Блокировочное устройство механизма рулевого управления транспортным средством (варианты)

 

Изобретение относится к системам управления колесных транспортных машин. Изобретение направлено на повышение эффективности блокировки и безопасности рулевого управления. Устройство содержит поворотные кулаки, управляющие рычаги и боковые рычаги, связанные поперечной тягой рулевой трапеции, цилиндр со штоком, Y-образный жесткий элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с управляющими рычагами поворотного кулака, установленного на балке моста. Цилиндром связан с жестким элементом. Жесткий элемент может быть выполнен в виде штока. Во втором варианте устройства жесткий элемент связан с кулаком с управляющими рычагами через втулки со штоками. Цилиндр может быть связан с жестким элементом через шарнирно установленный стержень. К шарниру также прикреплен стержень, а другой конец стержня другим шарниром закреплен на балке моста, на которой имеется направляющая для перемещения жесткого .элемента. Цилиндр 8 связан с балкой моста через кронштейн. В качестве цилиндра во всех вариантах может быть применен гидро-, или пневмоцилиндр, или электромагнит. Боковой рычаг может являться управляющим рычагом. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к системам управления колесных транспортных машин.

Известен цилиндр усилителя рулевого механизма задних колес, в котором задние управляемые колеса сохраняют прямолинейное положение под действием пружины, встроенной в цилиндр усилителя рулевого механизма [1].

Известна система рулевого управления задними колесами, в которой задние управляемые колеса возвращаются в прямолинейное положение также за счет возвратной пружины [2].

В качестве прототипа выбрано блокировочное устройство для механизма рулевого управления транспортным средством [3], которое содержит управляющие рычаги 19, 20 (фиг. 1), жестко соединенные с самоустанавливающимися задними полуосями 17, 18; расположенные поперек рамы 64 транспортного средства и соединенные с рычагами 19, 20, сферическими шарнирами 61, 62, втулки 22, 23, одни концы которых открытых, а другие закрыты; установленные вблизи полуосей 17, 18 блокировочные цилиндры 11, 12, приводимые в действие текучей средой под давлением и имеющие штоки 13, 14, которые втянуты внутрь цилиндров благодаря возвратным пружинам и концы которых, с возможностью скольжения, вставлены во втулки 22, 23; расположенные вблизи полуосей 17, 18, универсальные шарниры, каждый из которых содержит вилку, неподвижно закрепленную на цилиндре 11, 12, и крестовину, которая, с возможностью вращения, соединяет вилки и, в которую с возможностью скольжения вдоль оси, вставлен шток 13, 14; распределитель 85 с электромагнитным управлением, подающий в цилиндры 11, 12 текучую среду в зависимости от условий движения. В случае, когда необходимо привести колеса в прямолинейное положение и(или), удерживать их в этом положении, в блокировочные цилиндры 11, 12 подается текучая среда под давлением, которая вытесняет штоки 13, 14 из цилиндров 11, 12 и через втулки 22, 23 передает усилие на управляющие рычаги 19, 20, блокируя колеса в прямолинейном положении.

Недостатком конструкции является то, что использование устройства на обоих поворотных кулаках моста приводит к увеличению массы устройства и его стоимости.

Изобретение направлено на повышение эффективности блокировки и безопасности рулевого управления.

Для этого в известном устройстве, содержащем поворотные кулаки, управляющие и боковые рычаги, связанные поперечной тягой рулевой трапеции, цилиндр со штоком, оно снабжено жестким элементом, выполненным с возможностью взаимодействия с управляющим и боковым рычагами одного поворотного кулака и с возможностью его движения по направляющей балки моста, приводимым в движение, связанным с ним, цилиндром.

Во втором варианте известное блокирующее устройство механизма рулевого управления транспортного средства /варианты/, содержащее поворотные кулаки, управляющие и боковые рычаги, последние из которых связаны поперечной тягой рулевой трапеции, втулки со штоком, одна из которых крепится к управляющему рычагу поворотного кулака, и связана с цилиндром, приводимым в действие текучей средой под давлением, неподвижно закрепленным на балке моста, снабжено жестким элементом, выполненным с возможностью взаимодействия с управляющими рычагами одного поворотного кулака через втулки со шоками, вторая из которых прикреплена к другому управляющему рычагу того же поворотного кулака, и с возможностью его движения по направляющей приводимым в движение, связанным с ним цилиндром.

В первом и во втором варианте устройства жесткий элемент может являться штоком цилиндра, который жестко закреплен на балке моста.

Другим отличием устройства является то, что цилиндр может быть связан с жестким элементом через, шарнирно установленный, стержень, к шарниру со стороны цилиндра которого закреплен второй стержень, другой конец которого шарнирно закреплен на балке моста, на котором жестко установлен кронштейн, к свободному концу которого шарнирно закреплен другой конец цилиндра.

