БЕЗРЕЛЬСОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С РАМОЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
TRACKLESS VEHICLE, WHICH HAS VEHICLE CHASSIS

Изобретение относится к безрельсовому транспортному средству, прежде всего к грузовому автомобилю (NKW), с рамой транспортного средства, которая имеет, прежде всего, расположенные поперек и/или вдоль направления движения контактные поверхности в качестве соединительных поверхностей к другим конструктивным узлам, которые присоединены через пронизывающие контактные поверхности соединительные средства, согласно родовому понятию п. 1 формулы изобретения.
Большинство болтов, которые в области ходовой части удерживают конструктивные узлы по отношению к раме транспортного средства, нагружается на сдвиг (срез) параллельно контактным поверхностям между частью рамы и присоединенным конструктивным узлом и, следовательно, поперек оси болта. Например, при торможениях или ускорениях получаются большие усилия в продольном направлении транспортного средства, которые нагружают на расположенных продольно и соединенных между собой болтами контактных поверхностях тамошние болты в срезающем направлении, так как данные болты пронизывают контактные поверхности перпендикулярно. Такого рода болтовыми соединениями может быть перенесено на контактную поверхность в виде усилия сдвига только около 10% от приложенного усилия свинчивания. Данное предварительно напрягающее нормальное усилие препятствует, однако, тому, что соединенные с контактными поверхностями части могут двигаться относительно друг друга в каком-либо направлении в плоскости контактных поверхностей. Таким образом, является важным обеспечение достаточно большого нормального усилия. Для того чтобы передавать большие усилия, необходимо большое количество болтов. Так как коэффициенты трения на контактных поверхностях подвержены, все же, большим колебаниям (согласно литературе с коэффициентом около трех), такого рода соединения необходимо образовывать с запасом, чтобы надежно препятствовать ослаблению соединений даже при приложении больших усилий поперек оси соединительных средств и их срезанию. Это влечет за собой большие затраты на материалы и дополнительный вес частей. Для желаемых легких конструктивных исполнений и вследствие необходимости компактных монтажных пространств необходимо все же оптимизировать болтовые соединения относительно веса и размера.
В основе изобретения лежит проблема достижения здесь улучшения.
Изобретение решает данную проблему посредством безрельсового транспортного средства с признаками п. 1 формулы изобретения. Относительно предпочтительных форм выполнения и усовершенствований изобретения делается ссылка на последующие пп. 2-14 формулы изобретения.
Посредством изобретения вследствие того, что на контактных поверхностях ось соответствующего соединительного средства проходит через пронизываемую им контактную поверхность под отличающемся от 90° углом, достигается то, что усилие болтового соединения разделяется на нормальный и поперечный компоненты. Таким образом, получается составляющая с геометрическим замыканием, которая позволяет существенно повысить долю предварительного напряжения. Вследствие этого, с одной стороны, может быть снижен номинальный размер болтов, что снижает затраты на материал и вес. Кроме того, может быть выбран существенно менее точный процесс затягивания болтового соединения, так что снижаются технологические затраты и повышается надежность соединения. Благодаря меньшему болту может быть также уменьшено необходимое монтажное пространство. Оптимальным образом такие болтовые соединения нагружаются, по меньшей мере, по существу только на растяжение. В дополнение к этому также могут быть предъявлены сниженные требования к качеству поверхности.
Для того чтобы создать как можно более высокое предварительное напряжение, является выгодным, если соответствующая ось соединительного средства проходит через пронизываемую им контактную поверхность под углом от 30° до 60° по отношению к находящемуся на контактной поверхности вектору.
Для оптимального комбинирования силового замыкания и геометрического замыкания соответствующая ось соединительного средства, прежде всего, может проходить через пронизываемую им контактную поверхность под углом около 45° по отношению к находящемуся на контактной поверхности вектору. Тогда, например при коэффициенте трения μ=0,1, по сравнению со стандартным болтовым соединением с расположенными перпендикулярно контактным поверхностям болтами передаваемые поперечные усилия повышаются на 700%, продольные усилия в отверстии под болт снижаются на 30%.
Если на виде сверху контактные поверхности расположены под углом к продольной оси транспортного средства и к поперечной оси транспортного средства, то направления основных усилий между осью и рамой транспортного средства, то есть поперечные и продольные движения, тоже действуют соответственно под углом к контактным поверхностям и поэтому меньше содействуют срезанию соединенных там частей относительно друг друга, так что достигается дополнительная надежность соединения. Если контактные поверхности снабжены рифлениями или аналогичными мерами по повышению трения, то это тоже способствует подобной защищенности от действия сил в плоскости контактных поверхностей.
В каждой шарнирной структуре две находящиеся снаружи в осевом направлении контактные поверхности, прежде всего, расположены по отношению к поперечной оси транспортного средства согнутыми под углом напротив друг друга и, таким образом, как наружные стенки могут охватывать расположенную между ними шарнирную структуру.
