УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ БАЛЛОНОВ

Полезная модель относится к устройствам крепления емкостей предназначенных для хранения и подачи газообразного топлива к силовым установкам транспортных средств.
Из уровня техники известен ряд технических решений относящихся к устройствам крепления цилиндрических емкостей в целом и предназначенных для установки на транспортных средствах в частности. К последним по совокупности существенных признаков относятся следующие решения.
Из заявки к патенту на изобретение US 20120161430, МПК6 B60K 15/07, F17C 13/08, B23P 11/00, F16M 13/02, публ. 28.01.2012 г. известно устройство для монтажа на автомобиле трех цилиндрических емкостей с природным газом находящимся под давлением которое представляет собой совокупность определенных элементов предназначенных для монтажа указанных емкостей на легковом транспортном средстве и его применение направленное в особенности на решение задач по снижению стоимости устройства и увеличению уровня безопасности владельца автомобиля.
Из заявки к патенту на изобретение US 20060061081, МПК6 B60P 3/22, публ. 23.03.2006 г. известно устройство несущей рамы баллона со сжатым газом которое включает первый хомут определяющий первую выемку и второй хомут определяющий вторую выемку. Первая и вторая выемки в достаточной степени выровнены таким образом чтобы баллон, по меньшей мере частично, помещался в пределах обоих первой и второй выемок. В примерном варианте осуществления, первый хомут также определяет третью выемку и второй хомут определяет четвертую выемку. Третья и четвертая выемки в достаточной степени выровнены таким образом, чтобы другой баллон, по меньшей мере частично помещался в пределах обоих третьей и четвертой выемок. В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одна гибкая лента удерживает баллоны в выемках.
К недостаткам указанных аналогов следует отнести сложность конструкции и высокую трудоемкость монтажных операций при установке баллонов.
Из описания полезной модели к патенту RU 127706, МПК B62D 25/08, B60K 15/07, публ. 10.05.2013 г. известен автомобиль, включающий в себя кузов, расположенный в задней части кузова багажный отсек, нишу, выполненную в полу багажного отсека, а также ложементы устройства крепления газовых баллонов. Автомобиль для комплектаций с газовым питанием двигателя внутреннего сгорания автомобиль оснащается двумя идентичными цилиндрическими газовыми баллонами высокого давления, каждый из которых снабжен штуцером и установленным в штуцере стандартным клапаном, двумя идентичными манжетами, а также двумя идентичными тяжами, двумя идентичными ленточными фасонными скобами, и четырьмя идентичными штифтами. При этом, правая и левая стенки ниши и ее донная часть, а также переходы между упомянутыми стенками и донной частью, желоба ложемента и ложемент запасного колеса, тяжи, скобы, кронштейны и штифты расположены с образованием устройства крепления газовых баллонов. Тяж выполнен содержащим оппозитные резьбовую часть и фасонную головку. Скоба, как вариант, выполнена 3-образной, снабженной расположенным в ее центральной части отверстием, а также сформированными на ее оппозитных концах идентичными проушинами. Каждая из проушин скобы выполнена с расположением ее продольной геометрической оси ортогонально к продольной геометрической оси скобы, и параллельно к ее поперечной геометрической оси. Штифт выполнен в виде цилиндрического стержня, предпочтительно, содержащего средства ограничения его продольных перемещений, в качестве которых могут быть использованы, например, ортогональные к продольной геометрической оси штифта сквозные каналы для установки шплинтов, выполненные на концах штифта и с отступом от его торцов. Манжета может быть выполнена в виде эластичной, предпочтительно, гофрированной мембраны, содержащей