В качестве цилиндра во всех вариантах может быть гидро-, или пневмоцилиндр, или электромагнит.

Боковой рычаг может являться вторым управляющим рычагом.

Применение блокировки только одного поворотного кулака (другой поворотный кулак блокируется через рулевую трапецию) позволяет снизить массу, стоимость устройства и уменьшить его габариты.

Как и у прототипа, такое решение позволяет при включении блокировки привести колеса в прямолинейное положение из непрямолинейного, а затем заблокировать их в данном положении.

Выполнение устройства в варианте, когда поворотный кулак снабжен дополнительным управляющим рычагом, либо роль последнего выполняет боковой рычаг рулевой трапеции, а втулки со штоками шарнирно связаны с управляющими рычагами только одного поворотного кулака, а на другой поворотный кулак они не устанавливаются, при этом они приводятся в действие управляющим цилиндром через жесткий элемент, который может быть выполнен как самостоятельный элемент, так и являться штоком цилиндра, причем в последнем случае цилиндр будет являться направляющей жесткого элемента, по которой он будет двигаться вдоль оси балки моста или в противном случае жесткий элемент будет двигаться вдоль той же оси по отдельной направляющей, а также может быть использован вариант, когда цилиндр воздействует на поворотный кулак не через втулки со штоками, а непосредственно через жесткий элемент, что позволяет снизить массу, стоимость и габариты устройства, а также повысить эффективность блокировки и безопасность рулевого управления.

Если жесткий элемент выполнен как самостоятельный элемент, и если цилиндр воздействует на него через пару шарнирно соединенных стержней, то такой вариант увеличивает жесткость блокировки и позволяет после выключения блокировки не поддерживать в цилиндре рабочую среду под давлением. При этом колеса не смогут выйти из прямолинейного положения самопроизвольно. Все эти качества в совокупности повышают эффективность блокировки и безопасность рулевого управления.

На фиг. 1 показано блокирующее устройство прототипа; на фиг. 2 показан вид сверху на блокировочное устройство с цилиндром, жестко установленным на балке моста, с жестким блокирующим элементом, взаимодействующим управляющими рычагами при заблокированных колесах; на фиг. 3 показан вид сверху на блокировочное устройство с цилиндром, жестко установленным на балке моста, с жестким блокирующим элементом, взаимодействующим управляющими рычагами при разблокированных колесах; на фиг. 4 показан вид сверху на блокировочное устройство с цилиндром, жестко установленным на балке моста и с жестким блокирующим элементом, взаимодействующим с поворотным кулаком, у которого боковой рычаг является управляющим при заблокированных колесах; на фиг. 5 показан вид сверху на блокировочное устройство с цилиндром, жестко установленным на балке моста и с жестким блокирующим элементом, взаимодействующим с поворотным кулаком, у которого боковой рычаг является управляющим при разблокированных колесах; на фиг. 6 показано блокировочное устройство с жестким элементом, приводимым в движение от цилиндра через шарнирно установленные стержни и взаимодействующим с поворотным кулаком через управляющие рычаги при заблокированных колесах; на фиг.7 показано блокировочное устройство с жестким элементом, приводимым в движение от цилиндра через шарнирно установленные стержни и взаимодействующим с поворотным кулаком через управляющие рычаги при разблокированных колесах: на фиг. 8 показано блокировочное устройство с жестким элементом, приводимым в движение от цилиндра через шарнирно установленные стержни и взаимодействующим с поворотным кулаком, у которого боковой рычаг является управляющим при заблокированных колесах; на фиг. 9 показано блокировочное устройство с жестким элементом, приводимым в движение от цилиндра через шарнирно установленные стержни и взаимодействующим с поворотным кулаком, у которого боковой рычаг является управляющим при разблокированных колесах; на фиг. 10 показан вид сверху на блокировочное устройство с цилиндром, жестко установленным на балке моста, с жестким блокирующим элементом, взаимодействующим с кулаком через втулки со штоками с управляющими рычагами при заблокированных колесах;
на фиг. 11 показан вид сверху на блокировочное устройство с цилиндром, жестко установленным на балке моста, с жестким блокирующим элементом, взаимодействующим с кулаком через втулки со штоками с управляющими рычагами при разблокированных колесах;
на фиг. 12 показан вид сверху на блокировочное устройство с цилиндром, жестко установленным на балке моста, с жестким блокирующим элементом, взаимодействующим с поворотным кулаком через втулки со штоками, в которого боковой рычаг является управляющим при заблокированных колесах;
на фиг. 13 показан вид сверху на блокировочное устройство с цилиндром, жестко установленным на балке моста, с жестким блокирующим элементом, взаимодействующим с поворотным кулаком через втулки со штоками, в которого боковой рычаг является управляющим при заблокированных колесах;
на фиг. 14 показано блокировочное устройство с жестким элементом, связанным с управляющими рычагами через втулки со штоками приводимым в движение от цилиндра через шарнирно установленные стержни и при заблокированных колесах;
на фиг. 15 показано блокировочное устройство с жестким элементом, связанным с управляющими рычагами через втулки со штоками приводимым в движение от цилиндра через шарнирно установленные стержни и при разблокированных колесах;
на фиг. 16 показано блокировочное устройство с жестким элементом, связанным с поворотным кулаком через втулки со штоками у которого боковой рычаг является управляющим и приводимым в движение от цилиндра через шарнирно установленные стержни при заблокированных колесах;
на фиг. 17 показано блокировочное устройство с жестким элементом, связанным с поворотным кулаком через втулки со штоками у которого боковой рычаг является управляющим и приводимым в движение от цилиндра через шарнирно установленные стержни при разблокированных колесах.

