Поворотное крепление колеса Российский патент 2024 года по МПК B62D7/18 

Область техники.

Заявляемое техническое решение относится к области поворотного крепления колес сборных транспортных средств, в том числе сборных транспортных средств из элементов конструктора крупных моделей.

Предшествующий уровень техники.

При конструировании рулевого управления колесных транспортных средств широко применяется принцип Аккермана, в соответствии с которым ближнее к центру поворота колесо поворачивается на больший угол, чем дальнее от центра поворота колесо (https://www.autospecialist.info/poyasneniya_pkio18/, https://www.autospecialist.info/poyasneniya_pkio19/). Принцип Аккермана справедлив для любых транспортных средств и гарантирует наилучшую в пределах физических возможностей управляемость транспортного средства при прохождении поворота или движения по кривой.

Для обеспечения этого принципа рассогласование колес достигается путем комбинации угла и длины рулевых рычагов. При этом рулевые рычаги установлены под углом к продольной оси транспортного средства, причем так, что шарниры рулевых рычагов приближены к продольной оси транспортного средства. Рулевой привод в этом случае имеет форму трапеции.

Недостатком указанной конструкции является необходимость расположения рулевых рычагов и соответствующих тяг рулевой трапеции только за осью расположения рулевых колес (между передней и задней осью транспортного средства).

При построении транспортных средств из элементов конструктора для уменьшения размеров транспортного средства иногда необходимо вынести рулевые рычаги и рулевую тягу из пространства между передней и задней осями. При этом рулевые рычаги и рулевую тягу (или рулевые тяги) следует разместить перед передней осью колес (подразумевается, что передние колеса поворотные). Тогда в соответствии с принципом Аккермана рулевые рычаги должны быть, как и прежде, расположены под углом к продольной оси модели, но так, что шарниры рулевых рычагов отдалены от продольной оси транспортного средства. Для этого конструкция поворотного крепления колес должна быть изменена, для такой конфигурации рулевой трапеции необходимо использовать другие поворотные крепления колес. Это приводит к увеличению количества деталей в конструкторе моделей, увеличению его материалоемкости. Раскрытие заявляемого технического решения.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является уменьшение материалоемкости конструктора транспортных средств при обеспечении возможности размещения рулевой тяги и рулевых рычагов с любой стороны оси рулевых колес с соблюдением принципа Аккермана.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является обеспечение возможности использования одних и тех же конструктивных элементов поворотного крепления колес для построения транспортного средства с рулевой трапецией по принципу Аккермана, расположенной по любую из двух сторон от оси рулевых колес - как перед этой осью, так и за этой осью.

Сущность заявленного технического решения состоит в том, что поворотное крепление колеса содержит ось колеса, посадочное место оси поворота колеса и рулевой рычаг, выполненный с возможностью закрепления шарнира рулевого рычага как с той же, так и с другой стороны от оси колеса относительно продольной плоскости, проходящей через ось поворота колеса и перпендикулярной поперечной плоскости, в которой лежат ось поворота колеса и ось колеса.

Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата. Так как одна и та же деталь позволяет закрепить шарнир рулевого рычага с любой стороны от продольной плоскости, это позволяет соблюсти принцип Аккермана при расположении рулевой тяги как перед, так и за осью рулевых колес.

В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.

Посадочное место оси поворота колеса может быть выполнено в виде П-образной скобы, на полках которой выполнены отверстия установки оси поворота колеса, а на перекладине выполнено отверстие, в котором закреплена ось колеса. Рулевой рычаг при этом может быть выполнен в виде продолжения одной из полок упомянутой скобы. Такое поворотное крепление колеса может быть выполнено металлическим. На продолжениях полок упомянутой скобы поворотное крепление колеса желательно снабжено одной или более парой отверстий для закрепления между ними ограничителя угла поворота.

Рулевой рычаг по первому примеру снабжен первым посадочным местом шарнира рулевого рычага, расположенным по другую сторону от оси колеса относительно вышеуказанной продольной плоскости, и вторым посадочным местом шарнира рулевого рычага, расположенным относительно вышеуказанной продольной плоскости по ту же сторону, что и ось колеса. Такой рулевой рычаг может быть выполнен Г-образным.

