Поперечина замкнутого профиля для задней оси автотранспортного средства

Изобретение относится к конструкции задней оси автотранспортного средства, а также, в частности, к конструкции поперечины замкнутого профиля. Поперечина замкнутого профиля, деформируемая при кручении, для задней оси автотранспортного средства соединяет два продольных плеча указанной оси. Указанная поперечина выполнена из трубы, которая содержит концевые участки (T_E), выполненные каждый с возможностью соединения с одним из двух плеч. Промежуточный участок (T_I), подвергнутый штамповке для получения поперечного сечения U-образной или V-образной формы, в котором внутренние стенки трубы разделены пространством, а также два переходных участка (Т_T), поперечное сечение которых меняется для соединения каждого концевого участка (Т_E) с промежуточным участком (T_I), и две вставки. Две вставки, каждая из которых закупоривает один конец промежуточного участка (T_I) по всей длине или на части длины каждого переходного участка (Т_T) так, чтобы предотвратить любой контакт между внутренними стенками на уровне промежуточного участка (T_I), когда поперечина подвергается действию усилия кручения. Достигается устранение рисков коррозии за счет повышения жесткости поперечины. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к конструкции задней оси автотранспортного средства, в частности к конструкции поперечины замкнутого профиля, деформируемой кручением, позволяющей соединить два продольных плеча задней оси.

Как правило, такие поперечины для задней оси выполняют из трубы круглого, прямоугольного или овального сечения, каждый концевой участок которой предназначен для соединения с одним из двух плеч оси, при этом посредством штамповки выполняют промежуточный участок трубы для получения поперечного сечения U-образной или V-образной формы. Промежуточный участок обеспечивает жесткость при изгибе и гибкость при кручении.

Поперечина такого типа известна, например, из документа US 6510763. Согласно этому документу, чтобы повысить жесткость при изгибе, в частности, на уровне двух переходных участков, соединяющих каждый концевой участок поперечины с промежуточным участком, эти два переходных участка заполняют синтетическим или металлическим пеноматериалом. Пеноматериал нагнетают непосредственно через концы поперечины. В варианте через концы поперечины в переходные участки засыпают кристаллы или металлический порошок в смеси с пенообразующими веществами, затем осуществляют их вспучивание посредством нагрева. В обоих случаях заполнение переходных участков возможно только, если стенки поперечины в промежуточном участке прилегают друг к другу.

Однако в таких конфигурациях стенки, входящие друг с другом в контакт в промежуточном участке, смещаются относительно друг друга при кручении поперечины, что приводит к появлению фреттинг-коррозии при трении внутренних стенок. Для устранения этого недостатка, как известно, в частности, из документа FR 2805479 на имя заявителя, трубу, образующую поперечину, подвергают штамповке, чтобы обеспечить в промежуточном участке минимальное расстояние между внутренними стенками.

Тем не менее, во время кручения поперечины стенки будут подвергаться относительному смещению, поэтому некоторые зоны стенок будут входить друг с другом в контакт. Эта ситуация схематично представлена на фиг.1, где на сечении поперечины 1 в промежуточном участке показана зона 2 контакта между верхней стенкой 10 и нижней стенкой 11, когда на поперечину действует усилие кручения (стрелка F1), приводящее к сближению двух стенок (схематично показано стрелками F2 и F3). В результате поперечина остается локально затронутой проблемами фреттинг-коррозии.

Задачей настоящего изобретения является устранение рисков коррозии в промежуточном участке поперечины замкнутого профиля за счет повышения жесткости поперечины.

В связи с этим объектом изобретения является поперечина замкнутого профиля, деформируемая при кручении, для задней оси автотранспортного средства, позволяющая соединить два продольных плеча указанной оси, при этом указанную поперечину выполняют из трубы, содержащей концевые участки, выполненные, каждый, с возможностью соединения с одним из двух плеч, промежуточный участок, подвергнутый штамповке для получения поперечного сечения U-образной или V-образной формы, в которой внутренние стенки трубы разделены пространством, и два переходных участка, поперечное сечение которых меняется для соединения каждого концевого участка с промежуточным участком, согласно изобретению поперечина дополнительно содержит две вставки, каждая из которых закупоривает один конец промежуточного участка по всей длине или на части длины каждого переходного участка таким образом, чтобы избежать любого контакта между внутренними стенками на уровне промежуточного участка, когда поперечина подвергается действию усилия кручения.