Особо выгодно для высокой стабильности соединительные средства соответственно попарно и под углом друг к другу расположены в общей плоскости, прежде всего в горизонтальной плоскости.
При этом соединительные средства могут быть расположены симметрично вертикали к контактным поверхностям и под углом около 90° относительно друг друга, так что получаются одинаково хорошие опоры для действия противоположных сил - например при ускорениях и торможениях.
Высокая нагрузка при нормальных болтовых соединениях получается, например, там, где конструктивные узлы присоединены к лонжерону и, таким образом, контактные поверхности расположены вдоль направления движения. Такого рода конструктивные узлы могут быть, например, выполнены посредством присоединенной к лонжерону поперечины, посредством присоединенной к лонжерону опоры с вертикальным компонентом, прежде всего для удержания оси, рессорного узла или подобной части ходовой части, например также пневматической рессоры.
Особо выгодно для экономии соединительных средств и для эффективного монтажа крепежные средства пронизывают для присоединения соответствующего конструктивного узла как конструктивный узел, так и лонжерон, так и поперечину и одновременно соединяют данные части между собой.
Предпочтительно, соответственно присоединенный конструктивный узел содержит входной канал для крепежного средства и расположенную под углом к оси канала контропору для головки или контрзвена крепежного средства, так что автоматически обеспечивается подходящее положение крепежного средства и конические клинья или аналогичные меры для наклонного положения соединительных средств являются излишними. Для пронизывания соединительными средствами лонжероны транспортного средства могут иметь, например, просто удлиненные отверстия. Является особо выгодным, если названные контропоры интегрированы непосредственно в конструктивные узлы.
Другие преимущества и признаки изобретения вытекают из изображенных и описанных в последующем примерах выполнения предмета изобретения.
На чертежах показано:
Фиг. 1 - схематический вид сверху на грузовой автомобиль с расположенной в виде примера сбоку опорой для компонентов оси и с удерживаемой в области ее присоединения поперечиной,
Фиг. 2 - детальный вид в перспективе под наклоном сверху на два соединенных одной поперечиной участка лонжеронов, причем снаружи к лонжеронам дополнительно присоединены поперек и соединены с поперечиной опоры для компонентов ходовой части,
Фиг. 3 - компоновка согласно фиг. 2, вид в перспективе под углом снизу,
Фиг. 4 - детальный вид в перспективе на присоединение конструктивного узла из такого же вида в перспективе, как на фиг. 2,
Фиг. 5 - компоновка согласно фиг. 4, вид сбоку,
Фиг. 6 - изображение компоновки согласно фиг. 4 сверху в разрезе,
Фиг. 7 - диаграмма «усилие-путь» наклонного болтового соединения и перпендикулярного болтового соединения,
Фиг. 8 - вид сбоку на опору для пневматической рессоры,
Фиг. 9 – опора, вид сверху,
Фиг. 10 присоединение пневматической рессоры, вид сверху в разрезе.
Изображенное схематически на фиг. 1 безрельсовое транспортное средство 1 образует здесь грузовой автомобиль (NKW) и имеет раму 2 транспортного средства и/или вспомогательную раму 2а, как, например, показанную на фиг. 8 опору для пневматической рессоры. Рама 2 транспортного средства может обычно содержать два боковых лонжерона 3 и несколько поперечин 4 и может быть, в целом, выполнена различным образом. На раме 2 транспортного средства держится по меньшей мере одна ось 5, например задняя ось.
Согласно изобретению может быть выполнен также, например, автомобиль для обслуживания строительных работ или внедорожный автомобиль.
К расположенным, прежде всего, поперек и/или вдоль направления F движения контактным поверхностям 10, 10а, которые служат в качестве соединительных поверхностей, могут быть присоединены дальнейшие конструктивные узлы. Расположенные вдоль контактные поверхности 10 могут быть выполнены, например, посредством наружных или внутренних сторон лонжеронов 3, расположенные поперек контактные поверхности 10а - посредством, например, расширенного дифференциала оси 5 или посредством передней или задней стороны поперечины 4.
Дальнейшие конструктивные узлы присоединены к данным контактным поверхностям 10, 10а таким образом, что они удерживаются через пронизывающие контактные поверхности 10, 10а соединительные средства, например законтренные болты или подобное, причем ось 13 соответствующего соединительного средства 11 проходит через пронизываемую им контактную поверхность 10, 10а под отличающемся от 90° углом, то есть расположена под наклоном к ней. Вместо законтренных болтов могут быть, например, предусмотрены также, как на фиг. 10, глухие отверстия, в которые входят винты 11. Является возможным также заклепочное соединение или соединение штифтами.
