ПРИСПОСОБЛЕНИЕ К КОЛЕСНЫМ АВТОМОБИЛЯМ ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ ИХ ПОСРЕДСТВОМ СИСТЕМЫ ТОЛКАЮЩИХ И ПОДДЕРЖИВАЮЩИХ РЫЧАГОВ Советский патент 1927 года по МПК B62D57/02 

Недостаточная надежность передвижения на обычных автомобилях по плохим дорогам вызвала, как известно, ряд попыток заменить колеса автомобиля системой опорных рычагов, но, вследствие расположения рычагов под автомобилем, последний не был устойчивым, а кроме того, опорные стержни, соединяющие рычаги по одной стороне, легко подвергались поломке. Предлагаемое изобретение имеет целью устранить указанные недостатки передвижения автомобиля с помощью системы толкающих и поддерживающих рычагов и предоставить возможность быстрого перехода от передвижения на рычагах к колесному, сообразно с состоянием дороги.

На чертеже фиг. 1 изображает вид предлагаемого приспособления к передней части автомобиля сбоку, фиг. 2 - то же вид сверху, и фиг. 3 - вид спереди.

Несколько отдельных рычагов 1 и 2 (фиг. 1 и 3) составляют поддерживающую группу, заменяющую одно колесо автомобиля. Каждый из рычагов 1 и 2 имеет опорную стойку 3, оканчивающуюся башмаком 4. Рычаги приводятся в действие механически, и в каждый данный момент часть опорных стоек касается земли, поддерживая автомобиль так, что колеса не касаются земли; число рычагов каждой группы, заменяющей колесо, может быть больше или меньше, в зависимости от общего веса автомобиля и желаемой степени плавности передвижения. При числе рычагов, равном пяти в каждой группе (т.-е. при общем числе рычагов автомобиля, равном двадцати), плавность должна получиться достаточная, и такое число рычагов изображено на фиг. 1.

Каждый из рычагов 1 вместе со своей опорной стойкой 3 проходит последовательно (начиная с заднего) нижнее положение и затем верхнее. При числе рычагов в группе, равном пяти, нижнее положение каждого рычага, а, следовательно, и все фазы отстоят от соседних рычагов на одну пятую часть окружности.

На чертеже (фиг. 1) задняя нога группы, поддерживающей левую сторону передней части автомобиля, находится в нижнем положении, и, следовательно, поддерживающая сила рычага в этот момент наибольшая. Короткий конец того же рычага, за который посредством пальца на червячном колесе 6 рычаг приводится в движение, находится в верхнем положении и при дальнейшем вращении колеса 6 (на чертеже обратно часовой стрелке) будет опускаться, а давление на опорную стойку будет уменьшаться. Вторая (считая сзади) опорная стойка не испытывает в настоящий момент наибольшего давления, хотя некоторое давление уже имеется, и в течение движения одной пятой колеса 6 давление будет увеличиваться; положение пальца червячного колеса 6 показано схематически кружком 7. Следующий по порядку рычаг не производит давления на свою опорную стойку, держа ее на некотором расстоянии от земли, и в этот момент переносит стойку вперед, начиная опускать ее вниз (рычаг и стойка делают в этот момент шаг). Четвертый также держит свою опорную стойку навесу, но находится еще в положении так как палец 8 этого рычага не дошел еще до нижнего своего положения. При этом одновременно угол между рычагом и опорной стойкой увеличивается, и стойка выносится вперед посредством механического приспособления (нота разгибается).

Следующий по порядку рычаг (пятый, считая сзади) приводится в действие способом, несколько отличающимся от остальных рычагов, что связано с его передвижением все время в вертикальной плоскости по направлению движения автомобиля. В виду этого рычаг 2, в отличие от рычагов 1, имеет лишь горизонтальную ось качания 9, а на соответствующем червячном колесе 6 имеется ролик 10 и на его оси пластинка, на конце которой имеется второй ролик 11. Между этими двумя роликами помещается короткий конец рычага 2, и, таким образом, вращением колеса 6 производится опускание и поднимание конца рычага 2; при опускании рычага 2 песледний оказывает давление на соответствующую опорную стойку 3. В положении, показанном на фиг. 1, рычаг 2 уже прошел положение наибольшего давления на стойку, и давление уменьшается. При дальнейшем вращении колеса 6 и при поднятии ролика 10, давление на стойку 3 еще уменьшится, так как стойка 3, посредством тяги 12, притянется к рычагу и примет наклонное положение (на самом деле рычаг 2 при передвижении автомобиля передвинется также весь вперед). Угол между рычагом 1 и стойкой 3 может изменяться от большего или меньшего выдвигания рычага 13, или же автоматически, если рычаг 13 или 14 (на средних двух ногах) не выдвигается. При выдвигании рычага 13 конец 15 изогнутого рычага 16, вращающегося на оси 17, укрепленной на рычаге 1, приближается к корпусу автомобиля, и, следовательно, угол между рычагом 1 и стойкой 3 уменьшается. Обратно при вдвигании рычага 13 в колокол 18 тот же угол увеличивается, т.-е. нога распрямляется, отходя дальше от корпуса.