Рулевой рычаг по второму примеру выполнен съемным с возможностью закрепления в поворотном креплении колеса в первом положении, в котором посадочное место шарнира рулевого рычага расположено по другую сторону от оси колеса относительно вышеуказанной продольной плоскости, и возможностью закрепления во втором положении, в котором посадочное место шарнира рулевого рычага расположено относительно вышеуказанной продольной плоскости по ту же сторону, что и ось колеса.

Автором заявленного технического решения изготовлены образцы этого решения, испытания которых подтвердили достижение технического результата.

Краткое описание чертежей.

На фигуре 1 показано поворотное крепление колеса с ограничителем угла поворота по примеру 1 исполнения, на фиг. 2 и 3 - поясняющая схема размещения поворотного крепления колес по примеру 1 на передней оси управляемых колес, стрелкой показано направление движения вперед, на фиг. 4 - схема установки поворотного крепления правого переднего колеса по примеру 1 на транспортном средстве; на фиг. 5, 6 - поясняющая схема размещения поворотного крепления колес по примеру 2 на передней оси управляемых колес, стрелкой показано направление движения вперед.

Варианты осуществления технического решения.

Поворотное крепление колеса содержит ось (1) колеса, посадочное место (2) оси поворота колеса, рулевой рычаг (3), посадочное место (6) ограничителя угла поворота (фиг. 1). На фигуре 1 в одно из посадочных мест (6) установлен ограничитель угла поворота (7).

Ось (1) колеса предназначена для размещения на ней колеса транспортного средства, в ступице которого установлен подшипник. Ось колеса может быть выполнена в виде болта или металлического стержня.

Посадочное место (2) оси поворота колеса предназначено для установки в нем оси поворота колеса. Прямая, на которой лежит ось поворота колеса, обычно пересекает прямую, на которой лежит ось колеса. Часто ось поворота колеса перпендикулярна прямой, являющейся продолжением оси колеса. Для обеспечения развала или схождения колес ось поворота колеса может быть выполнена под другим, не прямым углом к прямой, являющейся продолжением оси колеса. Поворотное крепление колеса может быть выполнено в виде П-образной металлической скобы, на полках которой выполнены отверстия установки оси поворота колеса, а на перекладине выполнено отверстие, в котором закреплена ось колеса. Для обеспечения достаточной долговечности и прочности детали скобу возможно выполнять из листа нержавеющей стали толщиной от 3 до 5 мм. Отверстия установки оси поворота колеса возможно выполнять диаметром 8 мм или более, соответствующим диаметру этой оси. Ось поворота колеса устанавливается на поперечной балке рулевых колес рамы транспортного средства в подшипнике с внутренним диаметром 8 мм или более. Между этим подшипником и полками скобы размещают шайбы, например, S8×16×1.6.

Посадочное место (6) ограничителя угла поворота предназначено для установки такого ограничителя (7). Это посадочное место целесообразно выполнять в виде пары отверстий на продолжениях полок скобы. Может быть предусмотрено несколько пар отверстий для регулирования максимального угла поворота колес.

Рулевой рычаг (3) предназначен для закрепления в его шарнире рулевой тяги для обеспечения рулевого управления транспортного средства.

Для поворота колес в соответствии с принципом Аккермана при расположении рулевой тяги за передней осью поворотных колес по ходу движения транспортного средства вперед посадочное место шарнира рулевого рычага должно быть расположено по другую сторону от оси (1) колеса относительно продольной плоскости (8), проходящей через ось поворота колеса и перпендикулярной поперечной плоскости, в которой лежат ось поворота колеса и ось колеса (фиг. 2).

Для поворота колес в соответствии с принципом Аккермана при расположении рулевой тяги перед передней осью поворотных колес по ходу движения транспортного средства вперед посадочное место шарнира рулевого рычага должно быть расположено по ту же сторону от оси (1) колеса относительно продольной плоскости (8), проходящей через ось поворота колеса и перпендикулярной поперечной плоскости, в которой лежат ось поворота колеса и ось колеса (фиг. 3).

Для соответствия принципу Аккермана рулевой рычаг предложенного технического решения выполнен с возможностью закрепления шарнира рулевого рычага как с той же, так и с другой стороны от оси колеса относительно вышеописанной продольной плоскости (8).

