте притягивается к первому профилю так, чтобы болт 8 находился над резьбовым отверстием гайки 6. Посредством специального инструмента через продольный паз 5 профиля 2 болт 8 сначала сдвигается вниз через сквозные отверстия в самонарезающих вставках 7, а затем вворачивается в гайку 6.

Для повышения жесткости соединения аналогичное соединение болт-самонарезающие вставки и гайка выполняют с противоположной стороны профиля 2.

Изобретение относится к конструкциям кузовов и узлов соединения, используемым преимущественно в пожарных автомобилях. В кузове пожарного автомобиля из модульных блоков, выполненных на основе каркаса (1) и листовой обшивки (4), каркас выполнен из легких алюминиевых квадратных профилей (2) с продольными пазами, соединенных между собой узлами соединения для квадратных профилей с продольными пазами, содержащими гайку, входящую в паз в одном из профилей, и вкручиваемый в гайку болт с правой резьбой, входящий в продольный паз второго профиля через сквозное отверстие в самонарезающей вставке, состоящей из трех последовательно расположенных и последовательно вкручиваемых в продольный паз второго профиля частей с правой резьбой. Листы обшивки соединены с собранным каркасом посредством склеивания. Изобретение повышает технологичность и жесткость конструкции кузова, а также снижает себестоимость узла соединения при сохранении его высоких эксплуатационных качеств. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Кузов пожарного автомобиля из модульных блоков, выполненных на основе каркаса и листовой обшивки, отличающийся тем, что каркас выполнен из легких алюминиевых квадратных профилей с продольными пазами, соединенных между собой узлами соединения для квадратных профилей с продольными пазами, содержащими гайку, входящую в паз в одном из профилей, и вкручиваемый в гайку болт с правой резьбой, входящий в продольный паз второго профиля через сквозное отверстие в самонарезающей вставке, состоящей из трех последовательно расположенных и последовательно вкручиваемых в продольный паз второго профиля частей с правой резьбой, а листы обшивки соединены с собранным каркасом посредством склеивания.

2. Узел соединения для квадратных профилей с продольными пазами, содержащий гайку, входящую в паз в одном из профилей, и вкручиваемый в гайку болт с правой резьбой, входящий в продольный паз второго профиля через сквозное отверстие в самонарезающей вставке, отличающийся тем, что самонарезающая вставка выполнена состоящей из трех последовательно расположенных и последовательно вкручиваемых в продольный паз второго профиля частей с правой резьбой.