Предпочтительно каждая вставка содержит сердцевину, например, из пластического материала типа полипропилена, окруженную слоем адгезивного материала, образующим средство удержания вставки на внутренних стенках трубы.

Слой адгезивного материала может представлять собой вспененный полиуретан или термореактивный клей.

Кроме того, можно предусмотреть средства механического соединения между двумя вставками для обеспечения более надежного удержания на месте вставок внутри поперечины.

Другие преимущества и отличительные признаки изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания примеров осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 (уже описана) показана известная поперечина замкнутого профиля, вид в разрезе по промежуточному участку поперечины;

на фиг.2 показана поперечина согласно первому возможному варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;

на фиг.3а и 3b показаны две вставки, изображенные на фиг.2, вид в перспективе;

на фиг.3с показана вставка, изображенная на фиг.2, вид в поперечном разрезе по центральной зоне вставки;

на фиг.4 показана поперечина согласно второму возможному варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;

на фиг.5 показаны две механически соединенных вставки, изображенные на фиг.4,

вид в перспективе;

на фиг.6 показана поперечина, изображенная на фиг.4, вид в поперечном разрезе по промежуточному участку поперечины.

Далее со ссылками на фиг.2 и 3а-3с следует описание первого возможного варианта осуществления поперечины в соответствии с настоящим изобретением. Показанная на фиг.2 поперечина 1 замкнутого профиля, деформируемая при кручении, классически выполнена из трубы, содержащей два концевых участка T_E, выполненных, каждый, с возможностью соединения с одним из двух плеч (не показаны) задней оси автотранспортного средства. Кроме того, труба содержит промежуточный участок T_I, подвергнутый штамповке для получения поперечного сечения U-образной или V-образной формы.

Как было указано выше, трубу, предпочтительно выполненную из стали, подвергают штамповке в этой промежуточной зоне таким образом, чтобы между двумя внутренними стенками (обозначенными позициями 10 и 11 на фиг.6) оставалось некоторое пространство с целью предупреждения фреттинг-коррозии. Труба, образующая поперечину 1, содержит также два переходных участка Т_T, поперечное сечение которых меняется для соединения каждого концевого участка с промежуточным участком T_I.

Согласно изобретению поперечина 1 дополнительно содержит две вставки 3, каждая из которых закупоривает конец промежуточного участка T_I по всей длине или на части длины каждого переходного участка Т_T.

Установка вставки 3 с двух сторон поперечины позволяет уменьшить относительное движение двух стенок трубы и предотвратить, таким образом, какой-либо контакт между этими стенками на уровне промежуточного участка, когда на поперечину 1 действует усилие кручения.

На фиг.3а-3с показана вставка 3 в разных проекциях. Предпочтительно она содержит сердцевину 30 из достаточно жесткого материала, чтобы обеспечивать уменьшение относительного перемещения стенок, обычно из пластического материала типа полипропилена. Для обеспечения удержания вставки на месте внутри поперечины предпочтительно вокруг сердцевины 30 наносят слой 31 адгезивного материала в несколько миллиметров. Этот слой 31 может представлять собой вспененный полиуретан или термореактивный клей. В обоих случаях вставки устанавливают на место внутри поперечины, вводя каждую вставку через концевые участки T_E. После этого этап нагрева поперечины 1 с двумя вставками 3 позволяет либо произвести вспучивание пеноматериала, либо обеспечивает затвердевание клея. После этого этапа нагрева вставки 3 удерживаются внутри поперечины 1. На фигурах видно, что наружная поверхность каждой вставки 3 полностью повторяет формы внутренних стенок поперечины. Таким образом, поперечное сечение вставки 3 меняется точно так же, как и поперечное сечение участка поперечины, который она занимает, идеально закупоривая поперечину.

Вставки 3 являются герметичными и обеспечивают защиту не только от фреттинг-коррозии, но также против коррозии от окисления на участке, находящемся между двумя вставками.