Соответствующая ось 13 соединительного средства 11, прежде всего, пересекает пронизываемую им контактную поверхность 10, 10а под углом α от 30° до 60° по отношению к находящемуся на контактной поверхности 10, 10а вектору. Оптимальным образом соответствующая ось 13 соединительного средства 11, прежде всего, пересекает пронизываемую им контактную поверхность 10, 10а под углом α около 45° по отношению к находящемуся на контактной поверхности 10, 10а вектору. При этом соединительные средства 11 соответственно попарно и под углом друг к другу могут быть расположены в общей плоскости, прежде всего в горизонтальной плоскости, как это изображено, например, на фиг. 6. Здесь показана находящаяся совместно в одной горизонтальной плоскости пара крепежных средств 11. Несколько таких пар могут располагаться друг над другом или также друг возле друга. Угол между обоими соединительными средствами 11 относительно друг друга составляет здесь около 90°, что не является обязательным, но представляет собой оптимальный случай для высокого предварительного напряжения.
Как здесь также изображено, направления крепежных средств 11 на виде сверху выгодным образом находятся под углом как к продольной оси 14 транспортного средства, так и к поперечной оси 15 транспортного средства, так что они расположены не на одной линии с одним из обоих направлений возникающих основных усилий.
В примерах выполнения согласно фиг. 2 и 3, а также согласно фиг. 4-6 конструктивные узлы 6 или же 7 и 8 присоединены к обоим боковым лонжеронам 3 рамы 2 транспортного средства. При этом конструктивный узел 8 выполнен посредством поперечины 4, которая соединяет между собой оба лонжерона 3.
Соответственно присоединенный конструктивный узел 6 или же 7 выполнен посредством присоединенной к лонжерону 3 опоры 6а или же 7а с вертикальным компонентом и служит, прежде всего, для удержания оси 5, рессорного узла 11 или прочей части 12 ходовой части, например держателя пневматической рессоры.
Такая опора пневматической рессоры отличается, прежде всего, также вспомогательной рамой 2а согласно фиг. 8-10. Там для пневматической рессоры - сама она не внесена в чертеж - предусмотрено смыкаемое посредством крепежных средств 11 зажимное ушко 16. То есть присоединение не обязательно должно осуществляться на раме 2 транспортного средства, а может относиться также к подобной, предназначенной для ходовой части вспомогательной раме 2а или к подобным узлам в ходовой части.
В примерах выполнения согласно фиг. 2-6 для присоединения соответствующих конструктивных узлов 6 или же 7 предусмотрены крепежные средства 11, которые проходят как через конструктивный узел 6 или же 7, так и через лонжерон 3, так и через поперечину 8 и одновременно соединяют все между собой. Этот экономящий затраты на материал и монтаж тип конструкции можно хорошо видеть прежде всего в разрезе согласно фиг. 6. Здесь лонжерон 3 удвоен с внутренней стороны поперек еще и косынкой 3а, так что к нему примыкает проходящая вдоль первая контактная поверхность 10 для поперечины 8, а снаружи предоставлена в распоряжение вторая, проходящая вдоль контактная поверхность 10 для приложения конструктивного узла 7 (см., например, фиг. 4).
На фиг. 6 можно также хорошо видеть, что присоединенный в данном случае конструктивный узел 6 или же 7 содержит входной канал для крепежного средства 11 и ограничивающую его в осевом направлении контропору 9 для головки или контрзвена крепежного средства 11. Предпочтительно, данная контропора 9 здесь интегрирована в конструктивный узел 7 посредством того, что там предусмотрены соответствующие наклонные поверхности, как это можно хорошо видеть, например, также на фиг. 4 и 5. Отдельные клинья или подобное являются благодаря этому излишними. Таким же образом также лежащая внутри поперек поперечина 8 здесь уже интегрированно снабжена подобными установленными наклонно замыкающими поверхностями 9 в качестве контропор для головки болта или для гайки.
Из фиг. 7 явствует, что болты 11, которые вследствие наклонного положения нагружены только на растяжение (кривая II), переносят намного большие усилия, чем те, которые нагружены в направлении срезания (кривая I). Благодаря изобретению может быть обеспечено, что именно при расположенных напротив друг друга попарно под углом друг к другу болтах при приложении усилия вдоль контактной поверхности 10 или же 10а всегда возникает нагрузка на растяжение.
Таким образом могут быть присоединены структура треугольного рычага независимой подвески (фиг. 1) или структура четырехточечного рычага независимой подвески (фиг. 2, 3), а также другие, находящиеся в соединении с ходовой частью части.
ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1
безрельсовое транспортное средство
2
рама транспортного средства
2а
вспомогательная рама
3
лонжерон
4
поперечина
5
ось транспортного средства
6
конструктивный узел
6а
опора с вертикальным компонентом
7
конструктивный узел
7а
опора с вертикальным компонентом
8
поперечина
9
контропора
10
контактные поверхности
10а
контактные поверхности
11
соединительное средство
12
пневматическая рессора
13
ось соединительного средства
14
продольная ось
15
поперечная ось
16
зажимное ушко