Такое действие рычагов необходимо по- отношению к тем опорным стойкам 3, рычаги; которых расположены под большим углом к перпендикуляру к продольной линии автомобиля. Система рычагов 13, 16 и 19 придает устойчивость расположению опорной стойки относительно рычага 1, и, таким образом, всему автомобилю против бокового смещения, так как, пока не передвинут рычаг 13 относительно колокола 18 и угол рычага 1 относительно горизонта не изменяется, угол между рычагом 1 и опорной стойкой, как соединенными жестко, измениться не может.

Передаточный механизм для производства передвижения взад и вперед опорных стоек 3 состоит из коленчатого рычага 20, соединенного посредством тяги 21 с пальцем 22 на шестерне 23 с прямыми зубцами, получающей вращение от приводного вала 24. Таким образом, при каждом полном повороте червячного колеса 6 зубчатка 23 сделает также один полный оборот, и в то время, как короткое плечо рычага 1 опишет конус, опорная стойка 3 один раз приблизится к рычагу и отодвинется от него, т.-е. один раз угол будет наименьшим и наибольшим, и нога сделает шаг, сохраняя при этом поддерживающую способность.

Таково же устройство каждой группы рычагов и передаточных механизмов для механического изменения угла между рычагом 1 и опорной стойкой 3 для тех опорных стоек каждой группы, среднее положение рычагов которых значительно отходит от перпендикуляра к продольной линии автомобиля.

Для опорных стоек, рычаги которых расположены приблизительно перпендикулярно к продольной линии автомобиля (на фиг. 1 - второй и третий, считая сзади), передаточный механизм для вдвигания и выдвигания рычагов 14 не является необходимым, так как некоторая разница в расстоянии точки опоры и стойки 3 от рамы автомобиля при передвижении его, получающаяся вследствие изменения угла рычага 1 к средней линии автомобиля, поглощается сжатием и растяжением пружин 25. Такие же пружины поставлены и на рычагах 13, но там они имеют лишь значение предохранителя от поломок стоек при ударах о препятствия.

Для изменения угла между рычагом 2 и опорной стойкой 3, в том случае, когда рычаг направлен по продольной линии автомобиля, механизм устроен несколько иначе. Тяга 12 присоединена к пальцу 26, укрепленному на колене, которое, в свою очередь, прикреплено к червячному колесу 6 и составляет ось ролика 10. Вынос пальца 26 за окружность колеса 6 сделан для увеличения передвижения тяги 12 в одну и другую стороны по длине ее. что необходимо для того, чтобы расстояние, на которое передвигается автомобиль от передвижения тяги 12, соответствовало передвижению от действия другими рычагами 1. Автоматическое изменение угла между рычагом 1 и опорной стойкой 3 происходит при поднятии конца рычага 1, при чем указанный угол уменьшается. Этим выбрасывание наружу нижних концов опорных стоек при рычагов 1 уменьшается, и, таким образом, требуется меньшая ширина свободного пространства для прохода всей системы. Кроме того, автоматическое уменьшение угла между рычагом и стойкой приближает рычаги к корпусу автомобиля, когда совершается переход от передвижения на рычагах и опорных стойках к передвижению на колесах.

На поверхности, безусловно гладкой, могли бы понадобиться пружины лишь для уменьшения ударов при касании земли со стойкой, на неровной же поверхности пружины имеют целью сглаживать неравномерность нагрузки на отдельные стойки, и поэтому, чтобы избежать пружин со слишком длинным ходом, пружины вставлены в нескольких местах.

