CZ307296B6 - Ustavovací pouzdro pro odpružení lichoběžníkové polonápravy automobilu s trubkovým rámem - Google Patents

Abstract

Ustavovací pouzdro (1) řeší problém uložení horního ramene (8) a odpružení přední lichoběžníkové polonápravy (2) u automobilu s trubkovým rámem (3), zejména závodního, sportovního nebo terénního automobilu. Ustavovací pouzdro (1) je integrální svařenec zahrnující nosný díl (4) se spodním vertikálním ramenem (9), horním příčným ramenem (10) a válcovou objímkou (12) pro uložení horního konce pružicí a tlumicí jednotky (14), dále výztužný díl (5) a dvě konzoly (6, 6´) se závěsy pro horní rameno (7) přední lichoběžníkové polonápravy (2).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká automobilového průmyslu, konkrétně ustavovacího pouzdra pro odpružení přední lichoběžníkové polonápravy automobilu s trubkovým rámem, zejména závodního, sportovního nebo terénního automobilu.

Dosavadní stav techniky

Pro nápravy automobilů se nejčastěji používá konstrukční prvek označovaný jako A-rameno, dále označované též jako rameno. Jde o prakticky plochou, přibližně trojúhelníkovou součást. Rameno je uspořádáno horizontálně, základnou písmene „A“ je upevněno k rámu vozidla na dvou čepech, takže vrchol písmene „A“ se může kývat. Vrchol písmene „A“ je spojen se závěsem kola zpravidla prostřednictvím kulového čepu.

Jedno rameno se využívá např. u polonápravy typu MacPherson, někdy též označované jako vzpěra MacPherson. Na spodní straně je závěs kola uložen v rameni tvořeném ramenem a stabilizátorem. Rejdový čep závěsu je spojen s řídicí tyčí. Z horní strany závěsu kola vystupuje válcová vzpěra obsahující teleskopický tlumič pérování, který nese vinutou pružinu. Horní konec vinuté pružiny je uložen v ustavovacím pouzdru, které je vytvořeno většinou jako prolis samonosné karoserie. U polonápravy MacPherson není potřeba druhé rameno, protože osa teleskopického tlumiče pérování se využívá jako horní otočný bod závěsu kola. Toto uložení má nízké výrobní náklady a poskytuje více příčného prostoru pro motor, což je výhodné pro malé vozy, ale není ideální z hlediska ovladatelnosti a jízdních vlastností.

Dvě ramena se využívají u tzv. rovnoběžníkové polonápravy, kde jedno rameno je horní a jedno rameno je spodní. Každé rameno je uloženo na dvou čepech v samonosné karoserii a na jednom v závěsu kola. Mezi rameny je uložena pružící a tlumicí jednotka zahrnující tlumič pérování a vinutou pružinu pro kompenzaci svislého pohybu kol. Je-li horní rameno kratší, označuje se rovnoběžníková náprava jako lichoběžníková náprava. Tento typ náprav se používá mimo jiné také u sportovních a závodních automobilů včetně terénních. Kratší horní rameno zajišťuje kompenzaci kladného odklonu kola v zatáčkách. Mezi vnějšími konci ramen je závěs kola s rejdovým čepem a svislou vzpěrou. V závěsu kola je ložisko kola. Pružící a tlumicí jednotka je uložena v ustavovacím pouzdru, které je vytvořeno nejčastěji jako prolis samonosné karoserie v oblasti nad podběhy kol.

Uložení horního konce pružící a tlumicí jednotky je problematické u terénních, závodních nebo sportovních automobilů, které mají skelet tvořený trubkovým rámem, jehož rozměry jsou minimalizovány. Tyto automobily zpravidla nemají karoserii ani podběhy kol, ve kterých by mohl být vytvořen prolis sloužící jako ustavovací pouzdro pro horní konec vinuté pružiny s tlumičem pérování. Na trubkový rám se přivařují jednoduché horizontální držáky, ke kterým se upevňuje horní konec vinuté pružiny s tlumičem pérování. Tyto držáky se při extrémní zátěži ulamují a také představují riziko z hlediska bezpečnosti provozu. Obdobný problém vzniká u trubkového rámu s upevněním závěsů pro otočné upevnění čepů horního ramene. Další problém představuje požadavek na univerzálnost ustavovacího pouzdra, které by mělo umožnit rychlou a snadnou výměnu pružící a tlumicí jednotky dle požadovaných charakteristik pružení a tlumení.

Úkolem vynálezu je vytvoření takového ustavovacího pouzdra pro automobily s trubkovým rámem, které by odstraňovalo výše uvedené nedostatky známých řešení, splňovalo by pevnostní a bezpečnostní požadavky, a současně umožňovalo snadnou a rychlou výměnu nebo seřízení pružících a tlumicích jednotek.

