Устройство для регулирования развала колес

 

Изобретение относится к автомобильному транспорту, в частности, к устройствам регулирования развала колес автомобиля. Технический результат - обеспечение дополнительного регулирования развала колес, при котором ослабление регулировочного резьбового болта минимально. Новым в устройстве является то, что участок болта большего диаметра расположен между участками резьбового болта меньшего диаметра и образует кулачковую цапфу. Причем резьбовой участок болта имеет диаметр, больший наименьшего диаметра участков болта, но не превышает диаметр кулачковой цапфы. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройству для регулирования развала колес автомобиля, в котором имеются амортизационные стойки и относящиеся к ним подвески колес с признаками, описанными в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

У четырехколесных автомобилей шейка оси передних колес проходит не точно по горизонтали, а слегка наклонно, причем этот угол наклона или угол плоскости колес относительно вертикали называется развалом. Развал обычно устанавливается заводом-изготовителем и в нормальных условиях не должен больше регулироваться вплоть до конца срока службы автомобиля. Однако в случаях аварий возможно изменение продольной устойчивости колес автомобиля, вследствие чего возникает необходимость отрегулировать угол, влияющий на продольную устойчивость, в том числе развал колес. То же самое относится и к некоторым видам ремонта или к конструктивным изменениям в автомобиле.

Известно, что кронштейн амортизационной стойки может снабжаться, по меньшей мере, одним удлиненным отверстием, для того чтобы сместить поворотный кулак относительно амортизационной стойки прежде, чем будут затянуты болты (DE 3714689 A1). Для этого на кронштейне предусматриваются специальные конструктивные средства, которые у автомобилей обычно отсутствуют. Это относится и к другим известным устройствам для регулирования развала (GB 2227721 A; DE 964748 С), у которых отверстия подвески колеса должны увеличиваться по сравнению с нормальным состоянием для того, чтобы разместить устройства для регулирования развала.

В устройстве для регулирования развала согласно ограничительной части формулы изобретения (US 5044659 А) в одном примере выполнения предусмотрен вставляемый болт с резьбой со шпоночной канавкой для приема шпонки, которая служит эксцентриком.

В другой форме выполнения шпонка служит для взаимодействия со стопорным кольцевым диском, который вдавливается в крепежные стенки кронштейна и образует стопорное отверстие для резьбовой части регулировочного резьбового болта. Изогнутая и снабженная зубьями тонкая прокладка из листового материала, приваренная к среднему участку регулировочного резьбового болта, создает аксиально смещенную зону с увеличенным диаметром, для того чтобы при вращении регулировочного резьбового болта регулировать поворотный кулак относительно кронштейна. Недостатком этого решения является сильное ослабление поперечного сечения стержня регулировочного резьбового болта в месте шпоночной канавки, если таким регулировочным резьбовым болтом должен быть заменен обычный резьбовой болт.

В еще одном известном устройстве для регулирования развала колес (US 5104141 А) имеется резьбовой болт с эксцентричным средним участком меньшего диаметра, на который может надеваться эксцентриковая втулка, которая в одном угловом положении дополняет резьбовой болт до цилиндрического резьбового болта, соответственно при поворачивании образует резьбовой болт, имеющий эксцентрик. При этом недостатком является также сильное уменьшение поперечного сечения стержня регулировочного резьбового болта и затраты, необходимые для изготовления и установки эксцентриковой втулки.

В основу изобретения положена задача создания простой возможности дополнительного регулирования развала колес, при котором как можно меньше ослабляется регулировочный резьбовой болт.

Поставленная задача решается признаками пункта 1 формулы изобретения и далее усовершенствуется и описывается признаками подпунктов формулы изобретения.

Для регулирования развала колес применяется резьбовой болт, имеющий кулачки или эксцентрики для образования на регулировочном резьбовом болте зоны большего диаметра, которая соединяет амортизационную стойку с подвеской колеса. На сам резьбовой болт наносится маркировка для определения его углового положения относительно кулачка или эксцентрика. Путем изменения углового положения кулачка или эксцентрика, исходя из экстремального положения, изменяют положение направляющего шарнира в полости и тем самым развал колес. Отрегулированное положение фиксируется путем затягивания гайки резьбового соединения.

Ниже изобретение описывается с помощью чертежей: На фиг. 1 показана амортизационная стойка с присоединенным болтами поворотным кулачком на виде сбоку, на фиг. 2 - разрез по линии II-II на фиг. 1 в увеличенном изображении, на фиг. 3 - вид сбоку на болт развала, на фиг. 4 - разрез по линии IV-IV на фиг. 3, на фиг. 5 - разрез в другом варианте выполнения, на фиг. 6 - еще одно регулировочное устройство.

