Бак масляный гидросистемы рулевого управления

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к бакам масляным гидросистем рулевого управления транспортных средств.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является бачок масляный гидросистемы рулевого усилителя транспортного средства, патент РФ №32737, МПК В60Т 11/26, публ. 27.09.2003 г., содержащий неразъемный, состоящий из верхней и нижней донной частей, корпус с горловиной для заливки рабочей жидкости, впускной патрубок, расположенный снизу в центральной зоне нижней донной части и предназначенный для подачи рабочей жидкости из шланга усилителя механизма рулевого управления, выпускной патрубок, расположенный снизу нижней донной части около боковой поверхности и предназначенный для подачи рабочей жидкости в насос гидросистемы рулевого управления. Внутри корпуса, в нижней донной части, расположен фильтрующий элемент, установленный на центральной полой опорной стойке подвижно, с возможность продольного перемещения относительно этой стойки. Фильтрующий элемент снабжен предохранительным клапаном, вмонтированным в опорную стойку над фильтрующим элементом. Предохранительный клапан состоит из уплотнительного кольца, пружины и опорной чашки. В верхней части бачка под горловиной размещен успокоитель колебаний рабочей жидкости, выполненный как единое целое с этой верхней частью, в виде стакана, в верхней зоне которого выполнено четыре, равномерно распределенных по окружности, проходных отверстия. В полости успокоителя колебаний размещено средство контроля уровня рабочей жидкости в виде поплавкового датчика аварийного уровня рабочей жидкости, навернутого на резьбу горловины.
При работе гидросистемы рулевого усилителя транспортного средства, рабочая жидкость под давлением поступая из впускного патрубка просачивается через стенки фильтрующего элемента, очищается, заполняет полость бачка, из которого рабочая жидкость через выпускной патрубок поступает в насос. При уменьшении количества рабочей жидкости в бачке ниже отметки MIN (имеющейся на корпусе бачка) поплавок датчика аварийного уровня рабочей жидкости опускается, тем самым замыкая контакты датчика и тем самым сигнализируя водителя транспортного средства загоранием лампочки на панели приборов. Предохранительный клапан срабатывает при увеличенном давлении рабочей жидкости в гидросистеме рулевого управления, за счет сжатия пружины фильтрующий элемент приподнимается, в нижней донной части корпуса образуется зазор между фильтрующим элементом и уплотнителем, и рабочая жидкость минуя фильтрующий фильтр поступает из впускного патрубка в выпускной патрубок.
Недостатками конструкции бачка масляного гидросистемы рулевого усилителя транспортного средства являются: во-первых, его сложность, и как следствие, сложность технологии его изготовления из-за сложности устройства установки фильтрующего элемента, из-за наличия сложного (с достаточно большим числом составляющих элементов) предохранительного клапана, из-за наличия сложного датчика аварийного уровня рабочей жидкости совмещенного с крышкой; во-вторых, неэффективность работы успокоителя рабочей жидкости из-за выполнения его на верхней части корпуса, так как работает фактически он только на успокоение объема этой жидкости внутри него, что достаточно для правильной работы датчика, но недостаточно для успокоения остального объема рабочей жидкости, так как, в образованной такой конструкцией успокоителя щели между его нижним торцом и верхней поверхностью фильтрующего элемента жидкость свободно перемещается при колебаниях транспортного средства, что при минимальных значениях рабочей жидкости может приводить и излишним колебаниям жидкости и внутри успокоителя, а это в свою очередь может приводить к различным перемещениям «мотанию» поплавка и ложным срабатываниям датчика, и кроме того, может приводить, с большой вероятностью, особенно при интенсивных колебаниях рабочей жидкости к образованию в ней воздушных пузырьков с возможностью попадания их в систему, что в свою очередь будет приводить к провалам в работе насоса и далее в работе усилителя механизма рулевого управления; в третьих, отсутствие возможности автоматизированной заливки рабочей жидкости после операций сборки гидросистемы рулевого усилителя транспортного средства из-за отсутствия внутри бачка под горловиной необходимого конструктивного упорного элемента, опорная поверхность которого для возможности упора в него торца заливочной трубы с датчиком заправочного пистолета при заливке рабочей жидкости совпадала бы с «максимальным уровнем» заливки рабочей жидкости для срабатывания в данном случае датчика на отключение подачи рабочей жидкости при заполнении гидросистемы до необходимого уровня ее в бачке, т.е. до этого «максимального уровня».