- 1 CZ 307296 B6

Podstata vynálezu

Ustavovací pouzdro podle vynálezu je vytvořeno jako integrální svařenec zahrnující nosný díl, alespoň jeden výztužný díl a dvě konzoly se závěsy pro horní rameno polonápravy. Nosný díl má tvar otevřeného písmene „L“ a vykazuje spodní vertikální rameno upravené pro přivaření alespoň ke dvěma trubkám trubkového rámu a horní příčné rameno orientované směrem k přednímu kolu a svírající se spodním vertikálním ramenem úhel ležící v rozmezí od 110 do 120°. Na spodní straně horního příčného ramene je válcová objímka, jejíž dno je tvořeno mezikružím s ustavovacím otvorem pro zapuštění horního konce pružící a tlumicí jednotky a se dvěma aretačními otvory pro aretační šrouby. Výztužný díl je tvořen deskou přivařenou bočně alespoň z jedné strany nosného dílu k spodnímu vertikálnímu ramenu a hornímu příčnému ramenu. Konzoly probíhají paralelně s horním příčným ramenem, jsou přivařeny k nosnému dílu, jejich konce jsou upraveny pro přivaření k trubkovému rámu, a alespoň jedna konzola je zároveň přivařena k výztužnému dílu.

Ve výhodném provedení ustavovacího pouzdra podle vynálezu je navíc uvnitř válcové objímky uspořádána vyjímatelná vymezovací vložka, která umožňuje uložení pružící a tlumicí jednotky menšího průměre, než je vnitřní průměr válcové objímky.

V dalším výhodném provedení vynálezu jsou na vnějších koncích konzol nad závěsy přivařeny obloukovité kryty, které jednak chrání závěsy před nečistotami a poškozením, a jednak slouží jako bezpečnostní prvek.

V dalším výhodném provedení ustavovacího pouzdra podle vynálezu jsou na vnitřních koncích konzol navařeny obloukovité poloobjímky pro dosednutí na trubkový rám.

V dalším výhodném provedení ustavovacího pouzdra podle vynálezu je nosný díl a výztužný díl z ocelové pásoviny o síle 10 mm.

V dalším výhodném provedení ustavovacího pouzdra podle vynálezu je nosný díl vytvořen z jednoho kusu a horní příčné rameno svírá se spodním vertikálním ramenem úhel a = 112°.

Nakonec je výhodné, že konzoly jsou z ocelového Jocklova profilu.

Výhody ustavovacího pouzdra podle vynálezu spočívají vtom, že integrální monolitické konstrukce vyhovuje mezinárodním požadavkům na pevnost při jízdě na silnici i v terénu, zlepšuje pasivní bezpečnost automobilu a umožňuje snadnou výměnu pružící a tlumicí jednotky změně nastavení charakteristiky odpružení automobilu.

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresů, na nichž znázorňují:

obr. 1 přední pohled na trubkový rám automobilu obr. 2 řez dvěma lichoběžníkovými polonápravami obr. 3 boční pohled na trubkový rám obr. 4 detailní boční pohled na ustavovací pouzdro na trubkovém rámu, obr. 5 půdorys trubkového rámu obr. 6 detailní pohled shora na ustavovací pouzdro na trubkovém rámu obr. 7 přední pohled na ustavovací pouzdro obr. 8 boční pohled na ustavovací pouzdro obr. 9 perspektivní pohled na ustavovací pouzdro

-2CZ 307296 B6

Příklady uskutečnění vynálezu

Automobil zobrazený na obr. 1 až obr. 10 je terénní automobil typu „buggy cross country“ s trubkovým rámem 3, s motorem vzadu a pohonem zadních kol. Přední kola 11 jsou zavěšena na dvou předních lichoběžníkových polonápravách 2. Přední lichoběžníková polonáprava 2 sestává z horního ramene 8 polonápravy 2 a ze spodního ramene polonápravy 2, které je delší než horní rameno 8 polonápravy 2. Spodní rameno polonápravy 2 je kyvné upevněno k závěsům na trubkovém rámu 3. Pružící a tlumicí jednotka 14 prochází horním ramenem 8 polonápravy 2_a její horní konec je upevněn v ustavovacím pouzdru 1, které tvoří integrální svařený díl, jehož součástí jsou i konzoly 6, 6' se závěsy 7 pro kyvné uložení horního ramene 8_polonápravy 2.

Hlavní částí ustavovacího pouzdra 1 je nosný díl 4, který je vyroben z ocelového plechu o rozměrech 450 x 100 xlO mm, ohnutého do tvaru otevřeného a obráceného písmene „L“. Spodní vertikální rameno 9 nosného dílu 4 je přivařené ke dvěma trubkám v přední části trubkového rámu 3. Horní příčné rameno 10 nosného dílu 4 navazuje na horní konec spodního vertikálního ramene 9, svírá s ním úhel α = 112° a je orientováno směrem k přednímu kolu 11. Úhel a je určen požadovaným náklonem pružící a tlumicí jednotky 14 vůči svislé rovině a pohybuje se v rozmezí od 110°do 120°. Na konci horního příčného ramene 10 nosného dílu 4 je přivařena válcová objímka 12 z trubky tl. 2 mm s vnitřním průměrem 19 mm a výškou 42 mm. Dno válcové objímky 12 má tvar mezikruží 17 tvořícího oporu pro horní konec pružící a tlumicí jednotky 14. Ustavovací otvor 13 slouží pro částečné zapuštění pružící a tlumicí jednotky tak, aby byla přístupná matice tlumiče. V mezikruží 17 jsou dále vyvrtány dva aretační šrouby 16,16' pro upevnění horního konce pružící a tlumicí jednotky j_4.

