СИЛОВОЙ КАРКАС КАБИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкции кабины колесного транспортного средства, в частности грузового автомобиля.
Силовой каркас кабины для грузовых автомобилей с бескапотной компоновкой обусловлен необходимостью защиты водителя и пассажиров во время движения по сильно пересеченной местности, с целью предотвращения травм и тяжелых последствий для здоровья находящихся в кабине людей. Для повышения жесткости кабины, улучшения ее защитных свойств, а также предотвращения ее повреждения при опрокидывании, применяется трубчатый каркас безопасности кабины грузового автомобиля.
Известна конструкция кабины для рабочей машины, содержащей базовую плиту, по меньшей мере, первую, вторую, третью и четвертую стойки, нижние участки которых прочно закреплены на указанной базовой плите, а верхние участки указанных стоек соединены между собой посредством поперечных элементов, при этом поперечный элемент, соединяющий первую и вторую стойки включает первую и соединительные балки, которые одной стороной прочно закреплены на внешних сторонах соответственно первой и второй стойки, а другой стороной закреплены на первой балке, причем опорные ребра жесткости закреплены между первой балкой и первой, и второй, стойками соответственно (см. патент RU №2468955, МПК B62D 33/06, B60R 21/13 опубл. 10.12.2012).
Известно устройство, имеющее левую и правую передние вертикальные стойки, а также левую и правую задние вертикальные стойки, которые имеют нижние части, отходящие от пола кабины вверх, вперед и вбок в наружном направлении, при этом левая и правая передние вертикальные стойки имеют поперечное сечение в форме наконечника стрелы, кроме того, такое же поперечное сечение имеют главное и вторичное крыло, а также соединительная часть между обоими крыльями, помимо этого поперечное сечение в форме наконечника стрелы имеет и желобок для вставки кромки ветрового стекла, а также желобок для вставки кромки боковой двери. Указанная стреловидная форма имеет удлиненную ось, которая проходит соосно с линией зрения водителя при движении транспортного средства (см. патент ЕР №1162117, МПК B62D 33/06. B60R 21/13 опубл. 21.12.2001).
Известные технические решения не обеспечивают необходимую жесткость и прочность конструкции кабины автомобиля.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является трубчатый каркас колесной машины, сделанный в виде пространственной фермы, и состоящий из трубчатых силовых дуг с расположенными под ними трубчатыми опорными передними, средними и задними стойками, трубчатых поперечных балок, соединяющих силовые дуги и задние стойки, трубчатых продольных балок, соединяющих нижние концы силовых дуг и опорных стоек (см. патент RU 62371, МПК B62D 33/06, опубл. 10.04.2007).
Конструкция указанного трубчатого каркаса не позволяет обеспечить достаточную безопасность водителя транспортного средства при движении по сильному бездорожью.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание надежной и прочной конструкции силового каркаса кабины, обеспечивающей безопасность водителя и пассажиров транспортного средства.
Для решения поставленной задачи в силовом каркасе кабины транспортного средства, выполненным в виде пространственной конструкции с элементами крепления к жесткой опоре, и состоящим из трубчатых силовых дуг, соединенных между собой трубчатыми продольными и поперечными балками, усиливающих элементов, последние, выполнены в виде пересеченных трубчатых балок, установленных в верхней части конструкции, и диагональной балки с кронштейнами крепления ремней безопасности, установленных в задней части каркаса, кроме того силовые дуги и балки снабжены защитными трубчатыми накладками.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что усиливающие элементы выполнены в виде пересеченных трубчатых балок, установленных в верхней части конструкции, и диагональной балки с кронштейнами крепления ремней безопасности, установленных в задней части каркаса, позволяет повысить жесткость и прочность конструкции за счет равномерного распределения нагрузок, а наличие защитных трубчатых накладок на силовых дугах и балках предотвращает получение серьезных травм и повреждений, что обеспечивает в совокупности необходимую надежность, защиту и безопасность находящихся в кабине людей.
В результате поиска, проведенного по патентной и другой научно-технической литературе, аналога, совпадающего с заявляемым техническим решением по всей совокупности существенных признаков, обнаружено не было.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где изображены:
фиг. 1 - силовой каркас кабины транспортного средства, общий вид;
фиг. 2 - то же, вид сверху;
фиг. 3 - то же, общий вид в сборе с полом кабины;
фиг. 4 - то же, вид размещения дополнительного поручня;
фиг. 5 - то же, вид крепления передней дуги и продольной балки.
