Рулевая колонка транспортного средства

 

1. РУЛЕВАЯ КОЛОНКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая рулевой вал, жестко связанный верхним концом с рулевым колесом, а нижним шарнирно соединенный с рулевым механизмом через карданный вал, трубчатый корпус, внутри которого размещен рулевой вал, кольцеобразные опоры, охватывающие трубчатый корпус, причем верхняя из опор установлена на корпусе с возможностью скольжения, а нижняя, в которой закреплены шарниры являющиеся осью поворота рулевой колонки , неподвижно связана с ним, кронштейн крепления рулевой колонки к передней панели кузова, соединенный при помощи шарниров с нижней кольцеобразной опорой рулевой колонки , и энергопоглощающее устройство, выполненное в виде жестко закрепленных в верхней скользящей опоре пальцев , взаимодействукш1;их - с кромками криволинейных пазов, выполненных на боковых сторонах кронштейна по дуге окружности, и с кромками аксиальных пазов, выполненных на трубчатом корпусе рулевой колонки, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения материало емкости и повышения надежности с одно временным обеспечением оптимальной характеристики энергопоглощения в энергопоглощающем устройстве, карданный вал вьтолнен в виде сплошной толстостенной трубы, а рулевой вал снабжен установленными соосно с ним пружинами сжатия, для обеспечения возможности осевого перемещения по отношению к корпусу рулевой колонки при срабатывании энергопоглощающего устройства, центр окружности криволинейных пазов на боковых сторонах кронштейна крепления рулеi вой колонки к передней панели кузоКО ва расположен в равноудаленной от оси шарниров и оси пальцев точке,лежащей на линии, соединяющей центры этих осей, а аксиальные пазы на корпусе рулевой колонки выполнены по направлению к оси шарниров, в местах соединений верхней скользящей опоры и кронштейна крепления рулевой со I колонки к передней панели кузова установлены размещенные на пальцах энерго поглощакнцего устройства упорные конусо сообразные шайбы, центрирующиеся в 4 установочных отверстиях, раззенкованных на наружных боковых сторонах кронштейна и расположенных в начале криволинейных пазов по направлению поворота рулевой колонки, и непосредственно взаимодействугацие с кромками тех же пзтой, при зтом угол и меньший диаматр конической поверхности упорных конусообразных шайб равен углу и меньшему диаметру конической поверхности установочных отверстий криволинейных пазов, а в верхней скользящей опоре на поверхностях ее

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯК„1131734

g g В 62 D 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

gf xi i=. (21) 3648340/27-11 (22) 30.09.83 (46) 30.12.84. Бюп. И 48 (72) С;В. Уголев (71) Завод микроавтобусов РАФ им. ХХУ съезда КПСС (53) 629. 113.014.5(088.8) (56) 1. Заявка Японии Ф 54-14815, кл. 80 FO, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

11 1025566, кл. В 22 D 1/18, 1982 (прототип). (54) (57) 1. РУЛЕВАЯ КОЛОНКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая рулевой вал, жестко связанный верхним концом с рулевым колесом, а .нижним шарнирно соединенный с рулевым механизмом через карданный вал, трубчатый корпус, внутри которого размещен рулевой вал, кольцеобразные опоры, охватывающие трубчатый корпус, причем верхняя из опор установлена на корпусе с воэможностью скольжения, а нижняя, в которой закреплены шарниры являющиеся осью поворота рулевой колонки, неподвижно связана с ним, кронштейн крепления рулевой колонки к передней панели кузова, соединенный при помощи шарниров с нижней кольцеобразной опорой рулевой колонки, и энергопоглощающее устройство, выполненное в виде жестко закрепленных в верхней скользящей опоре паль.цев, взаимодействукяцих-с кромками криволинейных пазов, выполненных на боковых сторонах кронштейна по дуге окружности, и с кромками аксиальных . пазов, выполненных на трубчатом корпусе рулевой колонки, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения материало емкости .и повышения надежности с одновременным обеспечением оптимальной характеристики энергопоглощения в энергопоглощающем устройстве, карданный вал выполнен в виде сплошной толстостенной трубы, а рулевой вал снабжен двумя установленными соосно с ним пружинами сжатия, для обеспечения возможности осевого перемещения по отношению к корпусу рулевой колонки при срабатывании энергопоглощающего устройства, центр окружности криволинеиных пазов на боковьи

