КОМПЕНСАТОР ДЛЯ РАМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
COMPENSATOR ASSEMBLY FOR A VEHICLE FRAME

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к компенсатору для рамы транспортного средства, в частности, к компенсатору, который может быть удлинен и зафиксирован между находящимися на расстоянии друг от друга компонентами рамы.
Уровень техники
В целом существует понимание, что при производстве и сборке рам для транспортных средств могут возникнуть производственные отклонения, например, компоненты рамы могут иметь различную расстановку и специфические размеры, не соответствующие друг другу. Чтобы учесть эти отклонения между компонентами рамы обычно приваривают проставки или опоры для изгибов. Желательно, чтобы рамы транспортных средств были собраны с минимальным количеством несоответствий, с использованием более легких материалов, которые сохраняют конструктивную целостность транспортного средства.
Раскрытие изобретения
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложен компенсатор для рамы транспортного средства, который включает в себя основание с зажимом, зацепляющимся с первым компонентом рамы, находящимся на расстоянии от второго компонента рамы. С основанием соединен на резьбе удлиняющий элемент. Через основание и удлиняющий элемент проходит по оси крепежный элемент, который сцепляется с первым и вторым компонентами рамы. При повороте крепежного элемента происходит отвинчивание удлиняющего элемента, пока он не войдет в контакт со вторым компонентом рамы.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен компенсатор для соединения между первым и вторым компонентами рамы, который имеет основание с зажимом, зацепляющимся с первым компонентом рамы. С основанием соединен на резьбе удлиняющий элемент. В удлиняющем элементе расположена втулка, которая имеет отверстие, проходящее через основание и удлиняющие элементы, в которое вставляется крепежный элемент. При повороте крепежного элемента происходит отвинчивание удлиняющего элемента от зажима, до контакта со вторым компонентом рамы.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен компенсатор для поддержания зазора между компонентом рамы и каркасом люка в крыше, который имеет основание с резьбовой частью и зажим для зацепления с компонентом рамы. С резьбовой частью поворотно соединен удлиняющий компонент, выполненный с возможностью удерживать крепежный элемент в отверстии по оси относительно резьбовой части. При повороте крепежного элемента происходит отвинчивание удлиняющего элемента, пока он не войдет в контакт с каркасом люка крыши.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ для поддержания зазора между первым и вторым компонентами рамы, в котором сцепляют основание компенсатора с первым компонентом рамы рядом с крепежным отверстием. Способ также предполагает вставку крепежного элемента в крепежное отверстие и его зацепление с удлиняющим элементом, который соединен на резьбе с основанием. Кроме того, способ предусматривает поворот крепежного элемента, в результате чего удлиняющий элемент отвинчивается от основания, пока не войдет в контакт со вторым компонентом рамы. Способ также предусматривает дальнейший поворот крепежного элемента после того, как удлиняющий элемент состыкуется со вторым компонентом рамы, в результате чего крепежный элемент сцепляется с первым и вторым компонентами рамы, располагаясь между ними.
Эти и другие аспекты, цели и отличительные особенности настоящего изобретения будут поняты и оценены специалистами в данной области техники после изучения приведенных ниже описания, формулы изобретения и сопроводительных чертежей.
Краткое описание чертежей
На сопроводительных чертежах представлено следующее.
На Фиг. 1 представлен общий вид сверху транспортного средства, имеющего люк в крыше, каркас которого расположен на расстоянии от компонента рамы транспортного средства.
На Фиг. 2 представлен общий вид снизу компенсатора в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, где показано поддержание зазора между компонентом рамы и конструкцией люка крыши, как показано на Фиг. 1.
На Фиг. 3 представлен общий вид снизу в разобранном виде компенсатора с Фиг. 2, где крепежный элемент отсоединен, а компонент рамы показан отдельно от каркаса люка крыши.
На Фиг. 4 представлен общий вид снизу в разобранном виде компенсатора с Фиг. 2, где основание компенсатора отсоединено от компонента рамы.
На Фиг. 5 представлен общий вид сверху компенсатора в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
На Фиг. 6 представлена вертикальная боковая проекция компенсатора с Фиг. 5.
