Защитный каркас кабины транспортного средства Советский патент 1984 года по МПК B60R21/13 B62D33/06 

Изобретение относится к транспор ному машиностроению, а именно к защитным каркасам кабин, преимуществе но тракторов, обеспечивающих безопа ность оператора в случае опрокидыва ния , Наиболее близким к изобретению является защитный каркас кабины тран спортного средства, содержащий перед ние и задние стойки, соединенные с верхними продольными и поперечными балками, причем стойки и балки выпол нены из тонкостенных труб и снабжены вставками. В известном устройстве стойки и балки выполнены прямолинейными и усилены по всей длине профилированными вставками Г ЗНедостатком известного каркаса является повышенная металлоемкость его кабины вследствие увеличения поперечного сечения элементов каркаса Кроме того, конструкция последних {снижает степень универсальности каркаса ввиду прямолинейности его стоек и балок.-Их изгиб увеличивает опасность возникновения пластического шарнира и требует усиления. В результате наиболее вероятным местом разрушения становятся стыки вертикальных стоек с остовом и с горизонтальными балками. Цель изобретения - повышение защитных свойств каркаса кабины путем увеличения степени энергопоглощения при снижении металлоемкости и повышение степени универсальности { аркаса. Поставленная цель достигается тем что в защитном каркасе кабины транспортного средства, содержащем передние и задние стойки, соединенные с верхними продольными и поперечными балками, причем стойки и балки выпол нены из тонкостенных труб и снабжены вставками,балки и стойки выполнены составными из прямолинейных отрезков труб, а вставки установлены между смежным отрезками и жестко соединены с ними, при этом каждая вставка выполнена коленчатой формы с центральной сплошной перегородкой, в зоне которой присоединены отрезки труб и по меньшей мере с двумя лучеобразными выступами, расположенными в отверстиях соединяемых отрезков труб, причем начальный направляющий участок каждого выступа сопряжен с внутренней поверхностью отрезка трубы, а концевой участок расположен относительно последнего с зазором, плавно увеличивающимся в направлении конца выступа. Кроме того, концы отрезков труб могут быть плавно расширены, например, развальцовкой. На фиг. 1 изображен защитный каркас кабины в аксонометрической проекции; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1. Защитный каркас кабины транспортного средства содержит передние 1 и задние 2 стойки, соединенные вверху с продольными 3 и поперечными 4 балками . Балки и стойки выполнены из прямолинейных отрезков 5 тонкостенных труб (круглого или прямоугольного сечения), надетых своими развальцованными концами на выступы литых вставок 6 - 8 и соединенных с ними сварным швом по периметру. Отрезки 5 труб отличаются друг от друга только длиной, но возможно выполнение каркаса из отрезков труб одинаковой длины.При этом максимальная длина отрезка трубы определяется из условия отсутствия локальной потери устойчивости (в результате местного смятия) стенок под действием аварийных нагрузок. Литые вставки, ввариваемые в концы отрезков труб, могут быть выполнены трех типов. На прямолинейных участках стоек и балок вставки б - двухлучевые прямолиней.ные, обеспечивающие соосность свариваемых отрезков труб. В местах изгиба стоек 1, 2 и |балок 3, 4 использованы также двухлучевые вставки 7, выступы которых обеспечивают ориентацию отрезков труб под требуемым углом. В местах соединения стоек с балками установлены трехлучевые вставки 8. Конструктивное выполнение всех вставок однотипное - коленчатой формы. Каждая из них содержит колено 9 с центральной сплошной перегородкой 10, от которого отходят пустотелые лучеобразные выступы 11. Каждый из них имеет два участка: непосредственно за коленом 9 - начальный направляющий участок 12, наружная поверхность которого сопряжена с внутренней поверхностью конца охватывающего его отрезка 5 трубы и ориентирует последний в требуемом направлении;за ним следует концевой рабочий участок 13, расположенный относительно внутренней поверхности отрезка 5 трубы с зазором, плавно увеличивающимся от направляющего участка к концу вставки. Благодаря такой конструкции увеличена энергопоглощающая способность каркаса в целом, так как каждый отрезок трубы оказывается предохранен от местного смятия (вследствие локальной потери устойчивости стенок ), ведущего к образованию пластического шарнира. В то же время такая конструкция позволяет трубам пластически деформироваться на длине вставки в любом направлении в пределах зазора между трубой и вставкой. Причем, поскольку пластическая деформация труб ограничена вставками, которые воспринимают нагрузки после выбора зазоров и прочность которых выше прочности труб, то направление лучей вставок существенного значения не имеет 31093 и каркас может выполняться любых пространственных форм без возрастания опасности возникновения пластических шарниров. Благодаря этому повышается также степень универсальности каркаса, так как он может более точно повторять контуры кабины, не ухудшая обзорность с места водителя. Повышается надежность конструкции, так как сварные швы - концентраторы напряжений - располагаются в наиболее упрочненных местах - коЛенах вставок. Улучшается технологичность конструкций вследствие однотипности трубчатых элементов каркаса и возможности автоматизации их сварки.

1. ЗАЩИТНЫЙ КАРКАС КАБИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий передние и задние стойки, соединенные с верхними продольными и поперечными балками, причем стойки и балки выполнены из тонкостенных труб и снабжены вставками, отличающийся тем, что, с целью повышегНия его защитных свойств путем увеличения степени энергопоглощения при снижении металлоемкости и повышения степени универсальности каркаса, балки и стойки выполнены составными из . прямолинейных отрезков труб, а вставки установлены между смежными отрезками и жестко соединены с ними, при этом каждая вставка выполнена коленчатой формы с центральной сплошной перегородкой, в зоне которой присоединены отрезки труб, и по меньшей мере с двумя лучеобразными выступами, расположенными в отве эстиях соединяемых отрезков труб, причем начальный направляющий участок каждого выступа бопряжен с внутренней поверхностью отрезка трубы, а концевой участок расположен относительно последнего с зазором, плавно увеличивающимся в направлении конца выступа. г 2. Каркас по п. 1, отличаю1(Л щийся тем, что концы отрезков труб плавно расширены, например, раз вальцовкой. 7 ы ел

//

Фиг.2