Кроме того, вставки позволяют снизить уровень напряжений при кручении, расширяя зоны напряжений на уровне каплевидных концов, то есть на уровне концевых зон сечения U-образной или V-образной формы поперечины 1. Следовательно, можно предусмотреть уменьшение толщины стенок трубы, что позволяет получить более легкую и более дешевую поперечину.

Для более прочного удержания вставок внутри поперечины предпочтительно выполняют механическое соединение вставок 3 между собой. На фиг.4-6 показан второй вариант осуществления, в котором вставки 3 удерживаются внутри поперечины 1 не только благодаря адгезивному слою 31, окружающему сердцевину каждой вставки 30, но также благодаря средствам механического соединения. В данном случае средства механического соединения выполнены в виде двух проволок 40, 41, предпочтительно из стали, проходящих по существу параллельно друг другу внутри поперечины между двумя вставками 3, причем каждая проволока проходит, в частности, в продольном направлении в одном из двух каплевидных концов 12 поперечины 1, как показано, в частности, на фиг.6. Каждый конец проволок 40 и 41 закреплен на одной из двух вставок 3 при помощи средств крепления, таких как винт, или других средств. Для изготовления такой поперечины сначала в поперечину вводят одну из вставок 3, на которой закреплены концы проволок 40, 41, затем вводят и закрепляют другую вставку на свободных концах проволок. После этого всю систему нагревают, как было указано выше, в частности, для обеспечения эффективного сцепления адгезивного слоя 31 вставок с внутренними стенками поперечины. Предпочтительно используют гибкие проволоки, поскольку эти проволоки являются более легкими и менее дорогими. Однако их введение внутрь поперечины является более сложным, поэтому для облегчения сборки можно вместо проволок использовать жесткие стержни. Во всех случаях длина проволок или жестких стержней должна соответствовать расстоянию, разделяющему вставки после установки на место.

1. Поперечина (1) замкнутого профиля, деформируемая при кручении, для задней оси автотранспортного средства, соединяющая два продольных плеча указанной оси, при этом указанная поперечина (1) выполнена из трубы, содержащей концевые участки (T_E), выполненные, каждый с возможностью соединения с одним из двух плеч, промежуточный участок (T_I), подвергнутый штамповке для получения поперечного сечения U-образной или V-образной формы, в котором внутренние стенки (10, 11) трубы разделены пространством, и два переходных участка (Т_T), поперечное сечение которых меняется для соединения каждого концевого участка (Т_E) с промежуточным участком (T_I), отличающаяся тем, что дополнительно содержит две вставки (3), каждая из которых закупоривает один конец промежуточного участка (T_I) по всей длине или на части длины каждого переходного участка (Т_T) так, чтобы предотвратить любой контакт между внутренними стенками (10, 11) на уровне промежуточного участка (T_I), когда поперечина (1) подвергается действию усилия кручения.

2. Поперечина (1) по п.1, отличающаяся тем, что каждая вставка (3) содержит сердцевину (30), окруженную слоем (31) адгезивного материала, образующим средство удержания вставки (30) на внутренних стенках трубы.

3. Поперечина (1) по п.1, отличающаяся тем, что указанный слой (31) представляет собой вспененный полиуретан.

4. Поперечина (1) по п.1, отличающаяся тем, что указанный слой (31) представляет собой термореактивный клей.

5. Поперечина (1) по п.1, отличающаяся тем, что указанная сердцевина (30) выполнена из пластического материала типа полипропилен.

6. Поперечина (1) по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства (40, 41) механического соединения двух вставок (3) между собой.

7. Поперечина (1) по п.6, отличающаяся тем, что средства (40, 41) механического соединения содержат две проволоки, расположенные по существу параллельно друг другу внутри поперечины между двумя вставками, причем каждая из проволок проходит в продольном направлении в каплевидном конце (12) поперечины (1), а каждый конец проволок закреплен на одной из двух вставок (3).

8. Поперечина (1) по п.6, отличающаяся тем, что средства (40, 41) механического соединения содержат два стержня, расположенные по существу параллельно друг другу внутри поперечины между двумя вставками, причем каждый из стержней проходит в продольном направлении в каплевидном конце (12) поперечины (1), при этом каждый конец стержней закреплен на одной из двух вставок (3).