Блокирующее устройство механизма рулевого управления транспортного средства, содержит поворотные кулаки 1,2 управляющие рычаги 3 и 4 боковые рычаги 5 и 6, связанные поперечной тягой 7 рулевой трапеции, цилиндр 8 со штоком, Y-образный жесткий элемент 9, выполненный с возможностью взаимодействия с управляющими рычагами 3 и 4 поворотного кулака 1, установленного на балке моста 10. Цилиндром 8 связан с жестким элементом 9.

Жесткий элемент 9 может быть являться штоком /фиг. 2-5 и 10-13/. Во втором варианте блокирующего устройства механизма рулевого управления транспортного средства жесткий элемент 9, связан с кулаком 1 с управляющими рычагами 3 и 4 через втулки 11, 12 со штоками 13 и 14. Цилиндр 8 может быть связан с жестким элементом 9 через, шарнирно установленный стержень 15 /фиг. 6-9, 14-17/. К шарниру В также прикреплен стержень 16, а другой конец стержня 16 шарниром C закреплен на балке моста 10. Цилиндр 8 связан с балкой моста 10 через кронштейн 17.

Жесткий элемент 9 перемещается вдоль оси балки моста по направляющей 18.

В качестве цилиндра 8 во всех вариантах может быть применен гидро-, или пневмоцилиндр, или электромагнит.

Боковой рычаг 5 /фиг. 4, 5, 8, 9, 12, 13, 16, 17/ может являться управляющим рычагом.

Устройство работает следующим образом.

Если первоначально транспортное средство управлялось колесами и переднего и заднего мостов (фиг. 3), а затем необходимо, чтобы транспортное средство управлялось только колесами переднего моста, то колеса заднего моста блокируются (фиг. 2) путем подачи управляющего сигнала водителем исполнительному цилиндру 8. При этом из цилиндра 8 выдвигается шток, который в данном варианте является жестким элементом 9 /фиг.2-5/. При движении жесткого элемента 9 из цилиндра 8, жесткий элемент 9 будет приближаться к поворотному кулаку 1. Так как колесо с поворотным кулаком 1 занимает непрямолинейное положение (фиг. 3, 5), то жесткий элемент коснется одного из рычагов 3 и 4 раньше другого. И этот рычаг будет передавать усилие поворотному кулаку 1, поворачивая его с колесом в прямолинейное положение. Когда колесо с поворотным кулаком 1 установится в прямолинейное положение, оба рычага 3 и 4 одновременно будут контактировать с жестким элементом 9. Другое колесо с поворотным кулаком 2 также будет заблокировано вследствие наличия механической связи обоих поворотных кулаков 1 и 2 поперечной тягой 7 рулевой трапеции. Если необходимо разблокировать колеса с поворотным кулаком 1 /фиг. 3, 5/ необходимо удалить из цилиндра 8 жидкость или газ под давлением. При этом жесткий элемент - шток 9 не будет препятствовать повороту поворотного кулака 1 относительно шкворня.

Во втором варианте жесткий элемент 9 взаимодействует с поворотным кулаком 1 через втулки 11 и 12 со штоками 13 и 14. Процесс блокировки далее происходит аналогично вышеописанному.

Если жесткий элемент 9 связан с цилиндром 8 через стержень 15, то устройство работает следующим образом.

