РАМНАЯ НЕСУЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПРИЦЕПА ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Область техники
Полезная модель относится к конструктивным элементам и приспособлениям прицепов легковых автомобилей, а именно, к рамам шасси, состоящим из продольных и поперечных элементов.
Уровень техники
Известна рамная несущая конструкция прицепа легкового автомобиля, которая представляет собой прямоугольную раму, предназначенную для прикрепления к ней колесного узла и кузова прицепа и состоящую из двух лонжеронов и нескольких поперечин (как минимум двух - передней и задней); при этом поперечины прикреплены к лонжеронам посредством сварки (см., например, авторское свид. СССР №1416362 А1 «Рама транспортного средства», МПК: B62D 21/02, опубликовано 15.08.1988; патент RU №2032574 С1 «Рама поворотной тележки прицепа», МПК: B62D 21/02, B62D 63/08, опубликовано 10.04.19955; патент RU №2032573 С1 «Рама поворотной тележки прицепа», МПК: B62D 21/02, B62D 63/08, опубликовано 10.04.19955).
Признаки известной рамы, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в наличии лонжеронов и соединенных с ними поперечин.
Причина, препятствующая получению в известной раме технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, заключается в том, что поперечины прикреплены к лонжеронам посредством сварки, что усложняет транспортно-логистические операции, связанные с продвижением прицепов на рынок.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является рама транспортного средства, выполненная прямоугольной формы и содержащая лонжероны и поперечины, прикрепленные к лонжеронам при помощи заклепочного соединения. При этом на концах поперечин при помощи сварки закреплены фланцы с усиливающими кронштейнами, содержащие отверстия для заклепок, скрепляющих поперечины с лонжеронами (см. описание полезной модели к патенту RU №142042 U1 «Рама транспортного средства», МПК: B62D 21/02, опубликовано 20.06.2014).
Признаки известной рамы, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в наличии лонжеронов и поперечин, соединенных с лонжеронами без использования сварки.
Причина, препятствующая получению в известной раме технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, заключается в том, что поперечины прикреплены к лонжеронам посредством заклепочного соединения, что усложняет транспортно-логистические операции, связанные с продвижением прицепов на рынок.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в упрощении транспортно-логистических операций, связанных с продвижением прицепов на рынок путем обеспечения возможности транспортирования рамной несущей конструкции прицепа в разобранном виде (т.е. в виде компактного конструктора), в упрощении операций сборки и сокращении времени сборки прицепа (его рамной несущей конструкции) в конечном пункте транспортирования, в возможности разборки прицепа с целью его компактного хранения.
Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в оперативной разъемности элементов рамной несущей конструкции прицепа (возможности оперативной сборки и разборки рамной несущей конструкции) при сохранении ее пространственной жесткости, свойственной неразборной (сварной) рамной несущей конструкции.
Технический результат достигается тем, что рамная несущая конструкция прицепа легкового автомобиля содержит опорную раму прямоугольной формы, выполненную из металла и предназначенную для ее разъемного соединения с колесным узлом прицепа, и грузовую раму прямоугольной формы, выполненную из металла и предназначенную для разъемной установки на ней кузова прицепа, при этом опорная рама содержит лонжероны и поперечины, прикрепленные к этим лонжеронам посредством неразъемного соединения, грузовая рама содержит лонжероны, а также переднюю, заднюю и промежуточную поперечины, прикрепленные к лонжеронам грузовой рамы посредством неподвижного разъемного соединения, кроме того, лонжероны опорной рамы расположены под лонжеронами грузовой рамы, параллельно лонжеронам грузовой рамы и прикреплены к лонжеронам грузовой рамы посредством неподвижного разъемного соединения, а длина лонжеронов опорной рамы меньше длины лонжеронов грузовой рамы.
Технический результат достигается также тем, что:
- лонжероны и поперечины грузовой рамы представляют собой балки швеллерного профиля с вертикальной ориентацией их стенок;
- по крайней мере одна балка грузовой рамы содержит по крайней мере одно поперечное ребро жесткости, прикрепленное к стенке и полкам этой балки посредством неразъемного соединения;
- по крайней мере одна балка грузовой рамы содержит продольное ребро жесткости, выполненное в виде соответствующего изгиба верхней полки этой балки;
- по крайней мере одна балка грузовой рамы выполнена с отверстиями в ее стенке, уменьшающими массу этой балки;
- каждый лонжерон опорной рамы представляет собой балку швеллерного профиля, стенка которой расположена горизонтально, а полки ориентированы вниз относительно стенки, при этом указанная стенка сопряжена и скреплена посредством неподвижного разъемного соединения с нижней полкой балки соответствующего лонжерона грузовой рамы;
- каждая поперечина опорной рамы представляет собой балку коробчатого профиля;
- упомянутые неразъемные соединения выполнены в виде сварки, а упомянутые неподвижные разъемные соединения выполнены в виде болтовых соединений.