На Фиг. 7 представлен схематичный вид сверху компенсатора с Фиг. 5.
На Фиг. 8 представлен схематичный вид снизу компенсатора с Фиг. 5.
На Фиг. 9 представлен общий вид сверху в разобранном виде компенсатора с Фиг. 5.
На Фиг. 10 представлен поперечный разрез компенсатора с Фиг. 9 на общем виде сверху в разобранном виде.
На Фиг. 11 представлен вид в поперечном разрезе компенсатора, выполненном по линии VIII-VIII с Фиг. 6.
На Фиг. 12 представлен вид в поперечном разрезе компенсатора с Фиг. 11, соединенного с первым компонентом рамы, разнесенным со вторым компонентом рамы, при этом компенсатор расположен на установочном расстоянии, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 13 представлен вид в поперечном разрезе компенсатора, показанного на Фиг. 12, имеющего крепежный элемент, соединенный с удлиняющим элементом, который перемещен до контакта со вторым компонентом рамы.
На Фиг. 14 представлен вид в поперечном разрезе компенсатора с Фиг. 12, имеющего крепежный элемент, который зацепленный между первым и вторым компонентами рамы, где компенсатор увеличен до максимальной длины.
На Фиг. 15 представлена блок-схема способа поддержания зазора между компонентом рамы и конструкцией люка крыши.
Осуществление изобретения
Термины «верхний», «нижний», «правый», «левый», «задний», «передний», «вертикальный», «горизонтальный» и их производные, использованные в описании, относятся к расположению устройства, изображенного на Фиг. 1. Однако необходимо понимать, что элементы устройства могут иметь и другие ориентации, если явно не указано иное. Также следует понимать, что конкретные устройства и процессы, изображенные на сопроводительных чертежах и описанные далее, приведены в качестве примера реализации концепции изобретения. При этом конкретные размеры и прочие физические характеристики, относящиеся к описанным вариантам воплощения, не должны рассматриваться в качестве ограничения, если явно не указано иное.
На Фиг. 1-14 ссылочной позицией 10 обозначен сборный компенсатор для рамы 12 транспортного средства 14. В представленном варианте осуществления изобретения компенсатор 10 выполнен с возможностью соединения разнесенных компонентов рамы 12 транспортного средства. Основание 16 компенсатора 10 имеет зажим 18, который сцепляется с первым компонентом 20 рамы, расположенным на расстоянии от второго компонента 22 рамы. Удлиняющий элемент 24 имеет резьбовое соединение с основанием 16 или другим образом поворотно соединен с резьбовой частью 26 основания 16. Крепежный элемент 28 может коаксиально проходить сквозь основание 16 и удлиняющий элемент 24 для сцепления с первым и вторым компонентами 20, 22 рамы. Компенсатор 10 выполнен таким образом, чтобы первоначальная вставка и поворачивание крепежного элемента 28 могли привести к отвинчиванию удлиняющего элемента 24, пока он не войдет в контакт со вторым компонентом 22 рамы, тем самым поддерживая зазор 30 между первым и вторым компонентами 20, 22 рамы. Первый и второй компоненты 20, 22 рамы могут быть различными частями рамы 12 транспортного средства; однако в представленном варианте осуществления изобретения первый компонент 20 рамы представляет собой кронштейн 32, проходящий от продольного бруса 34 крыши рамы 12 транспортного средства, а второй компонент 22 рамы представляет собой каркас 36 люка крыши.
На Фиг. 1 приведено изображение одного варианта транспортного средства 14, где открыта область рамы 12 транспортного средства для демонстрации одного из продольных брусьев 34 крыши, продольно проходящих по противоположным сторонам люка 37 в крыше. Также частично показана поперечина 38, которая проходит в боковом направлении между продольными брусьями 34 крыши для создания опоры для люка 37 и других частей крыши 40. В представленном варианте осуществления изобретения продольные брусья 34 крыши опираются на стойки 42, которые проходят вверх по периметру кабины транспортного средства 14, как в общем случае понятно для среднего специалиста в данной области техники. Продольные брусья 34 крыши, поперечины 38, стойки 42, люк 37 и крыша 40 являются иллюстративными примерами компонентов рамы транспортного средства 14, хотя также подразумевается, что компенсатор 10 может быть использован вместе с дополнительными компонентами рамы, как описано в данном документе. Также предполагается, что компенсатор 10 может быть встроен в рамы различных типов транспортных средств, таких как грузовое транспортное средство, внедорожник или фургон, которые могут иметь альтернативные компоненты рамы или конструкции крыши, как в общем случае понятно специалисту в данной области техники.