4;о сторонах кронштейна крепления рулевой колонки к передней панели кузова расположен в равноудаленной от оси шарниров и оси пальцев точке,лежащей на линии, соединяющей центры этих осей, а аксиальные пазы на корпусе рулевой колонки выполнены по направлению к оси шарниров, в местах соединений верхней скользящей опоры и кронштейна крепления рулевой ,колонки к передней панели кузова уста новлены размещенные на пальцах энерго поглощающего устройства упорные конусообразные шайбы, центрирующиеся в установочных отверстиях, раззенкованных на наружных боковых сторонах кронштейна и распапоженных в начале криволинейных пазов по направлению поворота рулевой колонки, и непосредственно взаимодействующие с кромками тех же .па".оы, при этом угол и меньший диаметр конической поверхности упорных конусообразных шайб равен углу и меньшему диаметру конической поверхности установочных отверстий криволинейных пазов, а в верхней скользящей опоре на поверхностях ее

1(3 i734

СТВ20СТИИ

1, 3, с т—

1 С ) ГOJI

ВЕРХ,-О(ГЕ« йб и сс:!pя,i((,; Я

1-,, (,,. ;Ь

,(Р}1)В

И VC i ЯНGВО .l ь(х Г! 3св ра

В I В, ",01 rт ri l

HH с Р Р Д ч «!! 1У1 2) «Д 1) Ci; P 0 (! -

Я, b:!-Ü!1 "(.рс:, (OJLQ же креплены шари»!0pc тя руле0 (.ВЯЗЯНЯ С

Р У J i C. B O i. и кузова, ссецитров (нижней

СÎ!IPЯ) (1!}IH (.-.i! УТРГ!).i;-ilii!«!(ÎH2PXHO

Г тЯЫ : 6 О ; i нь1 (ст 0 и Он к!. с.! ш! Bй(IЯ В

Мс. .СTGЯ °: = ::!1 «1 я. j «:.i r !1 Ь .(23 "?12p I Ol!G

ГГ(О!КЯ 0Ш(- . Ч;- (1). -- -:-ВЯ НЬП(СЛНЕНЫ фЯС i

Г Тв" ИЩИ!". ij! ЛУ „=,,1! П(-. 2 . К()й 11С В 2ОХНС«

1 И 1;I ã.; i d(;(, .", -; „ ;,,,ili: Oi "!B!!6!

I !J .! . 1.;,i) Я Г1 Я, 1,; Я ), ?;"();)Н—

КУ (-,-. В1, п-,,)i!i! -,,-, Ь(° 1 i ЦВУ)(СВЯ «BН н»с, i. .: " . ::(. : . ..:, О) !i! (2061. ь 3 ными спс () 11(я Ь ((O;..f (i T;-i Я Н Г .: () () ТУ „B 1(Я С Т и С 1.. ТИ K

02«ЯОП ?30)Г;: .: - В «Ii,:„Ó УПР«,ВГ(; НИ?0 И

Г,-,.-;,:: 0..: Н; "В ТГ...;.. (iяв

ПОРТ;O i" О -: .: ПС ".—,::: : :i- -. Ii Я P. (jr 2-. вой пя i ..:К22 :;::,:: Зязан, » -,я, 21)х, -1иl(КО!П (, 1! 1 C Р У! i Ь" . . 11П = :. : ). . . (}(;.(НИ(, i= 1l3I Ic м (21) 23 ":,"",, ;:: «?l!.!(1:. J: псдвиж-НЫМ U!J! !(I((!ЗЫI! С- Зед}IНЯНИЯ(i, Тр (J61IB ТЫИ