Технический результат: создание упрощенной конструкции бака масляного гидросистемы рулевого управления с возможностью автоматизированной заливки через него в гидросистему необходимого количества рабочей жидкости с одновременным улучшением его характеристики по уменьшению колебаний рабочей жидкости при эксплуатации транспортного средства.
Указанный технический результат достигается тем, что в баке масляном гидросистемы рулевого управления, включающем корпус, состоящий из соединенных верхней и нижней частей, горловину в верхней части, съемную крышку на горловине, впускной и выпускной патрубки в нижней части, расположенные внутри корпуса цилиндрический фильтр, успокоитель колебаний рабочей жидкости и устройство контроля уровня рабочей жидкости, установленное в съемной крышке, согласно полезной модели, цилиндрический фильтр неподвижно установлен в гнезде дна нижний части корпуса посредством крепежного элемента, расположенного на центральной продольной оси цилиндрического фильтра, а успокоитель колебаний рабочей жидкости выполнен на верхней стенке цилиндрического фильтра в форме вытянутых вверх четырех плоских стенок одинаковой высоты, проекции которых на виде сверху попарно расположены на двух пересекающихся мнимых прямых линиях с образованием в области их пересечения свободной зоны между плоскими стенками, в которой расположен закрепленный к съемной крышке с нахождением на ее оси вращения вертикально вытянутый щуп устройства контроля уровня рабочей жидкости, причем цилиндрический фильтр выполнен с элементом ориентации, взаимодействующим с ответным элемент ориентации гнезда дна нижней части корпуса.
В частном случае, корпус бака масляного выполнен в форме треугольной призмы с вертикально ориентированными стенками боковых граней и скругленными углами его верхней и нижней частей.
В частном случае, верхняя и нижняя части корпуса бака масляного соединены посредством фланцев, опоясывающих их стенки боковых граней и скругленные углы.
В частном случае, одна из стенок боковой грани верхней части корпуса бака масляного смещена внутрь к расположенному напротив скругленному углу верхней части, в котором расположена горловина со съемной крышкой.
В частном случае, крепежный элемент бака масляного выполнен в виде шурупа, нижний конец которого ввернут в прилив дна нижней части корпуса.
В частном случае, центральная продольная ось цилиндрического фильтра бака масляного смещена относительно оси вращения съемной крышки и горловины.
В частном случае, лежащие на одной мнимой прямой линии стенки каждой пары успокоителя колебаний рабочей жидкости бака масляного на виде сверху выполнены разной длины между собой и соответствуют по длине соответствующим стенкам другой пары.
В частном случае, верхние кромки стенок успокоителя колебаний рабочей жидкости бака масляного выполнены горизонтально ориентированными.
В частном случае, вертикально вытянутый щуп устройства контроля уровня рабочей жидкости бака масляного имеет форму узкой полосы с горизонтально ориентированными метками и соответствующими надписями «MIN» и «МАХ».
В частном случае, горизонтально ориентированная метка соответствующая надписи «МАХ» вертикально вытянутого щупа устройства контроля уровня рабочей жидкости бака масляного расположена на уровне горизонтально ориентированных верхних кромок стенок успокоителя колебаний рабочей жидкости.
В частном случае, элемент ориентации цилиндрического фильтра бака масляного выполнен в виде выступа на наружной поверхности его боковой стенки, а ответный элемент ориентации гнезда дна нижней части корпуса выполнен в виде углубления во внутренней поверхности его боковой стенки.
В частном случае, впускной и выпускной патрубки расположены поперечно относительно центральной продольной оси цилиндрического фильтра, оси вращения съемной крышки и горловины.
Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Предложенное техническое решение промышленно применимо, так как может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется на чертежах:
Фиг. 1 - бак масляный гидросистемы рулевого управления, общий вид спереди в аксонометрии;
Фиг. 2 - бак масляный гидросистемы рулевого управления, вид спереди;
Фиг. 3 - бак масляный гидросистемы рулевого управления, вид сверху;
Фиг. 4 - бак масляный гидросистемы рулевого управления, разрез А-А на фиг. 2;
Фиг. 5 - бак масляный гидросистемы рулевого управления, вид снизу;
Фиг. 6 - бак масляный гидросистемы рулевого управления, вид сбоку;
Фиг. 7 - бак масляный гидросистемы рулевого управления, разрез Б-Б на фиг. 5;
Фиг.8 - бак масляный гидросистемы рулевого управления, разрез В-В на фиг. 4;
Фиг. 9 - бак масляный гидросистемы рулевого управления, общий вид сзади в аксонометрии с местным разрезом;
Фиг. 10 - бак масляный гидросистемы рулевого управления, общий вид сзади в аксонометрии с разрезом по В-В.
