Подвеска сиденья транспортного средства

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к подвескам сидений транспортных средств. Подвеска сиденья транспортного средства содержит неподвижную и подвижную опоры, шарнирно соединенные между собой рычагами с образованием параллелограммного механизма, и упругий элемент, установленный под положительным углом к горизонтали в сторону подвижной опоры. Упругий элемент выполнен по крайней мере из двух упругих частей, концы которых фиксированно перемещаются на упорных поверхностях указанных опор и установлены под углом друг к другу и к диагонали параллелограмма в вертикальной плоскости. Оси симметрии частей упругого элемента сходятся под углом и пересекаются в точке, расположенной в плоскости деформации упругого элемента. Упругий элемент установлен с возможностью изменения угла схождения осей симметрии упругих частей, каждая из которых выполнена в виде листовой рессоры. Технический результат - получение требуемого значения частоты собственных колебаний, а следовательно, достижение эффективной виброзащиты подвески при различных значениях веса оператора в процессе колебаний остова транспортного средства. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к подвескам сидений транспортных средств.

Известно подрессоренное сиденье водителя, включающее неподвижную и подвижную относительно него опоры, связанные между собой разнесенными в поперечном направлении проставками и упругим элементом, выполненным в виде, по крайней мере одной упругой пластины, и элемент изменения параметров упругого элемента (См. патент ФРГ N 1275381, кл. В 60 N).

Основным недостатком известного решения является то, что при малых и умеренных амплитудах вибраций конструкция имеет низкие виброзащитные свойства, передавая вибрацию на сиденье водителя практически без снижения ее уровня и обеспечивая демпфирование колебаний только большой амплитуды, характерных для неровностей профиля дороги более 70-100 мм. Другим недостатком является сложность конструкции из-за наличия дополнительных ограничителей хода подвески и использования в конструкции устройства предварительного нагружения упругого элемента (рессоры).

Известна также подвеска, включающая неподвижную и подвижную относительно нее опоры, соединенные между собой распорным элементом с минимальным сопротивлением на кручение, с разнесенными в поперечном направлении проставками, выполненными в виде гибких пластин с минимальным удлинением при растяжении, обеспечивающих сохранение плоскопараллельного перемещения опор, упругий элемент, выполненный в виде, по крайней мере, одной упругой пластины, расположенной по диагонали параллелограмма между неподвижной и подвижной опорами, и элементы с минимальным крутящим моментом, соединенные с подвижной и неподвижной опорами через сайлент-блоки и выполненные в виде штанги (См. пат. РФ N 2048998, кл. В 60 N 2/50, прототип).

Недостатком известной конструкции является невозможность осуществления требуемой регулировки подвески сиденья при различный соотношениях веса оператора, так как для увеличения грузоподъемности подвески требуется увеличение жесткости упругого элемента, выполненного в виде пакета пластин, что способствует увеличению частоты собственных колебаний подвески. Поэтому применение подвески с известным упругим элементом приводит к ухудшению виброзащитных свойств подвески при возрастании силы внешнего воздействия. Кроме того, поскольку штанги, соединенные с подвижной и неподвижной опорами через сайлент-блоки, не являются жесткими в плоскости, перпендикулярной плоскости деформации упругого элемента, это приводит к разрушению конструкции параллелограмма, образованного сдвоенными проставками и подвижной и неподвижной опорами штанги, что в значительной мере снижает надежность конструкции.

Перечисленные выше недостатки устранены в предлагаемой конструкции подвески сиденья.

В подвеске сиденья транспортного средства, включающей неподвижную и подвижную относительно нее опоры, шарнирно соединенные между собой рычагами с образованием параллелограммного механизма, и упругий элемент, установленный под положительным углом к горизонтали в сторону подвижной опоры, согласно изобретению, упругий элемент выполнен, по крайней мере из двух частей, установленных под углом друг к другу и к диагонали параллелограмма в вертикальной плоскости, оси симметрии упругих элементов сходятся под углом и пересекаются в точке, расположенной в плоскости деформации упругого элемента, при этом упругий элемент установлен с возможностью изменения угла схождения осей симметрии упругих частей.

