УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРИЦЕП

Область техники, к которой относится полезная модель
Заявляемая полезная модель относится к универсальному прицепу для буксировки различными транспортными средствами со сменной подвеской, позволяющей устанавливать колесное или лыжное шасси.
Уровень техники
В настоящее время известен широкий спектр различных легких прицепов, буксируемых автомобилями и имеющих различное назначение - например, грузовые прицепы, специализированные прицепы для транспортировки катеров, лодок, мотоциклов, гидроциклов, снегоходов, прицепы-дачи. Также существуют различные виды прицепов для транспортных средств повышенной проходимости, в частности тракторов, квадроциклов, снегоходов и т.д., причем такие прицепы могут иметь как колесную, так и лыжную ходовую часть. В качестве примера таких прицепов можно привести линейку предлагаемых фирмой Equinox Industries Ltd. колесных прицепов для мотовездеходов (ATV) (см. http://www.eqnx.biz/atv/atvcoach.html) и лыжных прицепов (саней) для снегоходов (см. http://www.eqnx.biz/boggans/snowcoach.html). Оба вида упомянутых прицепов характеризуются унифицированной ходовой частью и широким спектром различных надстроек, однако при этом все они предназначены для определенного типа буксировщика с определенным видом тягово-сцепного устройства. Кроме того, применение этих прицепов, предназначенных для бездорожья и пересеченной местности, носит сезонный характер - так, колеса непригодны для движения по глубокому снегу, а лыжи непригодны для движения в бесснежное время года.
Следует отметить, что помимо различий в самой конструкции тягово-сцепных устройств, применяемых на автомобилях и других транспортных средствах, важным различием между видами транспортных средств является высота установки тягово-сцепного устройства.
С учетом вышесказанного, необходим универсальный легкий прицеп, совместимый с тягово-сцепными устройствами различных транспортных средств - в частности, легковых автомобилей, мини-тракторов, мотовездеходов, квадроциклов, снегоходов, снегоболотоходов, и при этом выполненный с возможностью установки на колесное или лыжное шасси в зависимости от условий применения прицепа.
Из патента США №5,267,746 (опубликован 07.12.1993, МПК В60Р 3/10) известен универсальный конвертируемый прицеп для снегоходов и моторных лодок, имеющий раму по существу U-образной формы, в которую вставляется модуль в форме лодки, причем прицеп имеет колесную подвеску, в которой колеса установлены на откидных стойках, что обеспечивает возможность буксировки прицепа по воде.
Известен универсальный лыжный прицеп-сани фирмы Brännapulkan АВ (см. http://www.brannapulkan.nu/content/br%C3%A4nnapulkan-flex), имеющий плоскую платформу, выполненную с возможностью установки различных модулей и надстроек, и отличающийся подвеской, содержащей рычаг и амортизатор, причем рычаг одним концом подвижно соединен с платформой, а другим концом неподвижно соединен с элементом крепления лыжи, а амортизатор подвижно соединен как с платформой, так и с элементом крепления лыжи. Платформа имеет силовую раму формы, близкой к прямоугольной, и переходит в дышло прицепа, на конце которого выполнен узел крепления сцепного элемента. Сцепной элемент выполнен в виде двух сваренных друг с другом под тупым углом участков трубы прямоугольного сечения и крепится к узлу крепления болтами. Конструкция дышла и сцепного элемента известного прицепа обеспечивает ограниченную возможность адаптации прицепа к различной высоте размещения тягово-сцепных устройств. Данное известное решение выбрано в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Кроме того, из патента США №4,261,594 (опубликован 14.04.1981, МПК B60D 1/14) известен прицеп с конвертируемым сцепным устройством. Конвертируемость прицепа обеспечена за счет возможности установки дышла различных форм в зависимости от буксирующего транспортного средства. В одном из вариантов выполнения на конце дышла прицепа выполнен П-образный кронштейн, боковые стороны которого ориентированы вперед по направлению движения прицепа и имеют отверстия под болты. Однако кронштейн предназначен для установки опорного фланца, к которому крепится элемент тягово-сцепного устройства, например обычной системы «крюк-шар» для соединения с фаркопом автомобиля. Выполнение отверстий под болты и опорного фланца в данном известном решении определяют возможность установки опорного фланца строго в одном положении.