K0pHус1 в)-.ут -)} которо(0 размешен ру.- 1(5

1?ЕВ()й BRJl. (1.-.,Н}: й-(К)02ПГ(2?(ИЯ вой колон (и к ".Bpåi ней панели кузова, СОЕДИН2ННЫРI С РУ)!2ВОЙ КСГ! СНКСЙ ПРИ ПО

МОЩИ Шс)РНИРСВ; ЯВГ(Б?ВЩИХСЯ ОС -1) ПОВО—

POTB Р 1/Л2 B СЙ КС:,0 Нк?1 ) и 2 «211! СГ!СГЛО- )(О ща?вщее устройство,, вь(пол??2?(н >2 В виде связанных с рупавс(! колонкой пяльцев, ВЗЯИ!. -!ОДЕЙСТПУ!0(Ш(Х С КРОМКЯМИ КРИВОЛИ

;.=. ::. г::. пазов,. Выполненных ня боковь?х (Tc, . i;H; кпo!!(ill ейна Ilo дуге окружпо.- 25

С 1 И C !i 2 ..1 Р:(,"11(1110)K2HIIbii4 HB ОСИ

11!ВРННРОВ

Одна:.. i-.";::". = рулевая колонка

KBpЯ i(") 2р1! 3 g 2Ò.)" .1 ше(ей сло))(нОсть(01, Выра)кя(()шеися в и 3! с i OBJ!2Hè 1 тОНИОгс ЗО и дорого(тoHL его кярданногÎ валя с

ПОДВИЖ« Ь(М 1Шл}(ие БЬIМ С 02 г?«((2:-! И ЕМ И ня няняльном ПО ?(япря?3!!2(3«(0 поворота !

) УХ! С» Сй К():(О«К«У11«! С Тl(2 C УЖЯ?0!!(ИМИ(. Я iT ",2)1}! ??ПЬ(1 р Ir!HO?! МГНЬШЕМу ?П(аМЕт- р) кОН}(12(. 1(О!! (IО!)ерх ности упс() ных

KOi!усообоа3?lb?X !HB! О > до 0,. -(. 1 7 3ТОГО д,. Яметр:-1,, i!!I. с;-. ejj;I:- :! участке

ПOC ТОЯ и?(Ы(!?(I! 0 l!(}(0«i! 2 Г1Я В (1 " О 9Q. 1 0(() )K2 a)LB»2 (РЯ Я ?!B К 0132y«0,,„! у1.яс ..кя — 1)яси(иря(0(!(«мися ц(32ë« (инь ., равной больн!ему д!(яметр; кс(?и 32С"-(Сй

I r С Б ер Х Н С С Т И V С Т,!?i О В О -1:. (HX

KPkI B0JI?I)!2k(?3 Ii B3 Св

1 Ул 2 В Я F. к О 1т О 1(к Я и (.

И Ч Я ?0 Щ Я ?r С Я Т, М,, ПРI(BC!)ШИ ?! 2 КО!!"1×2С K?iX ПO

y1I0pIf?1ix ко (уссобря 3:-;1!x (l!a

),(2?I?(biX С }IHii)-1 .—:011 ЕGX ?i о" TB

В)С,"), ТИИ (,!l! BG. iklеi с!

)32)1((ИИ„ 1 С()п УС i С, 3130(ПИК МУ До(10Л13(( (— ii(-(b - Br!i((" ЫХ П таней (1!)С» .. СГO „

- —:}(2,, (((яже?(из пя и (-,ц(В кi)еп — 2 (ия

;) ",, "2 Вой)((СЛÎHLi(Hi, j,1 - :f C B Сн Н;-,П Q C

В2РС" ИИ !(РИВСЛ! Не. ii- ;!X 1! Я 3ОГ БЬ С !BЧ

r)0r „(О Гех(}ОЛ ГHr}2-КИ!.("Собра> (2}-(И:я(T«1?0 няио Ол2 2 няl p3":.(2. -.1!b!x пс в 2 хнОст2:i .