Mezi spodním vertikálním ramenem 9 a horním příčným ramenem 10 je z boku svisle uspořádaný a přivařený výztužný díl 6 tvořený deskou z ocelového plechu o rozměrech 180 x 110 x lOmm. Výztužný díl 6 zabraňuje ohnutí či vylomení nosného dílu 4 a vyztužuje konstrukci ustavovacího pouzdra 1 ve svislém směru, a zároveň je kjeho vnější straně přivařena jedna z konzol 6, 6' se závěsy 7 pro uložení horního ramene 8 polonápravy 2.

Konzoly 6, 6' jsou uspořádány po obou stranách spodního vertikálního ramene 9 a probíhají paralelně s horním příčným ramenem 10 nosného dílu 4. Jsou vytvořeny z ocelových Jocklových profilů 42 x 42 x 3 mm. Na zadním konci mají přivařené obloukovité poloobjímky 20 pro ideální dosednutí na trubky trubkového rámu 3, ke kterým jsou přivařený. Na předním konci konzol 6, 6' jsou v horní a spodní straně Jócklova profilu vytvořeny výřezy, a v bočních stranách jsou vytvořeny otvory, takže přední konce konzol 6, 6' tvoří závěsy 7 pro kyvné uložení horního ramene 8 polonápravy 2. Horní strany závěsů 7 jsou překryty obloukovitými kryty 19 pro zvýšení bezpečnosti a ochrany závěsů 7.

Jak je znázorněno na obr. 10, do válcové objímky 12 lze upevnit pružící a tlumicí jednotky 14 s různými průměry, a to za použití jednoduché válcovité vymezovací vložky 18, která je vyjímatelná.

Průmyslová využitelnost

Ustavovací pouzdro podle vynálezu lze využít pro uložení horního konce pružící a tlumicí jednotky, zejména u sportovních, závodních nebo terénních automobilů s trubkovým rámem.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Ustavovací pouzdro (1) pro odpružení přední lichoběžníkové polonápravy (2) automobilu strubkovým rámem (3), vyznačující se tím, že je vytvořeno jako integrální svařenec zahrnující nosný díl (4), alespoň jeden výztužný díl (5) a dvě konzoly (6, 6') se závěsy (7) pro horní rameno (8) polonápravy (2), kde nosný díl (4) má tvar otevřeného písmene „L“ a vykazuje spodní vertikální rameno (9) upravené pro přivaření alespoň ke dvěma trubkám trubkového rámu (3) a horní příčné rameno (10) orientované směrem k přednímu kolu (11) a svírající se spodním vertikálním ramenem (9) úhel a ležící v rozmezí od 110 do 120°, přičemž na spodní straně horního příčného ramene (10) je válcová objímka (12), jejíž dno je tvořeno mezikružím (17) s ustavovacím otvorem (13) pro zapuštění horního konce pružící a tlumicí jednotky (14) a se dvěma aretačními otvory (15, 15') pro aretační šrouby (16, 16'), výztužný díl (5) je tvořen deskou přivařenou bočně alespoň z jedné strany nosného dílu (4) k spodnímu vertikálnímu ramenu (9) a hornímu příčnému ramenu (10), a konzoly (6, 6') probíhají paralelně s horním příčným ramenem (9), jsou přivařeny k nosnému dílu (4), jejich konce jsou upraveny pro přivaření k trubkovému rámu (3), a alespoň jedna konzola (6, 6') je zároveň přivařena k výztužnému dílu (5).
2. 2. Ustavovací pouzdro podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje vymezovací vložku (18) uspořádanou vyjímatelně uvnitř válcové objímky (12).
3. 3. Ustavovací pouzdro podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že na vnějších koncích konzol (6, 6') jsou nad závěsy (7) přivařeny obloukovité kryty (19).
4. 4. Ustavovací pouzdro podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že na vnitřních koncích konzol (6, 6') jsou obloukovité poloobjímky (20) pro dosednutí na trubkový rám (3).
5. 5. Ustavovací pouzdro podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že nosný díl (4) a výztužný díl (5) jsou z ocelové pásoviny o síle 10 mm.
6. 6. Ustavovací pouzdro podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že nosný díl (4) je vytvořen z jednoho kusu a horní příčné rameno (10) svírá se spodním vertikálním ramenem (9) úhel a = 112°.
7. 7. Ustavovací pouzdro podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že konzoly (6, 6 ) jsou z ocelového Jocklova profilu.