Раскрытие полезной модели
Задача настоящей полезной модели состоит в создании универсального прицепа, выполненного с возможностью адаптации к различным условиям применения за счет установки колесной или лыжной подвески и установки сцепного элемента в различных положениях в зависимости от характеристик и типа тягово-сцепного устройства конкретного транспортного средства-буксировщика.
Кроме того, заявляемый универсальный прицеп выполнен с возможностью установки на него различных модулей и надстроек.
Упомянутая задача решается за счет того, что универсальный прицеп содержит плоскую платформу, буксировочное дышло, являющееся продолжением плоской платформы, и подвеску. Платформа выполнена в виде каркасной конструкции с поперечными несущими ребрами. Подвеска с каждой из боковых сторон прицепа содержит рычаг, амортизатор и кронштейн ступицы. Рычаг и амортизатор подвижно соединены с платформой, при этом другой конец рычага неподвижно соединен с кронштейном ступицы, а другой конец амортизатора подвижно соединен с кронштейном ступицы. Кронштейны ступицы, расположенные по боковым сторонам прицепа, жестко соединены между собой соединительной балкой.
Заявляемый прицеп отличается тем, что кронштейн ступицы имеет на вертикальной стороне центральное отверстие и отверстия под болты, расположенные рядом с центральным отверстием, и кронштейн лыжной подвески, расположенный на внутренней стороне кронштейна ступицы и выполненный в виде двух ориентированных вниз проушин с отверстиями под болты. На конце дышла выполнен открытый носовой бугель в виде жестко соединенного с дышлом П-образного кронштейна, ориентированного боковыми сторонами вперед по направлению движения прицепа, причем в боковых сторонах кронштейна выполнен набор отверстий под болты для крепления сцепного элемента.
Платформа прицепа имеет силовую раму формы, близкой к прямоугольной, при этом силовая рама окружает платформу по периметру, и дышло является продолжением силовой рамы.
В передней части платформы выполнена поперечная балка, прикрепленная снизу к дышлу прицепа. На концах поперечной балки предусмотрены кронштейны поддержки лыжи, а внешние концы кронштейнов поддержки лыжи соединены с передним концом дышла размещенными по диагонали отбойниками.
Центральное отверстие на вертикальной стороне кронштейна предназначено для вставки ступицы колеса, а отверстия под болты на вертикальной стороне кронштейна предназначены для крепления ступицы колеса к кронштейну. Кронштейн лыжной подвески на горизонтальной стороне кронштейна ступицы предназначен для крепления двухплечевого рычага лыжной подвески прицепа. Лыжная подвеска прицепа содержит изогнутый вверх двухплечевой рычаг, приподнятая средняя часть которого крепится к кронштейну лыжной подвески на внутренней стороне кронштейна ступицы, а концы - к переднему и заднему кронштейнам лыжи. Сцепной элемент выполнен в виде изогнутого под углом участка профильной трубы многоугольного сечения или двух соединенных под углом участков профильной трубы, и на сцепном элементе выполнены отверстия под болты, позволяющие прикреплять сцепной элемент к П-образному кронштейну в различных положениях в зависимости от типа буксировщика и тягово-сцепного устройства. В одном из вариантов тягово-сцепное устройство может представлять собой устройство системы «крюк-шар» для соединения с фаркопом автомобиля. В других вариантах тягово-сцепное устройство может представлять собой устройство для соединения со сцепным устройством квадроцикла, снегохода или снегоболотохода.
В задней части плоской платформы прицепа может быть предусмотрен задний буксировочный бугель с отверстием под болт, предназначенный для сцепки двух прицепов. Кроме того, в задней части платформы прицепа предусмотрена задняя световая панель для установки светотехнического оборудования прицепа.