расположенное по центру мембраны отверстие, а также внутренний и внешний монтажные пояса. Внутренний монтажный пояс образован утолщением мембраны, сформированным вдоль периметра отверстия мембраны. Внутренний монтажный пояс выполнен с возможностью охвата с натягом штуцера любого из газовых баллонов. Внешний монтажный пояс образован утолщением, сформированным вдоль периферийной кромки мембраны, и сформированной в утолщении, открытой в сторону радиальной периферии мембраны кольцевой канавкой. Внешний монтажный пояс выполнен с возможностью прилегания стенок упомянутой кольцевой канавки к участкам передней стенки ниши, расположенным вдоль кромки любого из отверстий. Газовые баллоны выполнены расположенными, преимущественно, в нише, с зазором между их цилиндрическими стенками, сориентированными продольно, относительно продольной геометрической оси автомобиля. Один из газовых баллонов выполнен установленным на ложементе крепления правого газового баллона, а другой из газовых баллонов выполнен установленным на ложементе крепления левого газового баллона. При этом, газовые баллоны выполнены установленными с расположением их штуцеров в соответствующих отверстиях передней стенки ниши и с выступанием их клапанов за пределы ниши. Манжеты выполнены установленными в отверстиях передней стенки ниши с охватом их внутренними монтажными поясами штуцеров соответствующих газовых баллонов и с прилеганием стенок кольцевых канавок их внешних монтажных поясов к расположенным вокруг соответствующих отверстий, участкам передней стенки ниши. Скобы выполнены расположенными ортогонально к продольной геометрической оси автомобиля и с возможностью огибания своими дугообразными участками противолежащих, относительно донной части ниши, участков цилиндрической поверхности газовых баллонов. При этом, проушины одной из скоб выполнены аксиально установленными между проушинами расположенных со смещением к передней стенке ниши кронштейнов, а проушины другой из скоб выполнены аксиально установленными между проушинами расположенных со смещением к задней стенке ниши кронштейнов. Соответственно расположенные проушины скоб и кронштейнов выполнены подвижно закрепленными посредством установленных в проушинах штифтов. Тяжи выполнены расположенными в зазоре между цилиндрическими стенками газовых баллонов. Один из тяжей крепления газовых баллонов выполнен установленным своей прилегающей к головке частью в отверстии центральной части расположенной со стороны передней стенки скобы, а резьбовой частью в соответствующем ей резьбовом отверстии ложемента запасного колеса, Другой из тяжей выполнен установленным своей прилегающей к головке частью в отверстии центральной части другой скобы, расположенной со стороны задней стенки ниши, а резьбовой частью в соответствующем этой скобе резьбовом отверстии ложемента запасного колеса.
Данное устройство принято в качестве прототипа.
К недостаткам прототипа следует отнести подвижность скобы на участке радиальной перемычки, испытывающей в указанном месте наибольшую нагрузку от осевого усилия затяжки тяжа, которая передается через упор выполненный в виде объемной призмы при фронтальной ударной нагрузке, приводящий к деформации скобы впоследствии неплотного прилегания к упору. Кроме того, крепление хомутов к кронштейнам с помощью штифтов из-за выпадения последних из проушин при ослаблении натяжения в процессе эксплуатации автомобиля не обеспечивает надлежащей фиксации баллонов. Кроме того, передние и задние скобы идентичны по конфигурации и внешнему виду, однако различаются по длине. Указанная особенность создает трудности в процессе монтажа баллонов, поскольку требует либо проведения дополнительных замеров перед установкой, либо проведения предварительной установки, что значительно увеличивает трудоемкость операции.