Как показано на Фиг. 2, продольный брус 34 крыши имеет кронштейн 32, проходящий поперечно внутрь рядом с центральной стойкой рамы 12 транспортного средства. В представленном варианте осуществления изобретения кронштейн 32 изготовлен из листового металла и имеет примерно вертикальную часть 44, которая прикреплена к продольному брусу 34 крыши, и примерно горизонтальную часть 46, которая выполнена в виде в целом плоскостного тела с монтажной поверхностью 48 для крепления люка 37. В представленном варианте люк 37 включает в себя конструктивную деталь 50 (рамку), обычно называемую кольцом жесткости, которая окружает стеклянную деталь 52 (Фиг. 1) люка 37. В представленном варианте конструктивная деталь 50 имеет опорный фланец 54, который выступает вбок от стеклянной части 52 и вниз для сцепления с кронштейном 32. Опорный фланец 54 имеет место для крепления, которое в целом выровнено в вертикальном направлении с монтажной поверхностью 48 кронштейна 32, образуя зазор 30 между кронштейном 32 и конструктивной деталью 50 люка 37. Следует понимать, что в разных рамах, изготовленных для одного типа транспортного средства, зазор 30 может быть различным. Подразумевается также, что зазор 30 может быть различным в разных точках между люком 37 и кронштейном 32 или между другими компонентами рамы транспортного средства, которые прикреплены друг к другу, что может быть учтено с помощью компенсатора 10 в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения.
Как показано на Фиг. 3-4, монтажная поверхность 48 на кронштейне 32 имеет крепежное отверстие 56, проходящее вертикально сквозь плоскостное тело кронштейна 32. Крепежное отверстие 56 расположено рядом с краем 58 кронштейна 32 так, что зажим 18 на основании 16 компенсатора 10 может быть сцеплен с краем 58 кронштейна 32, чтобы выровняться с крепежным отверстием 56. Опорный фланец 54, проходящий от конструктивной детали 50 люка 37, имеет соответствующее соединительное отверстие 60, которое выровнено по вертикали с крепежным отверстием 56 в кронштейне 32. Такое выравнивание позволяет крепежному элементу 28 пройти через основание 16 и удлиняющий элемент 24 компенсатора 10 и зацепиться между кронштейном 32 и конструктивной деталью 50 люка 37. В представленном варианте головка 62 крепежного элемента 28 имеет больший диаметр, чем крепежное отверстие 56 для удержания головки 62 вплотную к нижней поверхности 64 кронштейна 32, а также обеспечения соединения резьбового стержня 66 крепежного элемента 28 с гайкой 68 или другим резьбовым элементом, прикрепленным или каким-либо другим образом встроенным в конструктивную деталь 50 люка 37 и соосно выровненным с соответствующим соединительным отверстием 60.
На Фиг. 5-8 в представленном варианте осуществления изобретения основание 16 имеет по существу плоскостную платформу 70 с выступающей вверх в центральной области цилиндрической (бочкообразной) частью 72. Бочкообразная часть 72 имеет в целом цилиндрическую форму, которая окантована рядом с верхним концом запрессованным диаметром, образующим узкую часть 74. Обращенный наружу конец 76 платформы 70 загнут под углом вверх, создавая наклонную поверхность 78 для сцепления с краем 58 кронштейна 32. Противоположный обращенный внутрь конец 80 платформы 70 имеет первый удерживающий элемент 82 зажима 18, который проходит под платформой 70 как ее неотъемлемая часть и в целом выровнен с ней. Первый удерживающий элемент 82 проходит слегка под углом и за счет этого смещен в сторону нижней поверхности 84 платформы 70. Второй удерживающий элемент 86 проходит внутрь от дальнего конца первого удерживающего элемента 82 рядом с обращенным наружу концом 76 платформы 70, проходя по направлению к обращенному внутрь концу 80 и под углом еще ближе к нижней поверхности 84 платформы 70 для создания дополнительного смещения. Первичный удерживающий элемент 82 имеет центральное отверстие 88, выровненное с крепежным отверстием 56 и отверстием 90, которое проходит коаксиально через цилиндрическую часть 72 основания 16. Аналогичным образом второй удерживающий элемент 86 частично обрамляет отверстие 90 и имеет примерно подковообразную форму.