Краткое описание чертежей
Ниже предложенная полезная модель будет пояснена более подробно со ссылкой на чертежи, на которых показано следующее:
Фиг.1 - общий вид в перспективе платформы, дышла и подвески с кронштейном, рычагом и амортизатором;
Фиг.2 - общий вид в перспективе платформы прицепа;
Фиг.3 - общий вид с внешней стороны подвески с установленной колесной ступицей;
Фиг.4 - общий вид с внутренней стороны подвески с установленными рычагами подвески лыжи;
Фиг.5 - вид кронштейна ступицы с внешней стороны;
Фиг.6 - вид кронштейна ступицы с внутренней стороны;
Фиг.7 - вид дышла, П-образного кронштейна и сцепного элемента в варианте системы «крюк-шар»;
Фиг.8 - вид дышла, П-образного кронштейна и сцепного элемента в варианте, приспособленном к тягово-сцепному устройству снегохода или снегоболотохода.
Осуществление полезной модели
Заявляемый универсальный прицеп предпочтительно относится к классу легких прицепов (максимальная разрешенная масса до 750 кг) и в предпочтительном варианте выполнения является одноосным. На платформу прицепа могут устанавливаться различные модули и надстройки - в частности, бортовой кузов, ложементы для транспортировки лодки, водного мотоцикла, снегохода, различные виды фургонов или пассажирских модулей.
Конструкция заявляемого прицепа состоит из следующих основных элементов - платформа 1, дышло 2 и подвеска. Платформа 1 выполнена в виде каркасной конструкции с поперечными ребрами 3. Платформа 1 имеет силовую раму формы, близкой к прямоугольной, при этом силовая рама окружает платформу 1 по периметру, и дышло 2 является продолжением силовой рамы. Силовая рама может быть выполнена, например, из металлического профиля или профильной трубы, предпочтительно трубы многоугольного сечения. В предпочтительном варианте выполнения раму изготавливают из двух прямых и двух изогнутых участков профильной трубы, получая раму формы, близкой к прямоугольной, со скругленными углами и округло изогнутой линией перехода рамы платформы 1 в дышло 2 прицепа. Для изготовления силовой рамы платформы 1 может использоваться, например, стальная профильная труба 40×25×3 мм, прямые и изогнутые участки которой соединяют с помощью сварки. Поперечные ребра 3 платформы 1 обеспечивают жесткость конструкции и опору для устанавливаемой на платформу 1 надстройки или модуля. Поперечные ребра 3 могут иметь различные формы, обеспечивающие необходимую жесткость и прочность конструкции, например они могут быть выполнены в виде коробчатого металлического профиля. Профиль может быть перфорированным с целью уменьшения веса конструкции. Концы поперечных ребер 3 соединены с силовой рамой платформы 1. Поперечные ребра 3 также могут опираться на дополнительные продольные балки из профильной трубы, параллельные боковым сторонам силовой рамы платформы 1 и жестко соединенные своими концами с силовой рамой. На поперечных ребрах 3, в особенности на их концах, соединенных с силовой рамой платформы 1, могут быть предусмотрены различные средства для крепления устанавливаемых на прицеп сменных модулей или надстроек, например отверстия под болты.
Как видно на Фиг.1 и 2, дышло 2 является продолжением силовой рамы платформы 1. На конце дышла 2 выполнен открытый носовой бугель 4, имеющий вид П-образного кронштейна с вертикальными боковыми сторонами продолговатой формы, ориентированными вперед по направлению движения прицепа. На боковых сторонах П-образного кронштейна выполнено множество отверстий под болты, обеспечивающих возможность крепления сцепного элемента 24 (универсального дышла) в различных положениях, благодаря чему прицеп может быть адаптирован к различным буксирующим транспортным средствам. Носовой бугель 4 жестко прикреплен к концу дышла 2. Кроме того, как показано на Фиг.1, к дышлу 2 с нижней стороны жестко прикреплена поперечная балка 7, на концах которой выполнены кронштейны 8 поддержки лыж, имеющие вид двух горизонтально установленных друг над другом и параллельных друг другу участков трубы, между которыми имеется зазор, в который вставляется конец лыжи. Концы упомянутых участков трубы с обеих сторон прикреплены к вертикальным пластинам. К внешнему концу кронштейна 8 с каждой стороны платформы жестко прикреплен конец отбойника 6, размещенного по диагонали и прикрепленного другим своим концом к передней части дышла 2 вблизи места крепления носового бугеля 4. Неразъемное соединение отбойников 6, дышла 2 и платформы 1 обеспечивает дополнительную жесткость конструкции прицепа.