Признаки заявленного технического решения, отличительные от прототипа, заключаются в разъемном соединении между собой элементов грузовой рамы, а также в наличии опорной рамы, элементы которой соединены между собой неразъемно, при этом опорная рама расположена под грузовой рамой, длина лонжеронов опорной рамы меньше длины лонжеронов грузовой рамы, лонжероны опорной рамы разъемно соединены с лонжеронами грузовой рамы.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показана заявленная рамная несущая конструкция, вид сбоку; на фиг. 2 схематично в плане показана отдельно грузовая (верхняя) рама; на фиг. 3 схематично в плане показана отдельно опорная (нижняя) рама; на фиг. 4 показано поперечное сечение балки лонжерона грузовой рамы; на фиг. 5 показано поперечное сечение балки поперечины грузовой рамы; на фиг. 6 показана фотография фрагмента балки поперечины грузовой рамы; на фиг. 7 показано поперечное сечение балки лонжерона опорной рамы; на фиг. 8 показана фотография фрагмента опорной рамы, вид снизу; на фиг. 9 показано (в поперечном сечении) взаимное расположение балок соответствующих лонжеронов грузовой и опорных рам.
Осуществление полезной модели
Рамная несущая конструкция прицепа легкового автомобиля содержит соединенные между собой грузовую (верхнюю) раму 1 и опорную (нижнюю) раму 2 (фиг. 1). Грузовая рама 1 выполнена из металла, имеет прямоугольную форму и предназначена для разъемной установки на ней кузова и дышла (не показаны). Опорная рама 2 выполнена из металла, имеет прямоугольную форму и предназначена для разъемной установки на ней колесного узла (не показан).
Грузовая рама 1 содержит два лонжерона 3, переднюю поперечину 4, заднюю поперечину 5 и по крайней мере одну промежуточную поперечину 6 (фиг. 2, где показаны две поперечины 6). Поперечины 4, 5 и 6 соединены с лонжеронами 3 посредством неподвижного разъемного соединения, предпочтительно болтового (не показано).
В предпочтительном варианте выполнения грузовой рамы 1 лонжероны 3 представляют собой балки швеллерного профиля с вертикальной ориентацией их стенок 7 и горизонтальной ориентацией их полок 8 внутрь рамы 1 (фиг. 4, 9). Такой же профиль имеют балки поперечин 4 и 5. Что касается промежуточной поперечины 6, то в предпочтительном варианте выполнения рамы 1 указанная поперечина представляет собой балку швеллерного профиля с вертикальной ориентацией ее стенок 9 и горизонтальной ориентацией ее полок 10 (фиг. 5, 6). Кроме того, балка промежуточной поперечины 6 содержит по крайней мере одно продольное ребро жесткости 11, выполненное в виде соответствующего изгиба верхней полки 10, а также как по крайней мере одно поперечное ребро жесткости 12, прикрепленное к стенке 9 и полкам 10 этой балки посредством неразъемного соединения, а именно, сваркой, а в стенке 9 балки выполнены отверстия 13, уменьшающие массу этой балки (фиг. 5, 6).
В другом возможном варианте выполнения грузовой рамы 1 лонжероны 3 и, возможно, поперечины 4, 5 представляют собой балки, показанные на фиг. 5, 6. В третьем возможном варианте выполнения грузовой рамы 1 промежуточная поперечина 6 представляет собой балку, показанную на фиг. 4.
Опорная рама 2 содержит два лонжерона 14, длина которых меньше длины лонжеронов 3 грузовой рамы 1, а именно, длина лонжерона 14 составляет 20÷70% от длины лонжерона 3, что определяется, с одной стороны, необходимостью установки на лонжеронах 14 рессор колесного узла прицепа (т.е. определяется размерами рессор), а с другой стороны, необходимостью минимизировать вес и габариты опорной рамы 2 для упрощения транспортировки рамной несущей конструкции в разобранном виде. В предпочтительном варианте длину лонжерона 14 выбирают минимально возможной для установки рессоры колесного узла, что определяется размером этой рессоры, укладывающимся в упомянутые 20÷70% от длины лонжерона 3. Данное условие обеспечивает возможную (определяемую размером рессоры) минимизацию веса опорной рамы 2, что упрощает ее транспортирование в составе конструктора рамной несущей конструкции. Опорная рама 2 также содержит по крайней мере две поперечины 15, которые соединены с лонжеронами 14 посредством неразъемного соединения, предпочтительно сваркой (фиг. 3, 8).