Если первоначально транспортное средство управлялось колесами и переднего и заднего мостов (фиг. 15), а затем необходимо, чтобы транспортное средство управлялось только колесами переднего моста, то колеса заднего моста блокируются (фиг. 14) путем подачи управляющего сигнала водителем исполнительному цилиндру 8. При этом из исполнительного цилиндра 8 выдвигается шток, шарнир B приближается к линии, соединяющей оси шарниров A и C, а расстояние между шарнирами A и C будет увеличиваться, пока стержни 15 и 16 не будут соосными. При удалении шарнира A от шарнира B, то есть при приближении шарнира A к поворотному кулаку 1, жесткий элемент 9 также будет приближаться к поворотному кулаку 1, прижимая втулки 11 и 12 к рычагам 3 и 4. Так как колесо с поворотным кулаком 2 занимает непрямолинейное положение (фиг. 15), то один из штоков 13 или 14 войдет до упора в соответствующую втулку 11 или 12 раньше другого. И этот шток будет передавать усилие через соответствующую втулку от жесткого элемента 9 одному из рычагов 3 или 4, поворачивая поворотный кулак 1 с колесом в прямолинейное положение. Когда колесо с поворотным кулаком 1 установится в прямолинейное положение, оба штока 13, 14 до упора войдут в соответствующие втулки 11, 12, а стержни 15, 16, будут расположены соосно (то есть шарниры A, B, C будут располагаться на одной линии). При этом положении шарнира B, шток цилиндра будет максимально выдвинут из управляющего цилиндра 8. При такой конструкции, если со стороны дороги будут действовать силы, стремящиеся вывести колесо с поворотным кулаком 1 из прямолинейного положения, то эти силы через штоки 13, 14 с жестким элементом 9 передадутся на шарнир A вдоль линии, соединяющей оси шарниров A, B, C, и воспримутся балкой моста через шарнир C. Другое колесо с поворотным кулаком также будет заблокировано вследствие наличия механической связи обоих поворотных кулаков в виде рулевой трапеции. Система стержней 15, 16 с шарнирами A, B, C находится в состоянии равновесия, следовательно, нет необходимости постоянно поддерживать рабочее давление жидкости или газа в исполнительном цилиндре 8, чтобы колеса с поворотным кулаком 1 оставались в прямолинейном положении. Если необходимо разблокировать колеса с поворотным кулаком 1 необходимо подать в исполнительный цилиндр 8 жидкость или газ под давлением для втягивания штока 14 в исполнительный цилиндр 8. При этом расстояние между шарнирами A, C сократится, ползун 8 с втулками 11, 12 удалится от поворотного кулака и штоки 13, 14 смогут свободно перемещаться во втулках 11, 12 не препятствуя повороту поворотного кулака 1 относительно шкворня.

Если жесткий элемент 9 непосредственно воздействует на поворотный кулак, то устройство работает аналогично вышеописанному, но с учетом того, что жесткий элемент 9 непосредственно воздействует на управляющие рычаги.

Источники информации
1. Заявка Япония N 1-74167 М.Кл. B 62 D 5/10, 7/14.

2. Заявка ЕПВ N 0344710 М.Кл. B 62 D 7/14.

3. Заявка Япония N 2-47388 М.Кл. B 62 D 7/14к

Формула изобретения

1. Блокирующее устройство механизма рулевого управления транспортного средства, содержащее поворотные кулаки, управляющие и боковые рычаги, последние из которых связаны поперечной тягой рулевой трапеции, и цилиндр со штоком, отличающееся тем, что оно снабжено жестким элементом, выполненным с возможностью взаимодействия с управляющими рычагами одного поворотного кулака и с возможностью его движения по направляющей балки моста и приводимым в движение связанным с ним цилиндром.

2. Блокирующее устройство механизма рулевого управления транспортного средства, содержащее поворотные кулаки, управляющие и боковые рычаги, последние из которых связаны поперечной тягой рулевой трапеции, втулки со штоками, одна из которых крепится к управляющему рычагу поворотного кулака, отличающееся тем, что оно снабжено жестким элементом, выполненным с возможностью взаимодействия с управляющими рычагами одного поворотного кулака через втулки со штоками, вторая из которых прикреплена к другому управляющему рычагу того же поворотного кулака, и с возможностью его движения по направляющей и приводимым в движение связанным с ним цилиндром.

3. Блокирующее устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что жесткий элемент представляет собой шток цилиндра.

4. Блокирующее устройство по п.3, отличающееся тем, что цилиндр неподвижно закреплен на балке моста.

5. Блокирующее устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что цилиндр связан с жестким элементом через шарнирно установленный стержень, к шарниру со стороны цилиндра которого закреплен второй стержень, другой конец которого шарнирно закреплен на балке моста, на котором жестко установлен кронштейн, к свободному концу которого шарнирно закреплен другой конец цилиндра.

6. Блокирующее устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что цилиндр представляет собой гидро- или пневмоцилиндр, или электромагнит.

7. Блокирующее устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что боковой рычаг совмещен с управляющим рычагом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17