Как показано на Фиг. 7-9, в представленном варианте осуществления изобретения удлиняющий элемент 24 имеет нижнюю часть 92 примерно цилиндрической формы, размер которой обеспечивает ее соосное выравнивание с отверстием 90 бочкообразной части 72 основания 16. Верхняя часть 94 удлиняющего элемента 24 имеет поверхность примыкания 96, которая по существу горизонтально выровнена с нижней поверхностью основания 16, где между поверхностью примыкания 96 удлиняющего элемента 24 и нижней поверхностью основания 16 образовано расстояние 98 (Фиг. 11) компенсатора 10. Вниз от поверхности примыкания 96 в удлиняющий элемент 24 проходит полость 100, которая имеет примерно цилиндрическую форму и выровнена по оси с нижней частью 92 удлиняющего элемента 24. В полости 100 удлиняющего элемента 24 зафиксирована втулка 102 с отверстием 104, которое проходит сквозь основание 16 и удлиняющий элемент 24 для вставки крепежного элемента 28. В представленном варианте втулка 102 имеет трубчатую форму, ее внешняя поверхность 106 выполнена с возможностью создания фрикционного сцепления с внутренней поверхностью 108 полости 100, а ее внутренняя поверхность 110 выполнена с возможностью создания фрикционного сцепления с резьбовым стержнем крепежного элемента 28 (Фиг. 4). В частности, втулка 102 имеет четыре скругленных выступа 112, которые проходят вертикально вдоль ее внешней поверхности 106. Между скругленными выступами 112 на внешней поверхности 106 втулки 102 от внутренней поверхности 110 втулки радиально внутрь проходят соответствующие выступы 114, как показано на Фиг. 7. Подразумевается, что втулка 102 может иметь различные формы и по-другому размещенные выступы, а в одном варианте втулка 102 может быть выполнена из полимерного материала. В дополнительных вариантах осуществления изобретения допускается также, что втулка 102 может быть изготовлена из эластомерных материалов, включая каучук, синтетические эластомеры, композитные материалы и другие возможные материалы, которые могут фрикционно сцепляться с удлиняющим элементом 24 и с крепежным элементом 28 с достаточным коэффициентом трения, как будет рассмотрено ниже. Кроме того, подразумевается, что в дополнительных вариантах осуществления изобретения втулка 102 может удерживаться в полости 100 с помощью клея или может быть соединена с крепежным элементом 28 с помощью клея или другого связующего материала.
Как показано на Фиг. 10-11, внешняя поверхность 116 нижней части 92 удлиняющего элемента 24 имеет резьбу для резьбового соединения с резьбовой частью 26 основания 16. В частности, в представленном варианте резьбовая часть 26 основания 16 расположена на внутренней поверхности 118 основания 16 рядом с его верхним краем. В представленном варианте осуществления изобретения резьбовая часть 26, в частности, расположена на узкой части 74 основания 16, которая имеет меньший внутренний диаметр. В представленном варианте между верхним концом основания 16 и удлиняющим элементом 24 также предусмотрено уплотнительное кольцо 120 для поддержания резьбового зацепления между резьбовой частью 26 основания 16 и внешней поверхностью 116 нижней части 92 удлиняющего элемента 24. Следует также понимать, что уплотнительное кольцо 120 может в дополнительных вариантах отсутствовать или может быть каким-либо другим образом встроено в основание 16 и/или удлиняющий элемент 24.