Пример 1.

По первому примеру исполнения рулевой рычаг (3) выполнен с первым (4) и вторым (5) посадочными местами шарнира рулевого рычага (фиг. 1-4).

Для поворота колес в соответствии с принципом Аккермана при расположении рулевой тяги за передней осью поворотных колес по ходу движения транспортного средства вперед первое (4) посадочное место шарнира рулевого рычага расположено по другую сторону от оси (1) колеса относительно продольной плоскости (8) (фиг. 2).

Для поворота колес в соответствии с принципом Аккермана при расположении рулевой тяги перед передней осью поворотных колес по ходу движения транспортного средства вперед второе (5) посадочное место шарнира рулевого рычага расположено по ту же сторону от оси (1) колеса относительно продольной плоскости (8) (фиг. 3).

Рулевой рычаг (3) может быть выполнен в виде продолжения одной из полок П-образной скобы. Рулевой рычаг для снижения материалоемкости может быть выполнен Г-образным и может быть снабжен отверстиями (перфорацией).

Одно и то же вышеописанное поворотное крепление колеса может использоваться для обоих вариантов конфигурации рулевой трапеции - как для случая размещения рулевой тяги за осью поворотных колес, так и для случая размещения рулевой тяги перед осью поворотных колес.

Несмотря на это, показанный на фиг. 1 пример исполнения поворотного крепления колеса может предусматривать два варианта такого крепления (показаны на фиг. 2 и 3), при которых рулевой рычаг всегда расположен на верхней полке П-образной скобы. При этом исполнение поворотного крепления колеса, показанное на фиг. 2, используется для правого переднего колеса при размещении рулевой тяги за соответствующей осью поворотных колес, и для левого переднего колеса при размещении рулевой тяги перед соответствующей осью поворотных колес. Исполнение поворотного крепления колеса, показанное на фиг. 3, используется для правого переднего колеса при размещении рулевой тяги перед соответствующей осью поворотных колес, и для левого переднего колеса при размещении рулевой тяги за соответствующей осью поворотных колес.

Пример 2.

По второму примеру исполнения рулевой рычаг (3) выполнен съемным с одним (4) посадочным местом шарнира рулевого рычага (фиг. 5, 6).

Для поворота колес в соответствии с принципом Аккермана при расположении рулевой тяги за передней осью поворотных колес по ходу движения транспортного средства вперед рулевой рычаг (3) закреплен в первом положении, в котором посадочное место (4) шарнира рулевого рычага расположено по другую сторону от оси (1) колеса относительно продольной плоскости (8) (фиг. 5).

Для поворота колес в соответствии с принципом Аккермана при расположении рулевой тяги перед передней осью поворотных колес по ходу движения транспортного средства вперед рулевой рычаг (3) закреплен во втором положении, в котором посадочное место (4) шарнира рулевого рычага расположено по одну сторону с осью (1) колеса относительно продольной плоскости (8) (фиг. 6).

Рулевой рычаг (3) может быть выполнен в виде плоской детали с двумя отверстиями (31) для крепления к одной из полок П-образной скобы. Для перевода рулевого рычага из первого положения (фиг. 5) во второе положение (фиг. 6) рулевой рычаг (3) переворачивают на 180 градусов. Рулевой рычаг для снижения материалоемкости может быть снабжен отверстиями (32) (перфорацией).

Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами. В частности, посадочное место оси поворота колес может быть выполнено в виде втулки, к которой закреплены ось колеса и рулевой рычаг. Съемное крепление рулевого рычага в поворотном креплении колеса может предусматривать несколько посадочных мест рулевого рычага.

Порядок использования.

При использовании поворотного крепления колеса со съемным рулевым рычагом предварительно закрепляют рулевой рычаг (3) в первом или втором положении (фиг. 5, 6) в зависимости от выбранной конструкции рулевой трапеции.

Закрепляют на поворотном креплении колеса ограничитель (7) угла поворота (фиг. 4).

Затем поворотное крепление колеса посадочным местом (2) закрепляют на оси (9) поворота колеса, устанавливаемой в подшипнике на конце поперечной балки (10) рамы транспортного средства. Так закрепляют поворотное крепление для правого и левого передних колес. В зависимости от конфигурации рулевой трапеции рулевой рычаг (3) располагают при этом назад или вперед по ходу движения транспортного средства. На фиг. 4 рычаг направлен назад.