Особенность расположения пружин состоит в том, что, кроме ослабления толчков и распределения нагрузки, пружины 29-у нижнего конца опорной стойки, пружины 30-у верхнего конца опорной стойки и пружины 31 - у шарнирных соединений главной точки опоры рычага 1, допускают возможность перегиба в каждом из трех означенных шарниров под влиянием бокового давленя, но с сохранением стремления выпрямить положение шарнира, как только боковое давление прекратится или уменьшится настолько, что пружины преодолеют это давление. Шарнир 32 и шарнир 33, первый на верху опорной стойки, а второй на главном рычаге 1, удерживаются в своем положении каждый четырьмя пружинами. Шарнир 32 может повертываться в плоскости, образуемой рычагом и стойкой, не производя сжимания и растягивания пружин; в перпендикулярном направлении - две из пружин 30 сжимаются, а две в то же время растягиваются.

Главный рычаг 1 повертывается на оси 33, установленной на шариковом подшипнике 34, при чем длинный конец рычага 1 может принять любое положение в пространстве, но связанное с положением своего пальца на червячном колесе 6. Изменение этого положения, вследствие, например, попадания подошвы соответствующей опорной стойки на возвышение, если действие пружин 29 и 30 недостаточно, достигается сжатием и растяжением пружин 31, при чем последние могут быть сжаты и растянуты неодинаково. Добавочное поглощение толчка может быть произведено для рычагов 1 плоскими пружинами 5 (фиг. 3) на коротком конце рычага, а для рычага 2-пружинами 35.

Башмак 4 повертывается на оси в направлении своей длины, а кроме того, соединен с концом опорной стойки шариковым шарниром и может принимать различные положения, в зависимости от встречающихся неровностей поверхности земли, но при ноги опять принимает правильное положение, при котором загнутый конец его несколько опущен вниз для уменьшения толчка при постановке стойки на землю.

Передача вращения от двигателя происходит следующим образом. Вращение передается от маховика двигателя на обычную для автомобиля коробку передач 36, показанную схематически на фиг. 2. Затем, вращение передается на две полуоси 37 дифференциала, которые служат и для приведения в действие автомобиля посредством зубчаток, расположенных по обеим сторонам автомобиля; по зубчаткам идут цепи, передающие вращение на задние колеса. При передвижении помощью рычагов и опорных стоек, имеющийся в картере 38 дифференциал должен прекратить свое действие, для чего служит применяемая в таких случаях защелка, скрепляющая одну полуось с коробкой дифференциала. От полуосей 37 вращение передается посредством фрикционных роликов 39, передвигающихся на пазах по полуосям, на ролики 40, каждый из которых передает вращение посредством карданного вала 41 передаточному валу 24, входящему в коробку 27, заключающую в себе механизм для приведения в действие рычагов 1 и 2 и защищающую его от пыли и грязи.

Выключение передаточных механизмов может производиться обыкновенным механизмом сцепления и расцепления, имеющимся в каждом автомобиле, и дополнительно' сжиманием пружин 42 посредством вилок, скользящих в пазах 43 и отводящих фрикционные ролики 40 от роликов 39. Для большей устойчивости роликов 40 при работе фрикционного ролика 39 вблизи одного из краев роликов имеются опорные ролики 44, удерживающиеся на поперечных перекладинах 45 стальными пластинами, поставленными вертикально. При положении роликов 39, показанном на фиг. 2, сцепления с роликами 40 не происходит, так как в центральной части последних имеются углубления. Когда же ролик 39 передвинут вправо или влево и занимает, например, положение 46 или 47, то происходит сцепление, при чем направление вращения зависит от того, в какую сторону передвинут ролик 39, а скорость вращения роликов 40 и число полных фаз действия рычагов 1 и 2 при той же скорости вращения ролика 39 зависят от расстояния этого ролика от центра ролика 40. Таким образом, кроме передачи вращения и получения переднего и заднего хода, достигается возможность изменять скорость передвижения автомобиля на рычагах и опорных стойках.