Обращаясь теперь к Фиг. 12, можно увидеть, что зажим 18 на основании 16 сцепляется с краем 58 кронштейна 32 и выравнивает крепежное отверстие 56 в кронштейне 32 с отверстием, проходящим через втулку 102, основание и удлиняющий элемент 24. Зазор 30 между кронштейном 32 и конструктивной деталью 50 люка 37 также образован между монтажной поверхностью 48 и нижней поверхностью конструктивной детали 50. Следует понимать, что в представленном примере зазор 30 образован после того, как рама 12 транспортного средства собрана или, по крайней мере, практически собрана, и когда после этого на раму 12 транспортного средства установлен люк 37. Однако также подразумевается, что в дополнительных примерах в качестве альтернативы зазор 30 может быть образован при частично собранной раме 12 транспортного средства. В представленном варианте основание 16 и удлиняющий элемент 24 компенсатора 10 расположены с установочным расстоянием 122, что оставляет промежуток 124 между поверхностью примыкания 96 удлиняющего элемента 24 и конструкцией люка 37. Компенсатор 10 может проходить за установочное расстояние 122 и заполнять промежуток 124, тем самым поддерживая зазор 30. Следует понимать, что компенсатор выполнен с возможностью применения в промежутках различных размеров, возникающих из-за несоответствий при изготовлении рамы 12. Как также показано в примере с Фиг. 12, что первичный и вторичный удерживающие элементы 82, 86 зажима 18 отклонены, упираясь в кронштейн 32, для поддержания сцепления и примыкания нижней поверхности 84 основания 16 к монтажной поверхности 48 кронштейна 32.
При использовании представленных вариантов компенсатора 10, как показано на Фиг. 13, крепежный элемент 28 вставляют в отверстие 104 в кронштейне 32 и вводят в контакт с втулкой 102. После этого крепежный элемент 28 поворачивают, вывинчивая удлиняющий элемент 24 из основания 16. По существу, основание 16 остается в целом зафиксированным относительно кронштейна 32, позволяя вращением крепежного элемента 28 поворачивать удлиняющий элемент 24 относительно основания 16. Более конкретно, резьбовой стержень 66 крепежного элемента 28 имеет фрикционное соединение с втулкой 102, которая также удерживается трением вплотную к внутренней поверхности 108 полости 100 в удлиняющем элементе 24. Первый коэффициент трения между втулкой 102 и крепежным элементом 28 больше, чем второй коэффициент трения между резьбовой частью 26 основания 16 и удлиняющим элементом 24. По существу, в данном примере крепежный элемент 28 не может выйти за пределы удлиняющего элемента 24 до тех пор, пока удлиняющий элемент 24 дойдет до конструкции люка 37. Соответственно, вращение крепежного элемента 28 не преодолевает первый коэффициент трения, пока удлиняющий элемент 24 не коснется конструкции люка 37, ограничивая дальнейший выход удлиняющего элемента 24 из основания 16 и, тем самым, предупреждая дальнейшее проворачивание между удлиняющим элементом 24 и основанием 16.
Как показано на Фиг. 14, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения основание 16 и удлиняющий элемент 24 обеспечивают расстояние 126 максимального выдвижения, поддерживая зазор 30 между кронштейном 32 и конструкцией люка 37. При достижении расстояния 126 максимального выдвижения дальнейшее вращение крепежного элемента 28 преодолевает первый коэффициент трения, что приводит к ввинчиванию крепежного элемента 28 за пределы втулки 102 и созданию резьбового соединения между крепежным элементом 28 и конструкцией люка 37. Более конкретно, резьбовая часть 26 крепежного элемента 28 зацепляется с гайкой 68, прикрепленной к опорному фланцу 54 люка 37 в соответствии с представленным примером. Следовательно, головка 62 крепежного элемента 28 жестко примыкает к кронштейну 32, за счет чего первичный и вторичный удерживающие элементы 82, 86 зажима 18 зафиксированы между головкой 62 крепежного элемента 28 и кронштейном 32. Затягивание крепежного элемента 28 создает сжимающее усилие между конструкцией люка 37 и кронштейном 32, действующего в противоположном направлении относительно расстояния 126 максимального выдвижения компенсатора 10, для создания надежного и достаточно жесткого соединения.