ПССП2ДН?(1Х i!TO Г;СИЗО()1! Т 1(i, Br) шени!О

:ë- :" "2 C Ò Ê O C T H K D 2 IIË 2 Í 1B 3 C C ЯД И Н Е НИ И II G D.

02."-.(ст ви - м уцяпнь х .=.Iñãðóç ñê . (ереда?0"

;(1 1) (Я 20 CтОГОНb! н 2110B?! .2 .. Г G,С! И

1.! - 023 УllP; ВЛЯЕМЬ!Е 1(Г Н(-: C " Ра"..-,С-,то)P-,",;0

ГС Cp2JJCT?3B, Известна также рулевяя кс:)якя транспортного c!редстня, содержащая рулевой вал, жестко снязаннь!й верх-.

НИМ КОНЦОМ С P)rЛВВЬ(М К0112Г СМ B ?!Иж ним шарнирно соединенный с рулевьг(М2ХЯЕ1И ЗМОМ Ч2Р 2 3 К ЯРДЯ ?(Нь(Й ВЯЛ С .ПОД вижным шлицевым со(динением„труб1(с(ТЫЙ КОрПуС ° В ri ))Трki KOTOp ОГCi ря 3М2 шен рулевой Вял, кольцеобразные .поры,, охватыва)вщие трубнаты?(корпус, принем верхняя из опор установлена на корпусе с возмо)кностьк) с((сль)((ения,. а нижняя, в которой зя ниры,, яВля?0щиеся сс ьк)

ВОЙ кОлОнки пепОдвижн ним, кронштейн креплен лонки к передней пянел

НЕННЬ(Й -.IÐÈ ПОМОЩ ШаРК

3 кольцеобразной опорой рулевой колонки, и энергопоглощающее устройство, выполненное в виде жестко закрепленных в верхней скользящей опоре пальцев, взаимодействующих как с кромками криволинейных пазов, выполненных на боковых сторонах кронштейна по дуге окружности и с кромками аксиальньм пазов, выполненньм на трубчатом корпусе рулевой колонки (21. 1О

При фронтальном отклонении вперед рулевого колеса центр верхнего шарнира карданного вала, связанного с рулевым валом, имеющим жесткую осевую фиксацию по отношению к корпусу рулевой колонки, движется по дуге, окружности, центр которой определяется осью поворота рулевой колонки, т.е. шарниров, а увеличение общей длины карданного вала осуществляется благодаря подвижному шлицевому соединению.

Однако кронштейн крепления рулевой

/ колонки отличается повышенной сложностью в изготовлении и габаритными размерами, вызывающими экономически неоправданный норморасход материалов и ограничивающими пространство перед рулевой колонкой для размещения панели контрольных приборов

30 и элементов каркаса передней стенки кузова транспортного средства.

Цель изобретения — упрощение кон-! струкции, снижение материалоемкости и повышение надежности рулевой колонки с одновременным обеспечением оптимальной характеристики энергопоглощения в энергопоглощающем устройстве.

Поставленная цель достигается тем, что в рулевой колонке транспортного средства, содержащей рулевой вал, 40 жестко связанный верхним концом с рулевым колесом, а нижним шарнирно соединенный с рулевым механизмом через карданный вал трубчатый корпус,, внутри которого размещен рулевой вал, 45 кольцеобразные опоры, охватывающие трубчатый корпус, причем верхняя иэ опор установлена на корпусе с возможностью скольжения, а нижняя, в которои закреплены шарниры,.являю$0 щиеся осью поворота рулевой колонки, неподвижно связана с ним, кронштейн крепления рулевой колонки к передней панели кузова, соединенный при по-. мощи шарниров с нижней кольцеобразной опорой рулевой колонки, и энергопоглощающее устройство, выполненное