При этом лонжероны 14 представляют собой балки швеллерного профиля с горизонтальной ориентацией их стенок 16 и ориентацией вниз их полок 17 (фиг. 7, 9), а поперечины 15 представляют собой балки коробчатого профиля (фиг. 8). Балки лонжеронов 14 опорной рамы 2 расположены непосредственно под балками лонжеронов 3 грузовой рамы 1, параллельно им и при этом своими стенками 16 соединены с нижними полками 8 балок лонжеронов 3 при помощи неподвижного разъемного соединения, а именно, болтового соединения (фиг. 9). В стенке 16 балки лонжерона 14 выполнены отверстия 18 (фиг. 8), которые предназначены для болтового крепления стенки 16 к соответствующей нижней полке 8 балки лонжерона 3, как показано на фиг. 9. К полкам 17 балки лонжерона 14 на одном ее конце сваркой закреплена пластина 19, а на другом конце в полках 17 выполнены сквозные отверстия 20 (фиг. 8). Пластина 19 и отверстия 20 предназначены для разъемного прикрепления к этому лонжерону соответствующей рессоры колесного узла (рессора не показана). Кроме того, к полке 17 балки лонжерона 14 сваркой прикреплен штырь 21, ориентированный параллельно поперечинам 15 по направлению к другому лонжерону 14 и предназначенный для разъемного крепления амортизатора колесной оси (амортизатор не показан).
Изготовление рамной несущей конструкции прицепа легкового автомобиля (а также прицепа в целом) осуществляют в три этапа. На первом этапе, осуществляемом в месте производства конструктивных элементов, изготавливают конструктивные элементы: лонжероны и поперечины грузовой рамы с соответствующими элементами крепления, опорную раму целиком, используя для этого сварку, а также другие элементы прицепа. На втором этапе конструктивные элементы упаковывают и в упакованном виде транспортируют к месту сборки прицепа. Затем на третьем этапе в месте сборки осуществляют полную сборку прицепа, которую начинают со сборки рамной несущей конструкции. Для этого на монтажный стол укладывают лонжероны 3 и поперечины 4, 5, 6 грузовой рамы 1 нижними полками вверх. Прикрепляют поперечины 4, 5, 6 к лонжеронам 3 посредством болтового соединения. После этого сверху на грузовую раму 1 устанавливают опорную раму 2 так, чтобы лонжероны 14 опорной рамы своими стенками 16 непосредственно располагались на соответствующих полках 8 лонжеронов 3 грузовой рамы 1 и при этом отверстия 18 в стенках лонжеронов 14 совмещались с соответствующими отверстиями в полках 8 лонжеронов 3 (последние отверстия не показаны). Затем, используя упомянутые отверстия, при помощи болтов и гаек скрепляют лонжероны 14 опорной рамы 2 с лонжеронами 3 грузовой рамы 1. Рамная несущая конструкция готова. После этого на нее устанавливают другие узлы и элементы прицепа, используя соответствующие болтовые соединения.
Таким образом, в заявленной рамной конструкции сварка используется только для соединения между собой элементов (лонжеронов и поперечин) опорной рамы 2. Это необходимо для компенсации снижения жесткости рамной несущей конструкции, обусловленного болтовыми соединениями между собой элементов (лонжеронов и поперечин) грузовой рамы 1. При этом, поскольку длина лонжеронов 14 опорной рамы 2 существенно меньше длины лонжеронов 3 грузовой рамы 1 (длина лонжеронов 14 является минимально необходимой для установки на этих лонжеронах рессор колесного узла прицепа), транспортирование опорной рамы 2 в предпочтительном варианте осуществляют в собранном виде. Но возможен также вариант, когда опорную раму 2 при помощи сварки изготавливают на третьем этапе из элементов, изготовленных на первом этапе.
Жесткость конструкции также усиливают продольные 11 и поперечные 12 ребра жесткости балок грузовой рамы 1. При этом наличие отверстий 13 в этих балках уменьшает их массу и массу в целом рамной несущей конструкции, что упрощает ее транспортирование.