МЕХАНИЗМ СКЛАДЫВАНИЯ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОЙ РУЛЕВОЙ КОЛОНКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Предлагаемое техническое решение относится к области транспортной техники, а именно к рулевому управлению транспортного средства.
Известен механизм, описанный в патенте W02009/147325A1, опубликованный 10.12.2009. В данном источнике, также как и в предлагаемом техническом решении, описан механизм, обеспечивающий фиксацию рулевой колонки транспортного средства в различных положениях. Однако, указанный механизм не обеспечивает возможности оперативной регулировки механизма в широких пределах, что не позволяет применять его для быстрого и комфортного перемещения рулевого колеса из рабочего положения в положение, обеспечивающее комфортную посадку и высадку водителя во время стоянки, не обеспечивается полная маскировка рулевого управления в парковочном состоянии, в том числе в полости под приборной панелью.
В транспортных средствах, оборудованным рулевьм управлением существует необходимость обеспечить складывание неиспользуемого во время стоянок элементов рулевого управления, что делает более комфортным и безопасным использование транспортного средства как в момент стоянок, так и в процессе входа - выхода из транспортного средства людей, а также погрузки - выгрузки багажа. Также в процессе эксплуатации транспортного средства желательно обеспечить возможность регулировки положения рулевой колонки с целью обеспечения комфорта и безопасности использования транспортного средства с учетом индивидуальных анатомических особенностей и предпочтений водителя. Для достижения указанных выше результатов предлагается механизм складывания телескопической рулевой колонки.
Механизм предназначен для складывания телескопической рулевой колонки и маскирования рулевого колеса автомобиля или любого другого транспортного средства, имеющего данный орган управления, в полости под приборной панелью на стоянках, а также регулирования вылета и угла наклона рулевого колеса при движении транспортного средства.
Достижение желаемых результатов обеспечивается конструкцией механизма складывания.
Конструкция включает в себя следующие элементы (для лучшего понимания описание иллюстрируется рисунками с обозначением позиций):
а. Основание 1, включающее направляющие 2. Основание крепится к неподвижному кузовному элементу, расположенному в непосредственной близости от рулевого механизма. На прилагаемом рисунке в качестве примера выполнения механизма основание прикреплено к моторному щиту 3 автомобиля.
Направляющие обозначены позицией 2. В приведенном на рисунке примере выполнения устройства их две, они расположены симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось рулевого вала. В общем случае направляющих может быть любое число, от 1 до бесконечности.
Обязательное условие, обеспечивающее работу устройства -
прямолинейность и параллельность всех направляющих между собой, а также параллельность их с вертикальной плоскостью, проходящей через ось рулевого вала.
б. Каретка 4 с установленными на ней приводными механизмами. Каретка состоит из двух частей - опоры 5 и поворотной скобы 6, соединенных между собой шарнирно, и подвижно крепится к направляющим основания.
Характер возможного движения каретки - возвратно- поступательное перемещение каретки по направляющим.
Приводные механизмы разделены на две группы. Механизмы первой группы 7 шарнирно связывают опору каретки с основанием и осуществляют перемещение каретки по направляющим (изменение вылета рулевого колеса). Механизмы второй группы 8 шарнирно связывают опору с поворотной скобой и осуществляют качание скобы относительно опоры (изменение наклона рулевого колеса).
Приводной механизм первой (второй) группы - это устройство, включающее опорное (корпус) и подвижное (шток) звенья (см. рис.), имеющие возможность поступательно перемещаться друг относительно друга.
При этом корпус и шток должны иметь возможность крепиться шарнирно к сопряженным с ними элементам конструкции. Шарниры должны обеспечивать возможность плоскопараллельного движения указанных механизмов при работе. В зависимости от конкретного выполнения устройства с учетом конкретного технического задания, возможно эти механизмы реализовать разными способами, например, используя поворотные двигатели.
Применение термина "группа" в отношении приводных механизмов обусловлено разным допустимым количеством механизмов в каждой группе. В опытной установке используются парные механизмы - два для перемещения каретки по направляющим и два
- для качания скобы относительно опоры. Данная схема реализована в одном из вариантов конструкции. В общем случае для каждого движения механизм может быть и один, а не пара. При этом устройство также работоспособно. Таким образом, в каждой из двух групп конкретное количество механизмов может варьироваться в зависимости от конкретной реализации предлагаемого технического решения и в зависимости от конкретного технического задания.
в. Телескопический рулевой вал 9 с карданным шарниром 10. Вал состоит из отдельных секций, подвижно соединенных между собой таким образом, что вращение непрерывно передается независимо от длины вала. Карданный шарнир установлен в разрыве вала и позволяет передавать вращение при различных углах наклона одной части вала относительно другой. На одном конце вала выполняется крепежный элемент для размещения рулевого колеса 11. Противоположным концом вал установлен в подшипниковой опоре 12, расположенной на опоре 1.