734 4 в виде жестко закрепленных в верхней скользящей опоре пальцев, взаимодействующих с кромками криволинейных пазов, выполненных на боковьм сторонах кронштейна по дуге окружности, и с кромками аксиальных пазов, выполненных на трубчатом корпусе рулевой колонки; карданный вал выполнен в виде сплошной толстостенной трубы, а рулевой вал снабжен двумя установленными соосно с ним пружинами сжатия для обеспечения возможности осевого перемещения по отношению к корпусу рулевой колонки при срабатывании энергопоглощающего устройства, центр окружности криволинейных пазов на боковых сторонах кронштейна крепления рулевой колонки к передней панели кузова расположен в равноудаленной от оси шарниров и оси пальцев точке, лежащей на линии,,соединяющей центры этих осей, а аксиальные пазы на корпусе .рулевой колонки выполнены по направлению к оси шарниров, в местах соединений верхней скользящей опоры и кронштейна крепления рулевой колонки к передней панели кузова установлены размещенные на пальцах энергопоглощаюшего устройства упорные кону-. сообразные шайбы, центрирующиеся в установочных отверстиях, раззенкованных на наружных боковых сторонах кронштейна и расположенных в начале криволинейных пазов по направлению поворота рулевой колонки, и непосредственно взаимодействующие с кромками тех же пазов, при этом угол и меньший диаметр конической поверхности упорных конусообразных шайб равен углу и меньшему диаметру конической поверхности установочных отверстий криволинейных пазов, а в верхней скользящей опоре на поверхностях ее сопряжения с внутренними поверхностями боковых сторон кронштейна в местах закрепления пальцев энергопоглощающего устройства, выполнены. фаски, раззеикованные с углом, соответствующим углу, конической поверхности упорных конусообразных шайб.

Кроме того, кронштейн крепления рулевой колонки к передней панели кузова выполнен в виде двух связанных между сооой кольцеобразными опорами зеркально расположенных частей.

Кроме того, криволинейные пазы на боковых сторонах кронштейна крепления рулевой колонки к передней пане1131734 лИ кузова выполнены на начальном по .направлению поворота рулевой колонки участке сужающимися от величины, равной меньшему диаметру конической поверхности. упорных конусообразных 5 шайб, до О,9-0,7 этого диаметра, на среднем участке — постоянными по ши,рине, равной 0,9-0,7 того же диамет= ра, а на конечном участке — расширяющимися до величины, равнаи большему

10 диаметру конической поверхности установочных отверстий криволинейных пазов.

Кроме того, угол при вершине ко-. нических поверхностей упорных конусо- 1 образных шайб и сопряженных с ними поверхностей установочных отверстий

a криволинейных пазов равен 90

На, фиг. 1 изображена рулевая колонка, общий вид, где угол У и радиус — 20 вектор r оси криволинейных пазов соответствуют текущему положению рулевой колонки при ее повороте, а величина 1 означает разность в траекториях перемещения центра верхнегб .шарнйра карданного вала относительно его нижнего — с одной стороны, и оси шарниров поворота рулевой колонки— с другой, при повернутой в конечное положение рулевой колонке, на фиг. 2 "30 сечение А-. А на фиг. 1; на фиг. 3 — се" чение .Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — про" дольный разрез рулевой колонки, на фиг. 5 - сравнительная диаграмма энергопоглощения энергопоглощающих устройств предлагаемой рулевой колон» ки и рулевой колонки, взятой в качестве прототипа; на фиг. 6 — соот-. ношение численных величин начальных ударных моментов Мщ1 и Иу g. 40

Рулевая колонка транспортного средства (1-4) содержит рулевой, вал 1, верхний конец. которого жестко связан с рулевым колесом 2. Нижний ко- 45 нец вала 1 шарнирно соединен с рулевым механизмом 3 посредством карданного вала 4, проходящего через отверстие на полу кабины, уплотненное резоновым гофрированным уплотнителем 5. Рулевой вал 1 установлен в трубчатом корпусе 6 с возможностью вращения на радиально-упорных под" шипниках 7, запрессованных до упора в посадочные отверстия опорных втулок 8, вставленных в трубчатый кор .пус 6 с его концов и закрепленных винтами 9.