Бак масляный гидросистемы рулевого управления содержит корпус 1, состоящий из соединенных верхней 2 и нижней 3 частей, горловину 4 в верхней части 2, съемную крышку 5, навинченную на горловине 4, впускной 6 и выпускной 7 патрубки в нижней части 3, расположенные внутри корпуса 1 цилиндрический фильтр 8, успокоитель 9 колебаний рабочей жидкости и устройство 10 контроля уровня рабочей жидкости, установленное в съемной крышке 5.
В частном случае, корпус 1 бака масляного выполнен в форме треугольной призмы с вертикально ориентированными стенками 11, 12 боковых граней и скругленными углами 13, 14 соответственно его верхней 2 и нижней 3 частей.
В частном случае, верхняя 2 и нижняя 3 части корпуса 1 бака масляного соединены посредством соответствующих фланцев 15, 16, опоясывающих их стенки 11, 12 боковых граней и скругленные углы 13, 14.
В частном случае, одна из стенок 11 боковой грани верхней части 2 корпуса 1 бака масляного смещена внутрь к расположенному напротив скругленному углу 13 верхней части 2, в котором расположена горловина 4 со съемной крышкой 5 (см. фиг. 3, 6, 8).
Цилиндрический фильтр 8 бака масляного неподвижно установлен в гнезде 17 дна нижний части 3 корпуса 1 посредством крепежного элемента 18, расположенного на центральной продольной оси «α» цилиндрического фильтра 8.
В частном случае, центральная продольная ось «α» цилиндрического фильтра 8 бака масляного смещена относительно оси вращения «β» съемной крышки 5 и горловины 4, при этом, максимальное смещение составляет величину «S» по разрезу В-В (см. фиг. 8).
В частном случае, крепежный элемент 18 бака масляного выполнен в виде шурупа, нижний конец которого ввернут в прилив 19 дна нижней части 3 корпуса 1.
Успокоитель 9 колебаний рабочей жидкости бака масляного выполнен на верхней стенке 20 цилиндрического фильтра 8 в форме вытянутых вверх (вертикально ориентированных) четырех плоских стенок 21 и 22 одинаковой высоты «h» (см. фиг. 7), проекции которых на виде сверху (см. фиг. 4) попарно (в паре стенок 21 и 22) расположены на двух пересекающихся мнимых прямых линиях «L» и «М» с образованием в области пересечения этих прямых свободной зоны «N» между плоскими стенками 21 и 22, в которой расположен закрепленный к съемной крышке 5 с нахождением на ее оси вращения «β» вертикально вытянутый щуп 23 устройства 10 контроля уровня рабочей жидкости, в частности, щуп 23 закреплен к съемной крышке 5 посредством своего основания 24.
В частном случае, лежащие на одной мнимой прямой линии «L» или «М» стенки 21 и 22 каждой пары успокоителя 9 колебаний рабочей жидкости бака масляного на виде сверху выполнены разной длины между собой и соответствуют по длине соответствующим стенкам 21 и 22 другой пары, а именно, стенки 21 каждой пары стенок 21 и 22 соответствуют по своей длине друг другу и превышают по длине стенки 22 каждой пары стенок 21 и 22, которые (стенки 22) также соответствуют по своей длине друг другу.
В частном случае, на верхней стенке 20 цилиндрического фильтра 8 бака масляного между стенкой 21 пары стенок 21 и 22, лежащей на прямой линии «L», и стенкой 22 пары стенок 21 и 22, лежащей на прямой линии «М», образована перемычка «С», выполненная полукруглой формы на виде сверху (см. фиг. 3) и низкой по высоте (на фигурах не видно), а между стенкой 21 пары стенок 21 и 22 лежащей на прямой линии «М» и стенкой 22 пары стенок 21 и 22 лежащей на прямой линии «L» образована перемычка «D», выполненная полукруглой формы на виде сверху (см. фиг. 3) и низкой по высоте (см. фиг. 3, 8, 10).
В частном случае, верхние кромки 25 стенок 21 и 22 успокоителя 9 колебаний рабочей жидкости бака масляного выполнены горизонтально ориентированными (см. фиг. 7, 8).