Кроме того:

- упругий элемент выполнен из упругих частей, при этом каждая последующая упругая часть расположена к предыдущей под углом с возможностью его изменения;

- каждая упругая часть упругого элемента выполнена в виде листовой рессоры из идентичного материала;

- каждая упругая часть упругого элемента выполнена из идентичного материала;

- каждая упругая часть упругого элемента выполнена из различных материалов;

- упругие части упругого элемента выполнены одинаковой длины и толщины;

- упругие части упругого элемента выполнены разной длины и толщины;

- соединение по крайней мере одного из концов одной из упругих частей упругого элемента по крайней мере с одной из опор выполнено шарнирным;

- по крайней мере одна упругая часть упругого элемента выполнена в виде пакета листовых рессор;

- число листовых рессор в каждой из упругих частей упругого элемента одинаковое;

- число листовых рессор в каждой из упругих частей упругого элемента различное;

- соединение по крайней мере одной из упругих частей упругого элемента по крайней мере с одной опорой выполнено шарнирным.

Сопоставленный анализ с прототипом позволил выявить следующие отличительные признаки:

- выполнение упругого элемента по крайней мере из двух упругих частей

- упругие части установлены под углом друг к другу и к диагонали параллелограмма и вертикальной плоскости

- оси симметрии упругих частей упругого элемента сходятся под углом

- оси симметрии упругих частей упругого элемента пересекаются в точке, расположенной в плоскости деформации упругого элемента

- упругий элемент установлен с возможностью изменения угла схождения осей симметрии упругих частей;

Дополнительными отличительными признаками является то, что:

- упругий элемент выполнен из упругих частей;

- каждая последующая упругая часть упругого элемента расположена под углом к предыдущей с возможностью его изменения;

- упругие части упругого элемента выполнены в виде листовой рессоры;

- по крайней мере одна упругая часть упругого элемента выполнена в виде пакета листовых рессор;

- число листовых рессор в каждой из упругих частей упругого элемента одинаковое;

- число листовых рессор в каждой упругой части упругого элемента различное;

- упругие части упругого элемента выполнены из идентичных материалов;

- упругие части упругого элемента выполнены из различных материалов;

- упругие части упругого элемента выполнены разной длины и толщины;

- упругие части упругого элемента выполнены одинаковой длины и толщины;

- соединение по крайней мере одной из упругих частей упругого элемента по крайней мере с одной опорой выполнено шарнирным.

Как видно из сопоставительного анализа, выявленная совокупность существенных отличительных признаков является новой, поэтому правомерен вывод о том, что влияние этой совокупности признаков на достигаемый предлагаемым изобретением результат неизвестено.

Анализ патентной и научно-технической информации в области транспортного машиностроения, проведенный по фондам КарЦНТИ и патентного бюро учреждения "ГСКБ ОТЗ", показал, что предложенное техническое решение выходит за пределы существующего уровня техники в данной области, следовательно его можно признать соответствующим критерию "изобретательский уровень".

Задачи, решаемые предлагаемым изобретением, - это получение требуемых характеристик подвески сиденья при различных соотношениях веса оператора, а также повышение надежности конструкции.

Решение этих задач обеспечивается за счет выполнения упругого элемента по крайней мере из двух упругих частей, установленных под углом друг к другу и к диагонали параллелограмма в вертикальной плоскости. Каждая из упругих частей выполнена в виде листовой рессоры, ось симметрии которой сходится под углом и пересекается в точке, расположенной в плоскости деформации упругого элемента. При этом при нагружении подвески усилие распределяется вдоль геометрических осей упругих частей. Упругий элемент выполнен с возможностью изменения угла наклона упругих частей по отношению к диагонали параллелограмма в вертикальной плоскости.

Предлагаемая конструкция позволяет достичь требуемой частоты собственных колебаний подвески сиденья независимо от прилагаемой извне нагрузки (веса оператора). В результате повышаются виброэащитные свойства сиденья.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

фиг.1 - общий вид подвески (без нагрузки);

фиг.2 - кинематическая схема подвески (момент начального приложения нагрузки);

фиг.3 - общий вид подвески (под нагрузкой);

фиг.4 - изображение подвески, вид сверху.

Подвеска включает неподвижную опору 1 с упорной поверхностью A и подвижную опору 2 с упорной поверхностью В. Опоры 1 и 2 соединены между собой рычагами 3 посредством шарниров 4 с образованием параллелограммного механизма. Подвеска содержит упругий элемент С, выполненный из двух упругих частей: надстоящей 5 и основной 6, концы которых соответственно 7, 8, 9 и 10 фиксированно перемещаются на упорных поверхностях А и В.

Устройство работает следующим образом.

В ненагруженном состоянии подрессоренная часть подвески удерживается под положительным углом к горизонтали упругого элемента С.