Поджатие внутренних колец радиально-упорных подшипников 7 к наружным осуществляется через разжимные кольца 10 с помощью пружин сжатия 11, установленных с упором на торцы уступов, образованных переходом одной поверхности рулевого вала 1 на другую.

Кроме того, рулевая колонка включает кольцеобразные опоры 12 и 13, охватывающие трубчатый корпус 6, с выполненными на них бобышками для крепления рулевой колонки к ее кронштейнам 14, которые, в свою очередь, свя заны с передней панелью 15 кузова через промежуточный кронштейн 16 °

На боковых поверхностях кронштейнов 14 крепления рулевой колонки имеются симметричные друг другу криволинейные пазы 17 с расположенными в на-. чале по направлению поворота рулевой колонки конусными гнездами, представляющими собой раэзенкованные с углом

90 установочные отверстия, в которых установлены упорные конусообразные шайбы 18, размещенные на пальцах 19 энергопоглощающего устройства, закрепленных в бобышках верхней. скользящей опоры 12, и центрирующиеся в установочных отверстиях с гарантированным натягом для обеспечения за- . ведомо безэазорного соединения.

Последнее возможно благодаря тому, что угол и меньшйй диаметр конической поверхности упорных конусообразных шайб 18 соответствует углу и меньшему диаметру конической поверхности установочных отверстий криволинейных пазов 17, а в верхней скользящей опоре 12 на поверхностях ее сопряжения с внутренними поверхностями боковых сторон кронштейнов

14 в местах закрепления пальцев 19 энергопоглощающего устройства имеются фаски, раззенкованные с углом, соответствующим углу конической поверхности упорных конусообразных шайб

18, и с размером, обусловливающим их гарантированный натяг в установочных отверстиях криволинейных пазов 17.

Пальцы 19 энергопоглощающего устройства своими концевыми участками входят в отверстия аксиальных пазов 20, выполненных на корпусе 6 рулевой колонки. В бобышках нижней опоры 13, неподвйжно связанной с корпусом 6 рулевой колонки, закреплены шарниры 21 в виде болтов.

7 1131734 8

Таким образом, пальцы 19 с размещенными на них упорными конусообразными шайбами 18 имеют возможность перемещения как по оси криволинейных пазов 17, так и своим концев 5 участками вдоль оси аксиальных пазов

20, а болты, ввернутые .в резьбовые отверстия бобьппек нижней нейодвижной опоры 13, выполняют роль шарниров 21, служащих осью поворота руле1О вой колонки.

Ось криволинейных пазов 17 .очертана по дуге окружности, центр которой расположен в равноудаленной от ° оси шарниров 21 и оси пальцев 19 точ- 15 .ке, лежащей на линии,: соединяющей центры этих асей.

Упорные конусообразные шайбы 18, расмещенные на пальцах 19 энергопоглощающего устройства, а также концевые участки пальцев 19, взаимодей-. ствующие соответственно с наружными кромками контура криволинейных пазов 17, выполненных в кронштейнах 14, и кромками аксиальных пазов 20, выполненных на корпусе 6 рулевой ко- . лонки, образуют энергопоглощающее устройство.

Ширина криволинейных пазов 17 по длине плавно меняется. Всю длину кри-,50 волинейного паза можно условно разделить на три участка, соответствующих равным центральным углам б-, p u

У (фиг. 1): начальный, средний и койечный (no направлению поворота ру- 35 левой колонки). Ширина nasa на начальном участке уменьшается от величины меньшего диаметра конической поверхности упорных конусообразных шайб 18 до величины 0,9-0,7 этого диаметра, 40 на среднем участке она постоянна по величине, равной 0,9-0,7 того же диаметра, а на конечном участке увеличивается, достигая при конечном положении рулевой колонки.максимального 45 значения, равного величине большего диаметра конической поверхности устаГ

Мовочных отверстий криволинейных пазов 17.