В частном случае, вертикально вытянутый щуп 23 устройства 10 контроля уровня рабочей жидкости бака масляного имеет форму узкой полосы с горизонтально ориентированными метками 26, 27 и соответствующими надписями «MIN» и «МАХ».
В частном случае, горизонтально ориентированная метка 27 соответствующая надписи «МАХ» вертикально вытянутого щупа 23 устройства 10 контроля уровня рабочей жидкости бака масляного расположена на уровне горизонтально ориентированных верхних кромок 25 стенок 21 и 22 успокоителя 9 колебаний рабочей жидкости.
Цилиндрический фильтр 8 бака масляного выполнен с элементом ориентации 28, взаимодействующим с ответным элемент ориентации 29 гнезда 17 дна нижней части 3 корпуса 1.
В частном случае, элемент ориентации 28 цилиндрического фильтра 8 бака масляного выполнен в виде выступа на наружной поверхности его боковой стенки 30, а ответный элемент ориентации 29 гнезда 17 дна нижней части 3 корпуса 1 выполнен в виде углубления во внутренней поверхности его боковой стенки 31.
В частном случае, впускной 6 и выпускной 7 патрубки бака масляного расположены поперечно относительно центральной продольной оси «а» цилиндрического фильтра 8, оси вращения «β» съемной крышки 5 и горловины 4.
Сборка бака масляного гидросистемы рулевого управления заключается в следующем.
На первом этапе в гнездо 17 дна нижней части 3 корпуса 1 бака масляного гидросистемы рулевого управления устанавливается цилиндрический фильтр 8, при этом производится его ориентация посредством взаимодействующих между собой элементов ориентации 29 и 28, выполненных в виде углубления внутренней поверхности боковой стенки 31 гнезда 17 дна нижней части 3 корпуса 1 и выступа на наружной поверхности боковой стенке 30 цилиндрического фильтра 8. Ориентация цилиндрического фильтра 8 в гнездо 17 дна нижней части 3 корпуса 1 бака масляного предназначена для ориентации свободной зоны «N» между плоскими стенками 21 и 22 успокоителя 9 колебаний рабочей жидкости в месте расположения щупа 23 устройства 10 контроля уровня рабочей жидкости.
На втором этапе цилиндрический фильтр 8 бака масляного гидросистемы рулевого управления неподвижно крепится посредством выполненного в виде шурупа крепежного элемента 18, нижним своим концом в приливе 19 дна нижней части 3 корпуса 1, при этом центральная продольная ось «α» цилиндрического фильтра 8 и крепежного элемента 18 оказывается смещенной на величину «S» относительно оси вращения «β» горловины 4 и съемной крышки 5.
Заливка рабочей жидкости гидросистемы рулевого управления через ее бак масляный заключается в следующем.
После операции сборки гидросистемы рулевого управления, т.е. когда бак масляного гидросистемы рулевого управления закреплен на транспортном средстве, а его впускной 6 и выпускной 7 патрубки соединены соответственно со шлангом усилителя механизма рулевого управления и с насосом гидросистемы рулевого управления (не показано), через бак производится автоматизированная заливка рабочей жидкости, которая заключается в следующем: при снятой съемной крышке 5 бака, через его заливную горловину 4 вставляется заправочный пистолет (не показан) с упором торца его заливочной трубы с датчиком в верхние кромки 25 плоских стенок 21 и 22 успокоителя 9 колебаний рабочей жидкости, а далее производится подача (заливка) рабочей жидкости, которая при заполнении полостей всех деталей и узлов (соединяющие шланги, трубки, насос, усилитель механизма рулевого управления,) гидросистемы рулевого управления подходит к верхним кромкам 25 плоских стенок 21 и 22 успокоителя 9 колебаний рабочей жидкости и воздействует на датчик заправочного пистолета, который отключает подачу жидкости.