Система изменения передачи посредством фрикционных роликов 39 и 40 является дополнительной к обычной системе изменения передач посредством коробки 36 с переставными зубчатками. Перестановка роликов 39 производится посредством рычагов 50 и 51, соединенных с валиками 52 и 53 (фиг. 2). Дополнительный способ перемен передач и получения заднего хода имеет значение в связи с особым дифференциальным механизмом 54, позволяющим по желанию переставлять ролики 39 не симметрично и, таким образом, производить поворот автомобиля во время передвижения на рычагах и опорных стойках, вследствие того, что рычаги одной стороны автомобиля будут делать большее число фаз, чем рычага другой. Для изменения передач и перестановки ролика, рычаг 55, освобождаемый защелки 56, передвигается сначала вправо по одному из прорезов 57, отчего нижний конец 58 того же рычага, двигаясь в обратную сторону, передвинет втулку 59 влево, и зубцы ее войдут в сцепление с зубцами на продолжении коробки дифференциала 60. Одновременно пазы внутри втулки 59 войдут в сцепление с выступами 61 на правом валике 52, дифференциал 54 не будет оказывать действия и последующим поворотом рычага 55 вперед или назад ролики симметрично будут передвинуты на одинаковое расстояние; таким образом, передача будет изменена. Закрепление соответствующей передачи достигается вводом рычага 55 в выбранный прорез 57, при чем защелка 56 будет удерживать рычаг в определенном положении.

Изменение числа оборотов фрикционных роликов 40 на одной стороне автомобиля сравнительно с тем же на другой достигается посредством дифференциала 54 в связи с автоматическим действием двух тормозов 62 и 63 (фиг. 2). Когда рычаг 55 передвигается влево, а передвижная втулка 59 вправо, валик 52 разобщается от коробки 60 дифференциала. Одновременно передвижные втулки 65 и 66 посредством тормозов 63, скользящих в выемках 64, передвигаются вправо, и при помощи рычагов 67 и 68 тормоз 63 разжимается и сцепляется с барабаном 69, а наружный тормоз 62, охватывающий коробку дифференциала рычагами 70 и 77, затормаживает последнюю, будучи сам прикреплен к неподвижной части рамы своим выступом 72.

Поворот валика 52 достигается тем же рычагом управления 74 от рулевого колеса 75, которым производится обычный поворот передних колес автомобиля. Чтобы в нужный момент сцепить автоматически валик 52 с рычагом управления 74 посредством дополнительного рычага 73, применяется тормоз 88. Если втулка 59 будет опять отодвинута влево, то хотя тормозная лента 88 будет повертываться по своей окружности в ту или другую сторону на некоторые угловые величины во время езды на колесах, но эти движения не будут передаваться валику 52; таким образом, не будет несимметричного передвижения роликов 39 и, следовательно, не будет различных скоростей действия рычагов и опорных стоек по двум сторонам автомобиля. В виду того, что втулка 59 передвигается вправо и влево посредством рычага 55, который может повертывать ту же втулку 59 на некоторую угловую величину при притягивании его к себе или отодвигании от себя по кулиссе 57, рычаг 55 служит при движении автомобиля на рычагах и опорных стойках для перемены скоростей, т.-е. изменения отношения числа оборотов двигателя к числу ходов опорных стоек, и для автоматического действия дифференциала, производящего несимметричным передвижением роликов 39 различие скоростей правой и левой стороны.

Таким образом, управление автомобилем, безразлично будет ли происходить передвижение на колесах или на опорных стойках, будет совершаться посредством поворота одного и того же рулевого колеса 75.

Коробка 27, заключающая механизм для приведения в действие рычагов и опорных стоек, может повертываться на цапфе 76 (фиг. 1 и 3) и переходить из положения, показанного на фиг. 3 сплошными линиями, в положение, показанное пунктиром. В первом положении концы рычагов 1 приближаются к земле, и опорные стойки ставятся на землю, а автомобиль не касается более колесами земли. Если начать вращать в это время приводный вал 24, то действием рычагов 1 и 2 автомобиль начнет передвигаться, не касаясь колесами земли. Если же привести коробку 27 в положение, указанное на фиг. 3 пунктиром, то рычаги 1 поднимутся на тот же угол вверх, вся рама автомобиля опустится и ранее окончания поворота коробки 27 колеса станут на землю. Таким образом, опорные стойки окажутся приподнятыми от земли, и, кроме того, действием стержня 14 и рычага 19 будут притянуты автоматически к корпусу автомобиля. При продолжительном передвижении на колесах рычаги 1 могут быть подняты независимо от других, для чего на червяках, сцепляющихся с червячными колесами 6, устраивается разобщение, действующее от руки для каждого отдельного рычага (не показано на чертеже).