На фиг. 1 показана амортизационная стойка 1, опирающаяся на кузов автомобиля в позиции 2 и имеющая упорный подшипник 3 амортизационной стойки, винтовую пружину 4, шток 5 поршня, а также цилиндр 6 амортизатора. На цилиндре 6 амортизатора закреплен кронштейн 7, охватывающий нижний конец цилиндра 6, с которым он может быть сварен, а также имеются крепежные стенки 8 и 9 в виде щек для закрепления на них поворотного кулака 10. Поворотный кулак 10 имеет выступ в виде вилки с двумя концами 11, 12, входящими в промежуток 13 между стенками 8, 9. На нижнем конце поворотного кулака 10 расположен направляющий шарнир 20, положение оси 21 которого в пространстве определяет развал. Направляющий шарнир 20 удерживается тягами 25, шарнирно закрепленными на балке переднего моста, на чертеже не показанной.

Как видно на фиг. 2, крепежные стенки 8 и 9 кронштейна 7 проходят параллельно друг другу и определяют промежуточное пространство 13, в которое своими концами 11, 12 входит выступ в виде вилки поворотного кулака. Через детали 7, 10 (фиг. 1) проходят верхнее 14 и нижнее 15 отверстия, через которые пропущены верхний резьбовой болт 30, соответственно нижний резьбовой болт 31. Каждое отверстие 14, 15 в кронштейне 7 имеет в соответствии с этим (чаще круглую) зону 18 входного отверстия (фиг. 2), (чаще круглую) зону 19 выходного отверстия и цилиндрическое отверстие 17 в поворотном кулаке 10.

Резьбовой болт 30 имеет головку 32, цилиндрическую цапфу или буртик 33, цилиндрический стержень 34 или шейку, эксцентрик 35, а также резьбовой участок 36. Радиальное положение эксцентрика 35 маркировано на головке 32 позицией 38, например, плоской выемкой, прижогом или надрезом. На цапфу 33 и резьбовой участок 36 надеты подкладные шайбы 40, 41 и навинчена гайка 42. Гайка 42 снабжена приспособлением для предотвращения отвинчивания, и после регулирования деталей ее затягивают без возможности поворота.

Для обеспечения возможности регулирования деталей диаметр шейки 34 примерно на 2 мм меньше, чем наибольший размер зоны 18 отверстия. То же самое относится и к размерам элементов 36 и 19, в то время как эксцентрик 35 точно соответствует отверстию 17.

Болт 30 может вытачиваться в виде цельной детали, но можно также закрепить кулачок 39 в виде хомута в средней зоне стержня 34 болта, например, клеем, пайкой или сваркой (фиг. 4). Болт 30 выполнен из высокопрочной стали и его можно несмотря на уменьшенный диаметр предварительно затягивать путем затягивания гайки 42 до необходимой силы прижима подкладных шайб 40, 41.

Регулирование развала осуществляется следующим образом.

Предполагается, что болт 30 вставлен маркировкой 38 вниз (то есть по линии соединения с болтом 31) через отверстия 14, 15 и 19 и насажена гайка 42. Ее навинчивают до прилегания подкладных шайб 40, 41 к стенкам 8, 9, а именно с такой силой прижима, чтобы подкладные шайбы 40, 41 не сдвигались, если осуществляется регулирование положения поворотного кулака 10. При этом болт 30 вращают вправо или влево, причем маркировка 38 указывает, в какую сторону обращен эксцентрик 35 или кулачок. Двойная стрелка 22 на фиг. 1 указывает оба направления, в которых может перемещаться поворотный кулак 10 или наклоняться ось 21 для того, чтобы правильно регулировать развал. Если путем измерения устанавливается, что достигнута установка нужного развала, гайку 42 затягивают с заданным вращающим моментом.

В зависимости от подлежащего регулированию диапазона развала применяют один (30) или два (30 + 31) специальных болта согласно изобретению. Изобретение может применяться при цилиндрических отверстиях кронштейна, а также и при удлиненных отверстиях кронштейна. Для отверстий с различным размером в свету изготавливают специальные болты, благодаря чему могут обслуживаться практически все существующие типы автомобилей.

На фиг. 5 показан вариант выполнения устройства для регулирования развала колес в разрезе аналогично фиг. 2. Вместо выполненного как единое целое эксцентрика 35 применяется насаживаемый кулачок 39, который снабжен конусным входным скосом 39а. Кулачок 39 жестко соединен со стержнем 34 резьбового болта 30, как это описано в соответствии с фиг. 3 и 4. Головка 32 и цапфа 33 могут, однако, заменяться другим резьбовым участком 37 и гайкой 43. Кроме того, зазоры между поверхностями 18 и 19, отверстиями и стержнем 34 или резьбовым участком 36 заполнены втулками 44 и 45, вследствие чего резьбовой болт 30 удерживается центрально в зонах 18 и 19 отверстия. Остальные детали соответствуют деталям, показанным в связи с фиг. 2.