Подвеска прицепа позволяет устанавливать прицеп на колесное или лыжное шасси. На Фиг.3 показан общий вид подвески с установленной колесной ступицей для колесного шасси прицепа. Подвеска прицепа состоит в общем из кронштейна 15 ступицы, рычага 14 и амортизатора 16. Кронштейн 15 ступицы отдельно показан на Фиг.5 (вид с внешней стороны) и Фиг.6 (вид с внутренней стороны). Кронштейн 15 ступицы представляет собой прямоугольный кронштейн с ориентированной вниз вертикальной стороной и с горизонтальной стороной, которая образует прямой угол с вертикальной стороной и направлена внутрь по отношению к боковым сторонам прицепа. Кронштейн также усилен по бокам ребрами жесткости. Вертикальная сторона кронштейна 15 ступицы имеет центральное отверстие большого диаметра для установки ступицы колеса и несколько расположенных вокруг центрального отверстия отверстий под болты для крепления ступицы колеса к кронштейну 15. В варианте колесной подвески ступица колеса устанавливается в центральное отверстие на вертикальной стоне кронштейна 15 и крепится к нему болтами, в частности, в четырех точках. В варианте лыжной подвески вместо ступицы колеса к кронштейну крепится двухплечевой рычаг («коромысло») 19. Этот двухплечевой рычаг 19 своей приподнятой средней частью крепится к внутреннему креплению кронштейна ступицы, которое представляет собой кронштейн 17 лыжной подвески, выполненный в виде двух ориентированных вертикально вниз проушин, размещенных с внутренней стороны кронштейна на его горизонтальной стороне. Двухплечевой рычаг 19 крепится к кронштейну 17 лыжной подвески, который является частью кронштейна 15 ступицы, в частности с помощью болта (см. Фиг.4). К двум концам двухплечевого рычага 19 присоединяют, соответственно, передний кронштейн 20 лыжи и задний кронштейн 21 лыжи. Кронштейны лыжи могут иметь различную форму. В предпочтительном варианте передний и задний кронштейны лыжи могут иметь форму коробчатых элементов, причем передний кронштейн 20 лыжи открыт сверху и имеет обращенную к лыже нижнюю поверхность и ориентированные по существу вертикально боковые стенки, в которых выполнены отверстия под болт, которым передний кронштейн 20 лыжи крепится к соответствующему концу двухплечевого рычага («коромысла») 19 с возможностью поворота по оси болта. Задний кронштейн 21 лыжи также имеет обращенную к лыже нижнюю поверхность и по существу вертикальные боковые стенки, верхние концы которых могут быть загнуты вовнутрь, и также выполнен открытым сверху для введения соответствующего конца двухплечевого рычага 19 в кронштейн. Конец двухплечевого рычага 19, вводимый в задний кронштейн 21 лыжи, крепится к ползуну 22, вставляемому в задний кронштейн 21 с возможностью ограниченного перемещения в пределах заднего кронштейна 21 под действием сил, воздействующих на лыжную подвеску при движении по пересеченной местности. Форма ползуна 22 повторяет форму внутренней области заднего кронштейна 21. Для обеспечения возможности ограниченного перемещения ползуна 22 в пределах кронштейна 21 ползун 22 выполнен из материала с низким коэффициентом трения, например из капролона. Лыжа крепится к переднему и заднему кронштейнам 20, 21 лыжи посредством коньков 23.