Устойчивое положение коробки 27 достигается тем, что передняя наружная сторона скреплена с рамой автомобиля посредством двух поворотных цапф 76 (фиг. 3). Задняя сторона той же коробки 27 удерживается в желаемом положении червяком 77, прикрепленным в точке 78 к раме автомобиля. Таким образом, коробка не может изменить своего положения относительно рамы автомобиля, пока червяк или гайка, ходящая по этому червяку, не будут повернуты. Вращение гайке 79′, заключающейся внутри зубчатки 79, передается от двигателя, при чем включение последнего производится передвижением муфты сцепления 80' в надлежащую сторону. Когда муфта 80′ вновь будет отключена, то коробка 27 останется в том положении, в котором она находилась в последний момент передачи вращения гайке 79′ от двигателя. Сама по себе коробка 27 сдвинуться с места относительно рамы не может, так как наклон резьбы червяка таков, что не допускает вращения червяка от давления по его длине. Переход от передвижения на колесах к передвижению на опорных стойках происходит обратным поворотом всей коробки 27 и постановкой ее в верхнее положение. Во время этого поворота, стойки опираются о землю, а колеса приподнимаются от земли.

Изменение положения коробки совершается механической силой, передачей вращения от двигателя посредством карданного вала 41 на зубчатки 79, вращающие заключающуюся в них на карданном соединении гайку с резьбой, соответствующей червяку 77. Вращение передается посредством конических зубчаток 80 и 81 вертикалькому валу 82, а далее посредством цилиндрической зубчатки 83 на зубчатку 79. Вращение заключающейся в ней гайки 79′ заставляет последнюю передвигаться по червяку вверх и вниз, в зависимости от направления вращения. Для передачи вращения гайке, идущей по червяку на другом конце коробки, имеется валик 84 с двумя коническими зубчатками 85 по концам. Чтобы производить поворот коробки около цапфы 76 по желанию, служит соединительная муфта 86, которая посредством рычага 87 может производить сцепление вала 41 или с приводным валом 24 или с зубчаткой 80. В первом случае будут действовать рычаги 1 и 2 для передвижения на опорных стойках, а во втором случае будут производиться изменения положения коробки 27. В среднем положении рычага не будет происходить сцепления ни с одним, ни с другим механизмом. Так как положение каждой коробки может быть выбираемо произвольно, то при и спусках и при движении по косогору возможно коробки одной стороны поднимать выше, чем на другой стороне, и, таким образом, несколько выравнивать положение автомобиля.

Приспособление к колесным автомобилям для движения их посредством системы толкающих и поддерживающих рычагов, характеризующееся совокупным применением: а) системы рычагов 1, 2 (фиг. 1 и 3), которые приводятся в движение посредством передаточного механизма от двигателя автомобиля и внешними концами своими, посредством шаровых шарниров, нагруженных пружинами 30, соединены с поддерживающими автомобиль в поднятом состоянии и толкающими его стойками 3, 3…, которые помощью рычагов 13, 16, 19 или 12 могут откидываться на более или менее близкое расстояние от кузова и на нижних концах шарнирно соединены с опорными башмаками 4, 4…, нагруженными пружинами 29, при чем, с целью увеличения приспособляемости рычагов 1 к неравной поверхности почвы, оси их 33, установленные на шариковых подшипниках 34, нагружены пружинами 31, 31 (фиг. 3), а нижние плечи их снабжены плоскими пружинами 5; б) механизма для приведения в движение рычагов 1, 2, состоящего из фрикционных роликов 39, 40, 40, получающих вращение от полуосей 37 дифференциала (фиг. 2) и сообщающих его, через карданные валы 41, валам 24 и червячным колесам 6, пальцы 7 на которых заставляют короткие плечи рычагов 1, при их движении, описывать конические поверхности, а у рычага 2- получать движение вверх и вниз; в) механизма для одинакового или неодинакового перемещения правого и левого фрикционных роликов 39, 39, с целью изменения скорости и направления движения автомобиля, каковой механизм состоит из валиков 52 и 53, которые рычагами 51, 50 и 49 соединены с роликами 39, 39 (фиг. 2) и при повороте рулевого колеса 75 и выключенном дифференциале 54 перемещают указанные ролики 39 одинаково, при включенном же дифференциале и тормозах 62 и 63-различно, чем вызывается поворот автомобиля, и г) механизма для перевода движения автомобиля посредством рычагов на движение на колесах, состоящего из валиков 82 и 84, которые соединены между собой и с передаточным валом 41 посредством шестерен 80, 81, 83 и 85 и при своем вращении вызывают поворачивание около цапф 76 коробки 27, заключающей в себе передаточный механизм для движения рычагов 1, при чем одновременно происходит поднимание всех рычагов и притягивание их к корпусу автомобиля и одновременно опускание последнего на колеса (фиг. 2 и 3).