Установка резьбового болта по фиг. 5 осуществляется следующим образом.

Цилиндр 6 амортизатора с кронштейном 7 выравнивают относительно поворотного кулака 10 так, чтобы болты 30 и 31 могли вставляться в отверстия 14 и 15. Причем скосы 39а на кулачках 39 способствуют этому. Если это не произошло, навинчивают гайку 43 и перемещают цилиндр амортизатора или поворотный кулак 10 так, что втулки 44 и 45 могут вставляться в зоны 18 и 19 отверстия. И только тогда надевают подкладные шайбы 40 и 41 на соответствующие концы резьбовой шпильки 30 и завинчивают гайки 42 и 43. Гайка 43 может выполнять функцию головки болта, если на соответствующие места резьбы гайки 43 или резьбовой участок 47 нанести двухкомпонентный клей, прежде чем навернуть гайку. На гайке 43 нанесена маркировка 38, которая поворачивается в том же радиальном направлении, что и кулачок 39. После затвердевания двухкомпонентного клея может осуществляться регулировка развала, как уже описано на примере фиг. 2.

Фиксирование гайки 43 для образования головки болта может осуществляться также с помощью точечной сварки, которая затем может являться одновременно маркировкой 38.

Форма выполнения по фиг. 5 имеет преимущество, заключающееся в том, что кроме насаживаемого кулачка 39 можно работать с обычными деталями. Предполагается, что при этом для резьбового болта выбирается высокопрочный материал, чтобы компенсировать уменьшение диаметра приблизительно на 2 мм, которое получается по сравнению с первоначальным вариантом закрепления друг к другу цилиндра амортизатора поворотного кулака, когда исходят из цилиндрических отверстий в стенках 8 и 9 кронштейна 7. Таким образом, с помощью изобретения можно осуществлять дополнительное регулирование развала и в тех случаях, когда такое регулирование развала (из-за отсутствия удлиненных отверстий или отверстий, сравнительно больших в свету) изначально не было предусмотрено.

Форма выполнения по фиг. 5 может быть дополнительно изменена за счет того, что на конце с резьбовым участком 37 предусмотрено приспособление для вращения стержня 34 болта, например, в виде внутреннего шестигранника. В этом случае на стержень 34 болта наносят маркировку 38 для указания снаружи радиальной направленности кулачка 39. Тогда выбирают однотипные гайки 42 и 43. Эта измененная форма выполнения легче демонтируется, а именно нагревом двухкомпонентного клея, что в случае формы выполнения по фиг. 5 также обеспечивает возможность более легкого демонтажа.

На фиг. 6 показана еще одна форма выполнения устройства для регулирования развала. Детали, соответствующие ранее описанным деталям, имеют одинаковые ссылочные позиции. Применяется болт 50 с осью 50а, на расстоянии "е" от которой образуется эксцентричная ось 50b. На эксцентричной оси 50b лежат участок 51 стержня и дополнительный участок 54 стержня. Остальные элементы болта 50 расположены симметрично относительно оси 50а, а именно: головка 52, цапфа или буртик 53, кулачковая цапфа 55 и резьбовой участок 56. Элементы 53, 55 и 56 имеют одинаковый наружный диаметр, например, 16 мм. Диаметр элементов 51 и 54 составляет в этом случае 14 мм. Но могут применяться и другие размеры, например 14 мм- для элементов 53, 55 и 56, а также 12 мм - для 51 и 54. И наконец возможно также выполнить элементы 53 и 55 немного толще, чем элемент 56, например 17 мм относительно М 16 резьбового участка 56 или 15 мм относительно М 14 резьбового участка 56. Длина болта без головки устанавливается в интервале от 75 до 95 мм. Резьбовой болт 50 отковывают в штампе и обычным путем изготавливают резьбу. В качестве материала для резьбового болта применяют высокопрочную сталь, прочность которой выше, чем прочность обычно применяемых болтов для прикрепления амортизационной стойки 1 к поворотному кулаку 10.