Рулевая колонка работает следую- SO щим образом.

При ударе тела Водителя о край рулевого колеса 2 в момент лобового столкновения транспортного средства с препятствием на рулевую колонку 55 действует обратный момент ° обуслов-. ленный возникновением реактивных сил сопротивления в местах установки упор ных конусообразных шайб 18 со стороны кромок криволинейных пазов !7 на боковых поверхностях кронштейнов 14.

Если ударный момент, воздействуюпрш на рулевое колесо 2 со стороны тела водителя, достигнет определенной величины, рулевая колонка начнет поворачиваться относительно шарниров

21, при этом пальцы 19 с размещенными на них упорными конусообразными шайбаии 18, перемещаясь одновременно как по криволинейным пазам 17, так и своими концевыми участками в аксиальных пазах 20, совершают сложное движение: по дуге окружности — совместно с рулевой колонкой вокруг оси шарниров 21, и прямолинейное — вдоль оси рулевой колонки. Поскольку ширина криволинейных пазов 17 (за исключенири среднего участка) при переходе от одного их участка к другому по величине плавно меняется, а ширина прямолинейных аксиальных пазов 20 составляет 0,8-0,85 величины диаметра поперечного сечения концевых участков пальцев 19, то при перемещении пальцев 19 с разиещенньии на них упорными конусообразными шайбами 18 происходит пластическая деформация кромок пазов, а следовательно, и поглощение энергии удара. Основная часть энергии удара поглощается за счет пластической деформации наружных кромок,контура криволинейных пазов 17 коническими поверхностями упорных конусообразных шайб 18, а взаимодействие концевых участков пальцев 19 с кромками аксиальных пазов 20 обеспечивает безопасной рулевой колонке дополнительное поглощение энергии.

По мере отклонения вперед рулевого колеса 1 (фиг.. 1) центр верхнего карданного шарнира 22, связанного с нижним концом рулевого вала 1, движется по дуге окружности, центр которой определяется положением нижнего шарнира 23 карданного вала 4, sa счет возможности осевого перемещения вверх рулевого вала 1 вдоль корпуса

6 рулевой колонки в пределах величины суииарного зазора между виткаии прумины 24 (см. фиг. 4), поджимающей верхний радиально-упорный подшипник

25 рулеыто вала 1

Кинсиатическая схема поворота рулевых колонок построена графоаналитическии способом с отражением для каж1 дого nomnaeaas рулевых колонок реак1131734

10 тивных сил сопротивления, возникающих в местах установки пальцев энергопоглощаюшего устройства со стороны кромок криволинейных и аксиальных пазов в процессе срабатывания энергопоглощающего устройства, и основывается на условии равнодействия внешйих ударных сил, приходящихся на рулевое колесо, и сопоставлении удель- .

10 ных контактных напряжений, распростраряющихся на всю контактную поверхность установочных отверстий, при смятии кромок криволйнейных пазов от действия этих сил. Такое условие

15 дает наглядное представление о соотношениИ реактивных сил сопротивления, возникающих в энергопоглощающих устройствах сравниваемьгс рулевых колонок, и позволяет судить о габаритных размерах кронштейнов крепления руле20 вых колонок по межцентровому расстоянию их точек крепления.

Одно из исходных данных, необходимых для определения межцентрово25 го расстояния точек крепления предлагаемой рулевой колонки на кинематической схеме поворота, находится из анализа соотношения численных величин начальных ударных моментов Муа и Муд, приходящихся на обод рулевого колеса 30 от действия одинаковой ударной нагрузки Р на плечах Н и Н действия этой силы.