При наличии в рулевом рычаге нескольких посадочных мест шарнира рулевого рычага рулевую тягу (11) закрепляют шарниром (12) рулевого рычага в первом (4) или втором (5) посадочном месте в зависимости от конфигурации рулевой трапеции. Если рулевой рычаг (3) расположен назад по ходу движения транспортного средства, как показано на фиг. 4, то шарнир рулевого рычага закрепляют в первом (4) посадочном месте, расположенном ближе к продольной оси транспортного средства. Если рулевой рычаг (3) расположен вперед по ходу движения транспортного средства, то шарнир рулевого рычага закрепляют во втором (5) посадочном месте, расположенном дальше от продольной оси транспортного средства.

На ось (1) колеса устанавливают колесо с подшипником и закрепляют колесо самоконтрящейся гайкой.

Если поворотными являются задние колеса транспортного средства, то рулевые тяги закрепляют по-другому - наоборот. Если рулевой рычаг заднего поворотного колеса расположен назад по ходу движения транспортного средства, то шарнир рулевого рычага закрепляют во втором (5) посадочном месте, расположенном дальше от продольной оси транспортного средства. Если рулевой рычаг (3) расположен вперед по ходу движения транспортного средства, то шарнир рулевого рычага закрепляют в первом (4) посадочном месте, расположенном ближе к продольной оси транспортного средства.

Промышленная применимость.

Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом промышленном предприятии и найдет широкое применение в области сборных транспортных средств.

Изобретение относится к области поворотного крепления колес сборных транспортных средств. Поворотное крепление колеса содержит ось колеса, посадочное место оси поворота колеса и рулевой рычаг, выполненный с возможностью закрепления шарнира рулевого рычага как с той же, так и с другой стороны от оси колеса относительно продольной плоскости, проходящей через ось поворота колеса и перпендикулярной поперечной плоскости, в которой лежат ось поворота колеса и ось колеса. Достигается возможность использования одних и тех же конструктивных элементов поворотного крепления колес для построения транспортного средства с рулевой трапецией по принципу Аккермана. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Поворотное крепление колеса, содержащее ось колеса, посадочное место оси поворота колеса и рулевой рычаг, выполненный с возможностью закрепления шарнира рулевого рычага как с той же, так и с другой стороны от оси колеса относительно продольной плоскости, проходящей через ось поворота колеса и перпендикулярной поперечной плоскости, в которой лежат ось поворота колеса и ось колеса.

2. Поворотное крепление колеса по п.1, отличающееся тем, что посадочное место оси поворота колеса выполнено в виде П-образной скобы, на полках которой выполнены отверстия установки оси поворота колеса, а на перекладине выполнено отверстие, в котором закреплена ось колеса.

3. Поворотное крепление колеса по п.2, отличающееся тем, что рулевой рычаг выполнен в виде продолжения одной из полок упомянутой скобы.

4. Поворотное крепление колеса по п.2, отличающееся тем, что оно выполнено металлическим.

5. Поворотное крепление колеса по п.2, отличающееся тем, что оно на продолжениях полок упомянутой скобы снабжено одной или более парой отверстий для закрепления между ними ограничителя угла поворота.

6. Поворотное крепление колеса по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что рулевой рычаг снабжен первым посадочным местом шарнира рулевого рычага, расположенным по другую сторону от оси колеса относительно вышеуказанной продольной плоскости, и вторым посадочным местом шарнира рулевого рычага, расположенным относительно вышеуказанной продольной плоскости по ту же сторону, что и ось колеса.

7. Поворотное крепление колеса по п.6, отличающееся тем, что рулевой рычаг выполнен Г-образным.

8. Поворотное крепление колеса по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что рулевой рычаг выполнен съемным с возможностью закрепления в поворотном креплении колеса в первом положении, в котором посадочное место шарнира рулевого рычага расположено по другую сторону от оси колеса относительно вышеуказанной продольной плоскости, и возможностью закрепления во втором положении, в котором посадочное место шарнира рулевого рычага расположено относительно вышеуказанной продольной плоскости по ту же сторону, что и ось колеса.