Техническая задача на решение которой направлена предлагаемая полезная модель заключается в создании надежного устройства крепления, в котором упрощено позиционирование устройства крепления при монтаже, а также в создании конструкции способной выдерживать воздействие максимально допустимых ударных нагрузок, возникающих в аварийных ситуациях при эксплуатации автомобиля.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного узла, заключается в повышении надежности устройства за счет оптимизации формы наиболее нагруженного участка, выбора угла наклона оси элементов фиксации скоб, который позволяет сохранять заданное положение штифтов независимо от степени натяжения скоб.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве крепления газовых баллонов состоящем из пары скоб, каждая из которых выполнена волнообразной, состоящей из двух дугообразных участков выполненных с возможностью огибания цилиндрической поверхности газовых баллонов соединенных противоположно направленной радиальной перемычкой с расположенным в ее центральной части отверстием, размещенной на внутренней стороне скоб упругой прокладкой с С-образными боковыми кромками, охватывающими скобы по продольным сторонам, а также сформированными на оппозитных концах скобы идентичными проушинами аксиально установленными между проушинами кронштейнов расположенными по краям ниши предназначенной для размещения баллонов и закрепленными посредством штифтов выполненных в виде цилиндрического стержня, содержащего средства ограничения его продольных перемещений, расположенных в зазоре между цилиндрическими стенками газовых баллонов пары тяж, каждый из которых состоит из оппозитных резьбовой части установленной в соответствующем ей резьбовом отверстии ложемента донной части ниши и фасонной головки установленной в отверстии центральной части радиальной перемычки через упор выполненный в виде объемной призмы с плоской верхней гранью и нижней цилиндрической гранью, по форме близкой к округлению радиальной перемычки, а расположенное в центральной части радиальной перемычки отверстие, выполнено близким по форме к овалу, продольная геометрическая ось которого аксиальна продольной геометрической оси скобы. Размещенная на внутренней стороне скоб упругая прокладка с С-образными боковыми кромками выполнена из гибкого полимерного материала. Средство ограничения продольных перемещений штифтов выполнено в виде шляпки и располагается со стороны оппозитной вершине угла наклона α оси проушин скоб и кронштейнов, выполненного в диапазоне 2,8-3,2 градуса относительно горизонтальной плоскости; Кроме того, нижняя цилиндрическая грань упора, по форме близкая к скруглению радиальной перемычки выполнена на виде в плане соответствующей сегменту окружности образованной радиусом R из диапазона от 22 до 25 мм. На наружной поверхности прямолинейного участка проушин, сформированных на концах скоб, расположенных по одной общей продольной стороне выполнены различительные метки, позволяющие отличать одну скобу от другой. Различительные метки скоб могут быть выполнены в виде округлой выемки на конце одной скобы и двух округлых выемок на конце другой скобы.
Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо, воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". При этом промышленный выпуск полезной модели возможен на стандартном оборудовании с применением известных, хорошо отработанных технологий и материалов.
Сущность технического решения поясняется фигурами:
на фиг. 1 показан общий вид на скобу сбоку;
на фиг. 2 показан вид на увеличенный фрагмент скобы с продольным разрезом упора сбоку;
на фиг. 3 показан вид на увеличенный фрагмент скобы, упора и фасонной головки тяжа сбоку;
на фиг. 4 показан общий вид на пару скоб и тяж с предустановленным баллоном;
на фиг. 5 показан общий вид на баллоны установленные и закрепленные в нише предназначенной для их размещения;
на фиг. 6 показан вид сбоку на баллоны установленные и закрепленные в нише предназначенной для их размещения;