На фиг. 6 представлено схематическое изображение рассматриваемых руле- 35. вых колонок, различный наклон осей которых по отношению к горизонтальной плоскости уже предопределен той областью техники, где они должны применяться. Так для рулевой колонки, вы- 40 бранной в качестве прототипа, угол 4i наклона оси близок к фронтальному ее расположению и может быть в среднем принят равным 60 как величина, наиболее часто встречающаяся в практике грузового автомобилестроения. Ось рулевой колонки по предлагаемому изобретению занимает в пространстве кабины водителя среднее между ее фронтальным с(ур= 60 и горизонтальным б (4гцр = 30 ) расположение, т.е. имеет наклон по отношению к горизонтальной о плоскости под углом 4, равным 45

Величины начальных ударных моментов Myg,и Муд при одинаковой расчет- 55 ной ударной нагрузке P находятся в прямой зависимости от высоты расположения центра поперечного сечения нижней точки обода рулевого колеса над осью поворота рулевой колонки, т.е. плеча действия ударной силы инерции, и в соотношении друг другу составляют: у, э1пбо - Я,, Rcp- — средний радиус обода рулевого

0ср

Е колеса.

На фиг. 5 кривые 1 и 3 представляют собой зависимости моментов М р ударной силы инерции, действующей на тело водителя в течение промежутка времени t от угла поворота f.оси рулевой колонки соответственно по предлагаемому изобретению и рулевой колонки, выбранрой в качестве прототипа. Кривые

2 и 4 — соответственно зависимости моментов МК реактивных амортизируюцих сил сопротивления от угла поворота оси для тех же рулевых колонок.

Как видно на фиг. 5, величины начальных ударных моментов M и Мудр находятся в полном соответствии с выведенным ранее в данном описании соотношении, а отношения максимальmax ных значений ударных моментов Np u

Мр к их начальным величинам Mug

max и M 2ðàâíû между собой.

Поскольку произведение М на 7" представляет собой работу силы при вращательном движении, то в данном случае имеет место равенство работ, изменяющихся по времени ударных и реактивных сил, действующих в теченйе всего поворота рулевой колонки из начального положения, соответствую- щего моменту возникновения ударного импульса, в конечное ее положение, при котором действие ударного момента сил инерции закончичось.

Таким образом, площади на фиг. 5 ограниченные кривыми 1 и 2 и осями координат, как и соответствующие площади от кривых 3 и 4 для энергопоглощающего устройства рулевой колонки, Ьа-1 H L sing — Rc соз -1

Иудх Hp 1. 51иг R cp coa с 2Рср ыи45о-Яср

cos 60 со,1у = 1,74, где ь — расстояние от средней плоскости обода рулевого колеса до нижней точки крепления рулевой колонки, являющейся осью ее поврота, по компоновочным соображениям может быть принято равным 2Кср, 113173А

12 взятой в качестве прототипа, равны между собой, что свидетельствует о практически полном поггощении энергии удара в энергопоглощающем устройстве предЛагаемой рулевой колонки. 5

Благодаря конструктивным особенностям установочных отверстий криволинейных пазов 17„ а также самих криволинейных 17 и аксиальных 20 пазов, в рулевой колонке обеспечивается плав-10 ное возрастание реактивного амортизирующего момента.,начиная с момента возникновения .ударного импульса, и последующее уменьшение его величины до минимальнor о значения в момент, когда действие ударного момента закончилось, а рулевая колонк» ваня., конечное положение .. Это обусловливает оптимальную характеристику эверс поглощающего устройства в прсдлп га с—

МоН рулевой колонке и предотвращает травму водителя под действием резкого динамического удара.

Рулевая колонка позволяет упростить конструкцию отдельных ее узлов, снизить материалоемкость и повысить эксплуатационную надежность и долговечность наряду с одновременным обсев печением оптимальных характеристик энергог1оглощения в энергопоглощанщем устройстве.

1131734

1131734 м,", Составитель В. Ионова

Техред Э.Вереш

Корректор М. Розман

Редактор Н. Горват

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9702/13 . Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5