Устройство для регулирования развала применяют следующим образом. Сначала определяют развал колес автомобиля, на котором нужно осуществить регулирование развала. Демонтируют колеса на соответствующей оси автомобиля. Отвинчивают и удаляют болт в позиции 30 на фиг. 1. Вместо него в освободившееся отверстие 14 вставляют болт 50. Следует обратить внимание на правильный выбор размера и длины болта из имеющегося комплекта. Ранее демонтированные дополнительные держатели монтируют так же, как раньше. После этого развал устанавливают в его максимально отрицательное или положительное угловое положение, причем болт 50 с его маркировкой 58 для отрицательного развала указывает внутрь, а для положительного развала - наружу. Опору колеса автомобиля за счет применения усилия тяги или нажатия устанавливают в конечное положение, которое соответствует положению маркировки 58 болта 50. Полученное соединение фиксируют легким затягиванием гайки 42, для того чтобы при нагрузке под весом автомобиля не произошло изменение развала. После этого устанавливают колесо или колеса и устройство для измерения развала. Болт 50 завинчивают за головку 52 болта, вследствие чего стенки 8 и 9 кронштейна 7 смещаются относительно поворотного кулака 10. Головку 52 вращают до тех пор, пока не получат желаемый угол развала. Затем снова осторожно демонтируют соответствующее колесо, не изменяя отрегулированный развал. Резьбовое соединение фиксируют затягиванием гайки 42 (без изменения положения головки 52), а также путем затягивания гайки на болте 31, причем применяют вращающий момент от 90 до 110 Нм. Снова устанавливают колесо и затягивают винты или гайки колеса с заданным вращающим моментом. Следует обращать внимание на то, чтобы шины колеса находились на достаточном расстоянии от всех неподвижных деталей автомобиля.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования развала колес автомобиля, в котором имеются амортизационные стойки и относящиеся к ним подвески колес, причем каждая амортизационная стойка (1) имеет кронштейн (7), закрепленный на цилиндре (6) амортизатора и имеющий две параллельные крепежные стенки (8, 9), образующие промежуточное пространство (13) и снабженные двумя отверстиями (14, 15), каждое из которых имеет участок (18) для крепежной стенки (8) и участок (19) для крепежной стенки (9), причем каждая подвеска колес имеет, кроме того, направляющий шарнир (20), который через поворотный кулак (10) соединен с кронштейном (7), причем поворотный кулак (10) своим выступом (11, 12) входит в промежуточное пространство (13) кронштейна (7), а выступ поворотного кулака имеет два поперечных отверстия (17), проходящих по одной линии к участкам (18, 19) кронштейна (7), причем предусмотрены резьбовые болты (30, 31, 50) длиной, достаточной для прохождения через отверстия в кронштейне (7) и поперечные отверстия (17) выступа (11, 12) поворотного кулака, каждый из которых снабжен резьбовым участком (36, 56) для закрепления поворотного кулака (10) на соответствующей амортизационной стойке (1) с помощью гайки (42), навинчиваемой на соответствующий резьбовой участок (36, 56), при этом по меньшей мере один резьбовой болт выполнен в виде регулировочного болта (30, 50) и содержит участки (34, 36; 51, 54; 35; 39; 55) с различными диаметрами вдоль длины болта, при этом участки (51, 54) имеют осевое поперечное смещение (е) по отношению к оси болта в радиальном направлении и определяют величину регулирования, причем участки (35, 39, 55) зон большего диаметра выбраны в соответствии с поперечным сечением отверстия (17) выступа (11, 12) поворотного кулачка, в котором установлен соответствующий регулировочный резьбовой болт (30, 50), а участки зон меньшего диаметра представляют собой отрезки (34, 36, 51, 54) стержня меньшего диаметра, которые определяют величину регулирования, регулировочный резьбовой болт (30, 50) включает в себя маркировку (38, 58), указывающую радиальное направление осевого смещения (е), отличающееся тем, что участки зон больших диаметров содержат неотъемлемый отрезок стержня регулировочного болта (30-, 50), который расположен между отрезками (34, 36, 51, 54) стержня меньшего диаметра, и образуют кулачковую цапфу (55) большего диаметра, при этом резьбовой участок (56) регулировочного болта (50) имеет диаметр, который больше диаметра отрезков (51, 54) стержня, однако не превышает диаметра кулачковой цапфы (55).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осевое смещение (е) соответствует расстоянию между осью (50а) болта и эксцентриковой осью (50b), причем головка (32) болта, кулачковая цапфа (55) и резьбовой участок (36, 56) расположены симметрично оси (50а) болта, а отрезки (34, 36, 51, 54) стержня меньшего диаметра расположены симметрично эксцентриковой оси (50b).

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что разность диаметра резьбового участка (56) и диаметра отрезков (51, 54) стержня составляет приблизительно 2мм.

4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что осевое смещение составляет приблизительно 1мм.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулировочный резьбовой болт (30, 50) включает в себя головку (32, 52), несущую маркировку (38, 58), на которой расположена цилиндрическая цапфа (33, 53).

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резьбовой стержень (34) выполнен с резьбовыми участками (36, 37) на обоих концах и охвачен втулками (44, 45) для заполнения зазоров до крепежных стенок (8, 9) кронштейна, а один конец стержня (34) выполнен с возможностью осуществлять поворот стержня.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что конец стержня, выполненный с возможностью осуществлять поворот стержня, снабжен гайкой (43), закрепленной при помощи клея на резьбовом участке (37) этого конца.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что конец стержня, выполненный с возможностью осуществлять поворот стержня, снабжен внутренним шестигранником.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6