Кронштейн 15 ступицы соединен с платформой прицепа рычагом 14 и амортизатором 16. Как видно, например, на Фиг.3, 4, конец рычага 14 жестко прикреплен к кронштейну 15 под углом к горизонтальной поверхности кронштейна 15, например с помощью сварки, причем для увеличения поверхности сопряжения конца рычага 14 и кронштейна 15 ступицы конец рычага 14 может быть загнут параллельно плоскости горизонтальной поверхности кронштейна 15, таким образом соприкасаясь с горизонтальной поверхностью кронштейна не торцом, а плоской нижней поверхностью своего отогнутого концевого участка. Верхний конец рычага 14 подвески крепится к кронштейну 11 подвески, выполненному снизу платформы 1, с помощью болта (см. Фиг.1, 2). Амортизатор 16 также размещен под углом к кронштейну 15 ступицы. Для соединения нижнего конца амортизатора 16 с кронштейном 15 ступицы на верхней части кронштейна 15 выполнены проушины с отверстиями под болт. Верхний конец амортизатора 16 соединен с кронштейном 12 амортизатора, выполненным снизу платформы 1 (см. Фиг.2). Амортизаторы 16, используемые в подвеске прицепа, предпочтительно представляет собой гидравлические амортизаторы с пружинами, выполненные в едином устройстве. Однако в качестве альтернативы в подвеске прицепа могут использоваться амортизаторы любой конструктивно подходящей системы, обеспечивающие максимальную растягивающую нагрузку на амортизатор, действующую вдоль оси штока, порядка 3 кН (300 кгс), пригодные для эксплуатации в условиях умеренного и тропического климата при температурах от -50 до +45°С и имеющие подходящую длину в сжатом/растянутом состоянии для использования в данной конструкции подвески (в конкретном варианте выполнения 315/265 мм).
Левый и правый кронштейны 15 ступицы жестко соединены между собой соединительной балкой, концевые участки которой приварены сверху к горизонтальной поверхности кронштейнов 15. Соединительная балка выполнена из профильной трубы аналогичной трубе, из которой изготовлена силовая рама платформы 1 прицепа (например, стальной профильной трубы 40×25×3 мм).
Дышло 2 заявляемого прицепа показано в общем виде на Фиг.1 и 2 и более подробно проиллюстрировано на Фиг.7, 8. К торцу переднего конца дышла 2 жестко прикреплен открытый носовой бугель 4, выполненный в виде П-образного кронштейна. Вертикально ориентированные боковые стенки П-образного кронштейна обращены вперед по направлению движения прицепа и имеют набор отверстий под болты, размещенных таким образом, что обеспечивается возможность установки сцепного элемента (универсального дышла) 24 в различных положениях в зависимости от параметров буксирующего транспортного средства и используемого на этом транспортном средстве тягово-сцепного устройства. Сцепной элемент 24 выполнен в виде изогнутого (предпочтительно под тупым углом) участка профильной трубы, либо двух участков трубы, прочно соединенных под тупым углом друг к другу. Для обеспечения жесткости и прочности сцепного элемента внутри угла, образуемого изгибом профильной трубы, может быть выполнено ребро жесткости, в частности в виде «косынки» из листового металла, прикрепленной (например, с помощью сварки) к участкам профильной трубы. Сцепной элемент 24 также имеет набор отверстий под болты, выполненных в определенных положениях и на определенных расстояниях друг от друга. Отверстия под болты служат для крепления сцепного элемента 24 к П-образному кронштейну носового бугеля 4 в различных положениях в зависимости от параметров конкретного тягово-сцепного устройства буксирующего транспортного средства. В частности, путем установки сцепного элемента 24 в различных положениях высота расположения сцепного элемента 24 может регулироваться в соответствии с высотой, на которой расположено тягово-сцепное устройство буксирующего транспортного средства. Высота расположения тягово-сцепного устройства значительно различается у различных транспортных средств, в частности у автомобиля (высота расположения центра шара фаркопа традиционной системы «крюк-шар» составляет примерно 350-420 мм) и у снегохода или у квадроцикла. Кроме того, различается и сама система тягово-сцепного устройства. Сцепной элемент 24 (универсальное дышло) имеет также отверстия под болты для крепления элементов тягово-сцепных устройств различных видов. В частности, в варианте, приспособленном для буксировки снегоходом, к сцепному элементу 24 может быть прикреплен рым-болт 25 с амортизирующей пружиной 26, как показано на Фиг.8. В варианте, приспособленном для буксировки автомобилем с помощью системы «крюк-шар» (см. Фиг.7), на сцепной элемент 24 может быть установлена стандартная сцепная головка 28, прицепляемая к шару фаркопа автомобиля. При этом сцепная головка 28 может быть установлена на поворотный удлинитель 27 сцепного элемента (универсального дышла), который крепится к сцепному элементу 24 путем вставки в него и фиксируется болтами. При использовании такой системы сцепная головка 28 может быть также дополнительно оборудована опорой 29 дышла, как показано на Фиг.7.