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве крепления газовых баллонов состоящем из пары скоб, каждая из которых выполнена волнообразной, состоящей из двух дугообразных участков выполненных с возможностью огибания цилиндрической поверхности газовых баллонов соединенных противоположно направленной радиальной перемычкой с расположенным в ее центральной части отверстием, размещенной на внутренней стороне скоб упругой прокладкой с С-образными боковыми кромками, охватывающими скобы по продольным сторонам, а также сформированными на оппозитных концах скобы идентичными проушинами аксиально установленными между проушинами кронштейнов расположенными по краям ниши предназначенной для размещения баллонов и закрепленными посредством штифтов выполненных в виде цилиндрического стержня, содержащего средства ограничения его продольных перемещений, расположенных в зазоре между цилиндрическими стенками газовых баллонов пары тяж, каждый из которых состоит из оппозитных резьбовой части установленной в соответствующем ей резьбовом отверстии ложемента донной части ниши и фасонной головки установленной в отверстии центральной части радиальной перемычки через упор выполненный в виде объемной призмы с плоской верхней гранью и нижней цилиндрической гранью, по форме близкой к скруглению радиальной перемычки, расположенное в центральной части радиальной перемычки отверстие, выполнено близким по форме к овалу, продольная геометрическая ось которого аксиальна продольной геометрической оси скобы. Размещенная на внутренней стороне скоб упругая прокладка с С-образными боковыми кромками выполнена из гибкого полимерного материала. Средство ограничения продольных перемещений штифтов выполнено в виде шляпки и располагается со стороны оппозитной вершине угла наклона α оси проушин скоб и кронштейнов выполненного в диапазоне 2,8-3,2 градуса относительно горизонтальной плоскости; Кроме того, нижняя цилиндрическая грань упора, по форме близкая к скруглению радиальной перемычки выполнена на виде в плане соответствующей сегменту окружности образованной радиусом R из диапазона от 22 до 25 мм. На наружной поверхности прямолинейного участка проушин, сформированных на концах скоб, расположенных по одной общей продольной стороне выполнены различительные метки, позволяющие отличать одну скобу от другой. Различительные метки скоб могут быть выполнены в виде округлой выемки на конце одной скобы и двух округлых выемок на конце другой скобы.
Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо, воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". При этом промышленный выпуск полезной модели возможен на стандартном оборудовании с применением известных, хорошо отработанных технологий и материалов.
Устройство крепления газовых баллонов состоит из пары скоб 1 с прокладками 2, пары тяж 3 и упоров 4. Каждая из скоб 1 выполнена волнообразной, состоящей из двух дугообразных участков 5 и 6 выполненных с возможностью огибания цилиндрической поверхности газовых баллонов 7 соединенных противоположно направленной радиальной перемычкой 8 с расположенным в ее центральной части отверстием 9. На оппозитных концах скоб 1 сформированы идентичные проушины 10. Отверстие 9 радиальной перемычки 8 выполнено близким по форме к овалу, продольная геометрическая ось которого аксиальна продольной геометрической оси скобы 1. На внутренней стороне скоб 1 установлены упругие прокладки 2 с С-образными боковыми кромками 11, охватывающими скобы по продольным сторонам. Упругие прокладки 2 преимущественно выполнены из гибкого полимерного материала. Скобы 1 аксиально установлены между проушинами кронштейнов 12 расположенными по краям 13 ниши 14 предназначенной для размещения баллонов 7 и закреплены посредством тяж 3. Крепление скоб 1 в проушинах кронштейнов 12 производится посредством штифтов 15 выполненных в виде цилиндрического стержня, содержащего средство ограничения его продольных перемещений, выполненное в виде шляпки 16. При установке штифта 15 шляпка 16 располагается со стороны оппозитной вершине угла наклона α оси проушин скоб 10 и проушин кронштейнов 12. Угол наклона α оси выполнен в диапазоне 2,8-3,2 градуса относительно горизонтальной плоскости. Кроме того, на наружной поверхности прямолинейного участка проушин 10, сформированных на концах скоб 1, расположенных по одной общей продольной стороне ниши 14 предназначенной для размещения баллонов выполнены различительные метки 17 и 18, позволяющие отличать одну скобу от другой. В предпочтительном варианте исполнения устройства указанные метки могут быть выполнены в виде округлой выемки 17 на конце одной скобы 1 и двух 18 округлых выемок на конце другой скобы 1. Каждый тяж 3 состоит из оппозитных резьбовой части 19 и фасонной головки 20. Тяжи 3 расположены в зазоре между цилиндрическими стенками газовых баллонов 7. Резьбовой частью 19 тяж 3 установлен в соответствующем ей резьбовом отверстии ложемента донной части ниши (не показано), а фасонной головкой 20 в отверстии 9 центральной части радиальной перемычки 8 через упор 4, который выполнен в виде объемной призмы с плоской верхней гранью 21 и нижней цилиндрической гранью 22, по форме близкой к скруглению радиальной перемычки 8, выполненной на виде в плане соответствующей сегменту окружности образованной радиусом R из диапазона от 22 до 25 мм.