Под действием веса оператора в процессе колебаний остова транспортного средства вертикальная сила Р ведет к изменению положения подвижной опоры 2. При этом упругий элемент С воспринимает торцевую нагрузку F, которая раскладывается на составляющие этой силы F1 и F2, сжимающие надстоящую 5 и основную 6 упругие части и создающие изгибающие моменты M1 и М2. Расстояние между противоположными сторонами параллелограммного механизма (неподвижной 1 и подвижной 2 опорами) под воздействием нагрузки Р уменьшается, при этом максимально уменьшается и диагональ параллелограмма. При заданном β угле наклона оси симметрии надстоящей упругой части 5 к диагонали параллелограммного механизма или при заданном α угле схождения надстоящей 5 и основной 6 упругих частей надстоящая упругая часть 5 на начальном ходе подрессоренной части подвески под нагрузкой выполняет работу по противодействию возникновению нагрузки до момента совпадения вектора расстояний между концами 7 и 8 крепления надстоящей упругой части 5 на неподвижной 1 и подвижной 2 опорах с горизонталью, проходящей через конец крепления 8. Далее, надстоящая упругая часть 5 плавно перестает противодействовать нарастанию нагрузки, так как изменение расстояния между концами 7 и 8 по величине становится незначительным. При этом основная упругая часть 6, совершая работу по противодействию нарастанию нагрузки на начальном участке хода, продолжает совершать работу противодействия нарастанию нагрузки и на рабочем участке хода подрессоренной части подвески. При перемещении подвижной опоры 2 до положения равновесия действующих сил с нагрузкой Р происходит изменение составляющих F1 и F2, которое зависит от взаимного расположения надстоящей упругой части 5 по отношению к основной упругой части 6 и носит нелинейный характер, а именно: большая жесткость при начальном ходе подрессоренной части подвески (подвижной опоры 2) по сравнению с рабочим участком. Этим достигается требуемая частота собственных колебаний подвески и обеспечивается эффективная виброзащита. Применение упругого элемента как минимум из двух упругих частей позволяет получать постоянное значение частоты собственных колебаний подвески при различных значениях внешней силы Р за счет усиления изохорности ее силовой характеристики.

На основании предлагаемого изобретения подвески Учреждение "ГСКБ ОТЗ" изготовило макетный образец сиденья и провело стендовые испытания по снятию статических характеристик подвески и определению частоты ее собственных колебаний. Результаты испытаний приведены в акте испытаний. В дальнейшем на основе данной подвески было изготовлено сиденье оператора и установлено на лесопромышленных тракторах ШЛК6-04.

По результатам испытаний макетного образца была проведена доработка конструкторской документации и изготовлены два опытных образца подвески сиденья, которые прошли стендовые испытания в сравнении с подвесками сидений Бобруйского агрегатного завода (Белоруссия), Ижевского завода пластмасс (МПФ "Эха" г. Ижевск) и Волгоградского тракторного завода. Результаты стендовых испытаний показали, что предлагаемая подвеска имеет более высокие виброзащитные свойства.

Для определения виброзащитных свойств подвески в условиях эксплуатации на ее основе были изготовлены сиденья оператора и установлены на колесные лесопромышленные тракторы ТЛК4-01.

1. Подвеска сиденья транспортного средства, содержащая неподвижную и подвижную опоры, шарнирно соединенные между собой рычагами с образованием параллелограммного механизма, и упругий элемент, установленный под положительным углом к горизонтали в сторону подвижной опоры, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен по крайней мере из двух упругих частей, концы которых фиксированно перемещаются на упорных поверхностях указанных опор и установлены под углом друг к другу и к диагонали параллелограмма в вертикальной плоскости, а оси симметрии частей упругого элемента сходятся под углом и пересекаются в точке, расположенной в плоскости деформации упругого элемента, при этом упругий элемент установлен с возможностью изменения угла схождения осей симметрии упругих частей, каждая из которых выполнена в виде листовой рессоры.

2. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен из N-го числа упругих частей, при этом каждая последующая упругая часть расположена под углом к предыдущей с возможностью его изменения.

3. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере одна листовая рессора выполнена в виде пакета листовых рессор.

4. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что число листовых рессор в каждой из упругих частей упругого элемента одинаковое.

5. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что число листовых рессор в каждой уз упругих частей упругого элемента различное.

6. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что листовые рессоры упругих частей выполнены из идентичного материала.

7. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что листовые рессоры упругих частей выполнены из различных материалов.

8. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что листовые рессоры упругих частей выполнены разной длины и толщины.