В общем случае могут быть применены любые приводные механизмы (они же приводы, они же двигатели), известные из современного уровня техники и удовлетворяющие определенным критериям. Конкретная реализация приводного механизма не является предметом настоящего изобретения. Возможные варианты реализации приводных механизмов приводятся в качестве примера.
В случае, если приводной механизм представляет собой линейный привод:
- имеет две части, способные смещаться линейно одна относительно другой;
- развивает необходимое рабочее усилие при движении;
- имеет достаточное усилие фиксации (самоторможения) в выключенном (нерабочем) состоянии.
если это вращательный привод:
- имеет две части, способные вращаться одна относительно другой;
- развивает необходимое рабочее усилие (момент) при вращении (работе);
- имеет достаточное усилие фиксации (момент самоторможения) в выключенном (нерабочем) состоянии.
Краткое описание рисунков:
Рис.1 - Вид спереди
Рис.2 - Вид сбоку
Рис.3 - Вид по линии А-А (Рис.1)
Рис.4 - Общий вид сверху %
Рис.5. - Общий вид снизу %
Рис.6 - Вид сверху
Порядок работы механизма.
Для обеспечения комфортного и безопасного использования механизма как правило используется управляющее устройство, реализация которого может быть различной в зависимости от конструкции транспортного средства и/или предпочтений пользователя.
По команде от управляющего устройства "сложить рулевую колонку" приводятся в действие механизмы второй группы по п.1. Поворотная скоба складывается относительно опоры на необходимый угол, рулевой вал "переламывается" в карданном шарнире.
Когда необходимый угол складывания поворотной скобы достигнут, приводятся в действие механизмы группы 1 по п.1. Каретка сдвигается к моторному щиту (или конструктивному элементу кузова, к которому крепится конструкция) вместе с рулевым колесом. Одновременно происходит складывание телескопического рулевого вала. За счет формы и расположения направляющих рулевое колесо совершает движение вперед-вниз относительно водителя и может быть замаскировано в полости приборной панели специальной крышкой.
Фиксация всей конструкции в различных положениях осуществляется за счет самоторможения в приводных механизмах. Это также реализовано в опытной конструкции.
По команде от управляющего устройства "разложить рулевую колонку" приводятся в действие механизмы группы 1 по п.1. Каретка сдвигается от моторного щита вместе с рулевым колесом. Одновременно происходит раскладывание телескопического рулевого вала. За счет формы и расположения направляющих рулевое колесо совершает движение назад-вверх относительно водителя.
Когда достигнут необходимый вылет рулевой колонки, приводятся в действие механизмы второй группы по п.1. Поворотная скоба раскладывается относительно опоры на необходимый угол, рулевой вал "распрямляется" в карданном шарнире.
Воздействующее усилие приводов (привода) первой группы прикладывается к опоре каретки 5.
При этом на основание 1 действует равное по величине и обратное по направлению реактивное усилие, т.к. к этой части устройства крепится базовая деталь (корпус) приводного механизма.
Характер усилия, обеспечиваемого приводом - тянет/толкает.Направление усилия - при складывании рулевой колонки - в сторону моторного отсека вдоль направляющих 2. При раскладывании рулевой колонки - в сторону от моторного отсека (или конструктивного элемента кузова, к которому крепится конструкция) вдоль направляющих 2.
Приводные механизмы второй группы могут быть как поступательными приводами, так и приводами вращения.
В случае с линейным приводом:
Воздействующее усилие приводов или привода второй группы прикладывается к поворотной скобе 6.
При этом на опору 5 действует равное по величине и обратное по направлению реактивное усилие, т.к. к этой части устройства крепится базовая деталь (корпус) приводного механизма.
Характер усилия, обеспечиваемого приводом - тянет/толкает. Направление усилия - при складывании рулевой колонки - в сторону моторного отсека (или конструктивного элемента кузова, к которому крепится конструкция). При раскладывании рулевой колонки
- в сторону от моторного отсека (или конструктивного элемента кузова, к которому крепится конструкция), т.е. на водителя.
При этом скоба качается относительно оси шарнира, соединяющего ее с опорой каретки 5. В случае с вращательным приводом:
Воздействующее усилие приводов или привода второй группы прикладывается к поворотной скобе 6.
При этом на опору 5 действует равное по величине и обратное по направлению реактивное усилие, т.к. к этой части устройства крепится базовая деталь (корпус) приводного механизма.
Характер усилия, обеспечиваемого приводом - вращает. Направление усилия - при складывании рулевой колонки - в сторону моторного отсека (или конструктивного элемента кузова, к которому крепится конструкция). При раскладывании рулевой колонки
- в сторону от моторного отсека (или конструктивного элемента кузова, к которому крепится конструкция).
При этом скоба качается относительно оси шарнира, соединяющего ее с опорой каретки 5. Ось шарнира может совпадать с осью вращения двигателя при прямом соединении его со скобой 6, либо не совпадать при его соединении со скобой посредством различных промежуточных звеньев (например, плоских рычажных механизмов и т.д.).