Работает устройство по полезной модели следующим образом:
Газовые баллоны 7 предварительно размещены в предназначенной для них нише 14. С помощью различительных меток 17 и 18 определяется последовательность установки и местоположение скоб 1 в проушинах кронштейнов 12, расположенных по краям 13 ниши 14. Поскольку внешне идентичные скобы 1 отличаются длиной и при этом предназначены для установки в разных местах - одна на переднюю часть баллона, а другая на заднюю, использование различительных меток позволяет существенно снизить время и трудоемкость операции по выбору и установке скоб. Размещенные в проушинах кронштейнов 12 скобы 1 крепятся с помощью штифтов 15 выполненных в виде цилиндрического стержня, содержащего средства ограничения его продольных перемещений в виде шляпки 16. Штифт 15, вставляется таким образом, что его шляпка 16 располагается в проушинах 10 и 12 со стороны оппозитной вершине угла наклона α оси проушин 10 и 12, выполненного в диапазоне 2,8-3,2 градуса относительно горизонтальной плоскости. Таким образом угол "раскрывается" в направлении противоположном направлению движения транспортного средства, что позволяет предотвратить выпадение штифтов из проушин в процессе эксплуатации. Кроме того, на внутренней стороне скоб 1 установлены упругие прокладки 2 с С-образными боковыми кромками 13, охватывающими скобы по продольным сторонам. Упругие прокладки 2 преимущественно выполнены из гибкого полимерного материала. Выбор материала обуславливается прежде всего свойством полимеров сохранять неизменной форму изделия в широком диапазоне температур окружающего воздуха, а также учитывает вибродемпфирующие и одновременно амортизирующие свойства, которые позволяют компенсировать вибрации вызванные колебаниями, передаваемыми на газовые баллоны через кузовные элементы от трансмиссии и силового агрегата автотранспортного средства. Установленные с огибанием цилиндрических поверхностей газовых баллонов 7 скобы 1 выполненные волнообразными, состоящими из двух дугообразных участков 5 и 6 соединенных противоположно направленной радиальной перемычкой 8 окончательно фиксируются с помощью тяжей 3 путем размещения тяжа 3 с фасонной головкой 20 в отверстии 9 центральной части радиальной перемычки 8 через упор 4. Отверстие 9 радиальной перемычки 8 выполнено близким по форме к овалу, продольная геометрическая ось которого аксиальна продольной геометрической оси скобы. Овальная форма отверстия существенно облегчает процесс установки тяжа 4, так как позволяет тяжу перемещаться в поперечном направлении горизонтальной плоскости, что способствует точному совмещению тяжа с отверстиями скоб и упора, а также точной установки резьбовой части тяжа в соответствующем резьбовом отверстии ложемента донной части ниши. Расположенные в зазоре между цилиндрическими стенками газовых баллонов 7 пары тяж 3 заворачиваются с заданным крутящим моментом. При этом происходит натяжение скоб через упор 4 который выполнен в виде объемной призмы с плоской верхней гранью 21 и нижней цилиндрической гранью 22, по форме близкой к скруглению радиальной перемычки 8, которая выполнена на виде в плане соответствующей сегменту окружности образованной радиусом R из диапазона от 22 до 25 мм. Выбор указанного диапазона соответствует скруглению радиальной перемычки скобы и служит для плотного прилегания поверхностей скобы 1 и упора 4 с учетом абсолютной величины осевого усилия затяжки тяжа, а также для исключения возникновения паразитных напряжений и уравновешивания реакции возникающих в дугообразных участках 5 и 6 скоб 1 при закручивании тяжа 3 с обеспечением эффективного охвата баллонов.
Заявляемое в качестве полезной модели устройство может быть изготовлено по существующей отработанной технологии, с применением известных материалов, в том числе в условиях массового производства.