Силовой каркас кабины транспортного средства, выполненный в виде пространственной конструкции, содержит трубчатые силовые дуги 1, соединенные между собой трубчатыми продольными и поперечными балками 2 и 3 соответственно (фиг. 1).
В верхней и задней части силового каркаса установлены усиливающие элементы, выполненные в виде пересеченных балок 4 и диагональной балки 5. Также в задней части силового каркаса на дугах 1 и балках 3, 5 закреплены посредством сварки кронштейны 6, служащие для крепления к ним ремней безопасности сидений кабины. Наличие нижних продольных балок 2, верхних балок 4 и задней балки 5 увеличивает жесткость конструкции и препятствует деформации кабины при боковом и фронтальном ударах, обеспечивая целостность каркаса кабины (фиг. 1, 2).
Для комфортной эксплуатации и предотвращения травм экипажа при движении по сильно пересеченной местности, передние дуги 1 и верхние балки 3, 4 силового каркаса снабжены защитными трубчатыми накладками 7, выполненные из материала, обеспечивающего смягчение ударов о трубы (фиг. 2).
Для удобства входа и выхода из кабины, к боковым передним трубам дуг 1 каркаса закреплены посредством сварки дополнительные поручни 8 с водительской и пассажирской стороны. Здесь же, чуть ниже, приварены держатели 9 ограничителей дверей, которые ограничивают ход дверей, обеспечивают удобство и безопасность эксплуатации автомобиля (фиг. 1, 4).
В нижней части силового каркаса, в районе дверных проемов кабины, соединение труб 1 и 2 муфтами осуществлено с помощью глухих гаек 10 (фиг. 5). Данное решение обеспечивает безопасность экипажа при входе и выходе из кабины.
Силовой каркас безопасности содержит элементы крепления к панели пола кабины, выполненные в виде опорных пластин, и образующие две передние опоры 11 и четыре опоры 12 в задней части силового каркаса кабины (фиг. 1, 3). Для повышения жесткости и надежности крепежа передних опор 11 каркаса, опорные пластины состоят из двух частей, нижней и верхней, при этом нижняя часть выполнена сложной формы с приварным ребром жесткости (фиг. 5). Нижняя часть опорной пластины 11 устанавливается между панелью пола каркаса кабины и балкой пола поперечной передней. Верхняя часть опорной пластины 11 приваривается непосредственно к трубчатой дуге 1 силового каркаса и при установке в кабину остается внутри нее (фиг. 3). Такой способ установки обеспечивает дополнительную прочность, надежность и целостность конструкции при воздействии динамических нагрузок.
Таким образом, каркас безопасности представляет собой силовую конструкцию, сваренную и собранную из труб диаметром допустим 60 мм, повторяющую форму кабины и интегрированную внутрь нее, с целью обеспечения жесткости кабины грузового транспортного средства, а также защиты экипажа от травм при движении автомобиля по пересеченной местности, и при возможном его опрокидывании.
Сборка силового каркаса безопасности осуществляется из нескольких предварительно сваренных и подготовленных к установке в кабину элементов. Каждый из элементов размещается в кабине, устанавливается и соединяется посредством муфт и крепежа (фиг. 3). Передние опоры 11 силового каркаса безопасности, крепятся к панели пола болтами. Опоры 12 задней части крепятся к панели задка средней аналогично - болтами и гайками, равномерно распределяя нагрузку от задней части каркаса на панель задка, возникающую при движении.
Конструкция силового каркаса кабины, благодаря своей жесткости, обладает запасом прочности, высоким сопротивлением к деформации и разрушению при воздействии статических и динамических нагрузок, кроме того, обеспечивает надежную защиту экипажа, а также сохранение формы и структуры кабины при механическом повреждении или опрокидывании автомобиля, при этом он не ухудшает обзорность с места водителя.
Заявляемое техническое решение позволяет создать силовой каркас кабины транспортного средства простой и технологичной конструкции с высокими показателями по прочности и надежности, обеспечивающей безопасность водителя и пассажиров транспортного средства.
Силовой каркас кабины транспортного средства предлагаемой конструкции соответствует условию промышленной применимости, и может быть изготовлен на стандартном оборудовании с применением ранее освоенных технологий.