Наборы отверстий под болты на боковых сторонах П-образного кронштейна и на сцепном элементе 24 расположены таким образом, что обеспечена возможность установки сцепного элемента 24 в различных положениях, однако для обеспечения возможности надлежащего сцепления с тягово-сцепным устройством буксирующего транспортного средства часть сцепного элемента 24, ориентированная вперед по направлению движения прицепа, должна быть расположена горизонтально. При этом обеспечена возможность установки сцепного элемента 24 таким образом, что эта горизонтально расположенная часть находится либо сверху, либо снизу по отношению к боковым сторонам П-образного кронштейна, в зависимости от высоты, на которой находится тягово-сцепное устройство буксирующего транспортного средства.
Кроме того, заявляемый универсальный прицеп может быть оборудован задней световой панелью 13, на которой монтируется необходимое светосигнальное оборудование. Снизу на силовой раме платформы 1 прицепа выполнены передний и задний стаканы 9 и 10 дуги безопасности. Сзади на платформе 1 прицепа может быть установлен задний буксировочный бугель 5, позволяющий при необходимости выполнять сцепку двух прицепов, например прицепов-саней. Также при необходимости прицеп в колесном варианте может быть оборудован дополнительными элементами, например крыльями по существу полукруглой формы для защиты колес прицепа.
На платформу 1 заявляемого универсального прицепа могут быть установлены различные функциональные модули и надстройки, для чего платформа 1, ее поперечные ребра 3 и другие элементы снабжены различными соответствующими средствами, позволяющими закреплять упомянутые модули и надстройки. Так, например, в колесном и лыжном вариантах прицепа на платформу 1 может быть установлен бортовой или крытый кузов или закрытый или открытый модуль для перевозки пассажиров или животных. В качестве альтернативы, на платформе 1 могут быть установлены ложементы для перевозки снегохода, лодки, водного мотоцикла или других подобных транспортных средств.
Исходя из вышеприведенного описания, следует подчеркнуть, что полезной особенностью заявляемого универсального прицепа является постоянное наличие в узле подвески кронштейна 15 ступицы, выполненного с возможностью установки как ступицы 18 колеса, так и двухплечевого рычага 19 лыжной подвески, что обеспечивает легкость смены колесного и лыжного вариантов подвески. По существу для установки колесной подвески необходимо лишь вставить ступицу 18 колеса в отверстие большего диаметра на вертикальной (лицевой) части кронштейна 15 ступицы и закрепить ступицу четырьмя болтами в отверстиях под болты, расположенных рядом с упомянутым отверстием большего диаметра под ступицу колеса. Для установки лыжной подвески ступицу 18 колеса легко демонтировать, отвернув упомянутые четыре болта, и затем достаточно закрепить двухплечевой рычаг 19 одним болтом в проушинах кронштейна 17 лыжной подвески, выполненного с внутренней стороны кронштейна 15 ступицы. Кроме того, в варианте лыжной подвески кронштейн 15 ступицы может также служить дополнительной подножкой для удобства посадки в сани.
Открытый носовой бугель 4 платформы 1 прицепа обеспечивает возможность легкой смены сцепных устройств в зависимости от типа тягово-сцепного устройства транспортного средства-буксировщика, а также легкость регулировки положения сцепного элемента 24, в частности по высоте, в зависимости от параметров буксирующего транспортного средства.
Плоская платформа 1 прицепа обеспечивает возможность установки практически любого типа функционального модуля или надстройки.
Таким образом настоящая полезная модель решает задачу создания универсального прицепа, выполненного с возможностью адаптации к различным условиям применения за счет установки колесной или лыжной подвески и установки сцепного элемента в различных положениях в зависимости от характеристик и типа тягово-сцепного устройства транспортного средства-буксировщика. При этом заявляемый универсальный прицеп также выполнен с возможностью установки на него различных модулей и надстроек. Универсальная конструкция заявляемого прицепа позволяет при незначительной переналадке (крупноузловой сборке) получить прицеп, подготовленный к определенному сезону (колесная подвеска летом, лыжная подвеска зимой), определенному буксировщику (снегоболотоход, мотовездеход, автомобиль), определенному типу сцепного устройства, с необходимой надстройкой.