Выполнение успокоителя 9 колебаний рабочей жидкости бака масляного гидросистемы рулевого управления в форме вытянутых вверх четырех плоских стенок 21 и 22 одинаковой высоты, проекции которых на виде сверху попарно расположены на двух пересекающихся мнимых прямых линиях «L» и «М» с образованием в области их пересечения этих линий свободной зоны «N» между плоскими стенками 21 и 22, расположенной под осью вращения горловины 4 и крышки 5 - однозначно обеспечивает упор именно в верхние кромки 25 плоских стенок 21 и 22 (а не мимо), по меньшей мере, в верхние кромки 25 двух из плоских стенок 21 и 22 торца заливочной трубы с датчиком заправочного пистолета при любом наклоне этой заливочной трубы, т.е. обеспечивает положение торца заливочной трубы с датчиком заправочного пистолета на заданном определенном уровне, совпадающим с «максимальным уровнем» заливки рабочей жидкости (совпадающим с меткой 27 соответствующей надписи «МАХ» вертикально вытянутого щупа 23 устройства 10 контроля уровня рабочей жидкости при последующей полностью навернутой крышке 5), а это, в свою очередь, обеспечивает автоматизированную заливку в гидросистему необходимого объема рабочей жидкости и последующее автоматическое отключения подачи рабочей жидкости по сигналу датчика.
После операции автоматизированной заливки рабочей жидкости в гидросистему рулевого управления через бак, из горловины 4 последнего (из бака) вынимается заливочная трубы заправочного пистолета и на резьбу горловины 4 наворачивается своей резьбой съемная крышка 5, а закрепленный к ней основанием 24 вертикально вытянутый щуп 23 устройства 10 контроля уровня рабочей жидкости располагается в свободной зоне «N», образованной между плоскими стенками 21 и 22 успокоителя 9 колебаний рабочей жидкости в области пересечения мнимых прямых линий «L» и «М» их попарного расположения, причем при полном наворачивании съемной крышки 5 на горловину 4 горизонтальная метка 27 соответствующая надписи «МАХ» расположена на уровне горизонтально ориентированных верхних кромок 25 плоских стенок 21 и 22 успокоителя 9 колебаний рабочей жидкости, а горизонтальная метка 26 соответствующая надписи «MIN» расположена ближе к основаниям плоских стенок 21 и 22.
Работа бака масляного гидросистемы рулевого управления заключается в следующем.
В процессе эксплуатации транспортного средства с исправной гидросистемой рулевого управления рабочая жидкость из бака, через его выпускной патрубок 7, поступает в насос, а из него в усилитель механизма рулевого управления, далее, из последнего, через впускной патрубок 6 бака во внутреннюю полость цилиндрического фильтра 8, и просачиваясь под давлением, через сетчатые участки 32 его боковой стенки 30, очищается, заполняя полость бака - замыкая полный цикл прохождения рабочей жидкости, который повторяется поступлением рабочей жидкости вновь через его выпускной патрубок 7 в насос и далее.
В процессе эксплуатации транспортного средства, при колебаниях во время его движения (разгон, торможение, неровности дороги) рабочая жидкость в баке гидросистемы рулевого управления стремится свободно перемещаться и может создавать ситуации, особенно при интенсивных колебаниях, к образованию в ней воздушных пузырьков с возможностью попадания их в систему, что в свою очередь может приводить к провалам в работе усилителя механизма рулевого управления, но в заявляемом решении устройства бака на верхней стенке 20 цилиндрического фильтра 8 выполнен успокоитель 9 колебаний рабочей жидкости в виде вертикально ориентированных четырех плоских стенок 21 и 22, которые эффективно препятствуют излишнему перемещению рабочей жидкости.
Таким образом, за счет того, что в баке масляном гидросистемы рулевого управления цилиндрический фильтр неподвижно установлен в гнезде дна нижний части его корпуса посредством крепежного элемента, расположенного на центральной продольной оси цилиндрического фильтра, а успокоитель колебаний рабочей жидкости выполнен на верхней стенке цилиндрического фильтра в форме вытянутых вверх четырех плоских стенок одинаковой высоты, проекции которых на виде сверху попарно расположены на двух пересекающихся мнимых прямых линиях с образованием в области их пересечения свободной зоны между плоскими стенками, в которой расположен закрепленный к съемной крышке с нахождением на ее оси вращения вертикально вытянутый щуп устройства контроля уровня рабочей жидкости, причем цилиндрический фильтр выполнен с элементом ориентации, взаимодействующим с ответным элемент ориентации гнезда дна нижней части корпуса, технический результат, направленный на создание упрощенной конструкции бака масляного гидросистемы рулевого управления с возможностью автоматизированной заливки через него в гидросистему необходимого количества рабочей жидкости с одновременным улучшением его характеристики по уменьшению колебаний рабочей жидкости при эксплуатации транспортного средства, - в заявляемом техническом решении достигается.