Способ для поддержания зазора 30 между первым и вторым компонентами 20, 22 рамы с применением компенсатора 10 по изобретению в соответствии с первым вариантом осуществления представлен и подробно описан далее со ссылкой на Фиг. 15. Сначала на этапе 128 основание 16 компенсатора 10 зацепляют с первым компонентом 20 рамы рядом с крепежным отверстием 56. Более конкретно, зажим 18 на основании 16 можно надеть на край 58 первого компонента 20 рамы. На этапе 130 крепежный элемент 28 вставляют в крепежное отверстие 56 и зацепляют его с удлиняющим элементом 24, который имеет резьбовое соединение с основанием 16. Крепежный элемент 28 может удерживаться на удлиняющем элементе 24 на трении, за счет промежуточной втулки 102, зафиксированной трением между ними. Затем на этапе 132 вращают крепежный элемент 28, вывинчивая удлиняющий элемент 24 из основания 16, пока он не дойдет до второго компонента 22 рамы. На этапе 134 после контакта удлиняющего элемента 24 со вторым компонентом 22 рамы крепежный элемент 28 поворачивают дальше, создавая его сцепление с первым и вторым компонентами 20, 22 рамы.
Специалистам в данной области техники следует понимать, что конструкция вышеизложенного изобретения и других компонентов не ограничена использованием каких-либо конкретных материалов. Изложенные другие примеры изобретения могут быть выполнены из различных материалов, если не указано иное.
В контексте настоящего описания термин «соединен» (во всех формах: соединять, соединяющий, соединенный и т.д.) обычно означает прямое или непрямое соединение двух компонентов (электрических или механических) друг с другом. Такое соединение может быть по своей природе неподвижным или подвижным. Такое соединение может быть выполнено с помощью двух компонентов (электрических или механических) и любых дополнительных промежуточных элементов, образующих один цельный компонент с другим или другими двумя компонентами. Такое соединение может быть по своей природе стационарным или разъемным/разъединяемым, если не указано иное.
Также важно отметить, что конструкции и расположение элементов изобретения, представленных в вариантах осуществления изобретения, являются исключительно иллюстративными. Специалисты в данной области техники должны понимать, что, несмотря на то, что изобретение было описано посредством примера со ссылкой на один или более предпочтительных вариантов осуществления, оно не ограничивается ими, и что возможно внесение одного или более изменений (например, изменение размеров, конструкции, формы и пропорций различных элементов, значения параметров, монтажного исполнения, используемых материалов, цвета, ориентации и т.д.) без отступления от новых принципов и преимуществ заявленного изобретения. Например, элементы, представленные как единое целое, могут состоять из нескольких частей, а элементы, представленные в виде множества частей, могут быть цельным компонентом, также порядок работы интерфейсов можно обратить или изменить иным образом, длина или ширина конструкций и/или элементов, либо соединителей или других элементов системы может отличаться. Также может отличаться конфигурация или количество установочных положений между элементами. Следует отметить, что элементы и/или сборочные узлы системы могут состоять из любого набора материалов, которые обеспечивают достаточную прочность и долговечность, а также они могут иметь различные цвета, текстуры и их комбинации. Таким образом, предполагается, что все такие модификации входят в объем настоящего изобретения. В конструкции и конфигурации требуемых и других примерных вариантов осуществления также могут быть выполнены другие замены, модификации, изменения и исключения, необходимые в определенных условиях эксплуатации, без отступления от сущности настоящего изобретения.
Следует понимать, что любые описанные процессы или этапы описанных процессов могут быть объединены с другими процессами или этапами для формирования структур в рамках сущности настоящего изобретения. Описанные примеры конструкций и процессов приведены лишь для наглядности и не должны рассматриваться как ограничения.
Следует понимать, что в вышеуказанную конструкцию могут быть внесены изменения и модификации без отклонения от концепции изобретения, которые изложены в нижеследующей формуле изобретения, если явным образом не указано иное.