Поворотный механизм крепления кабины водителя
ROTARY MECHANISM FOR FASTENING OF A CABIN OF THE DRIVER

Изобретение относится к механизму для крепления кабины водителя с возможностью поворота на раме транспортного средства хозяйственного назначения.
Поворотные механизмы крепления кабин водителя к раме транспортных средств хозяйственного назначения уже достаточно давно известны из общего уровня технического развития и, в частности, из области серийного производства транспортных средств. При этом механизм крепления включает по меньшей мере два удерживающих элемента, шарнирно соединенных друг с другом и прикрепляющих кабину водителя к раме с возможностью поворота вокруг оси относительно рамы. Первым удерживающим элементом, например, является консоль кабины, соединенная у готового транспортного средства хозяйственного назначения с кабиной водителя. Вторым удерживающим элементом, например, является консоль рамы, соединенная у готового транспортного средства хозяйственного назначения с рамой.
EP 0972700 A2 относится к передней опоре опрокидываемой кабины водителя грузового автомобиля. При этом спереди кабина водителя закреплена на двух соединительных консолях, которые шарнирами соединены с двумя опорами пружинных амортизаторов, демпфирующих колебания рамы шасси и, помимо этого, проходящих поперечно U-образному рычагу стабилизатора. При этом в области своих задних концов рычаг стабилизатора шарниром соединен с кронштейнами, закрепленными и/или выполненными на раме шасси так, что в случае фронтального удара они целенаправленно проявляют упругие свойства и/или могут деформироваться. Поперечная тяга соединяет две соединительные консоли для стабилизации.
В DE 10 2006 008 090 A1 раскрыто описание грузового автомобиля с передним креплением кабины водителя к раме транспортного средства, на которой через кронштейны подшипников опорной конструкции удерживается рычаг стабилизатора. Опорная конструкция включает энергопоглощающее устройство для восприятия энергии фронтального удара грузового автомобиля в область кабины водителя. С энергопоглощающим устройством опорной конструкции соотнесен по меньшей мере один опорный элемент, через который труба рычага стабилизатора должна опираться на раму транспортного средства.
DE 102015009474 A1 относится к механизму для поворотного крепления кабины водителя к раме транспортного средства хозяйственного назначения с помощью по меньшей мере двух соединенных друг с другом шарнирами удерживающих элементов, через которые кабина водителя крепится к раме с возможностью поворота вокруг оси относительно рамы. По меньшей мере один из удерживающих элементов включает, как минимум, одну энергопоглощающую зону, деформируемую под воздействием возникающих в результате аварии усилий с гашением энергии. Энергопоглощающая зона интегрирована в консоль, изготавливаемую формованием.
Задачей данного изобретения является создание альтернативного или улучшенного механизма для поворотного крепления кабины водителя. В частности, данный механизм крепления должен обладать улучшенными характеристиками на случай аварии, улучшенными показателями монтируемости и/или индивидуализации либо, соответственно, адаптируемости.
Задача решается созданием механизма крепления по независимому пункту формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты осуществления изобретения перечислены в зависимых пунктах формулы изобретения и в описании.
Механизм предназначен для крепления кабины водителя с возможностью поворота на раме транспортного средства хозяйственного назначения. Механизм крепления включает первый удерживающий элемент (например, первый кронштейн) кабины для крепления к кабине водителя (например, к полу кабины). Механизм крепления включает первый удерживающий элемент (например, первый рычаг) рамы для крепления к раме транспортного средства. Первый удерживающий элемент кабины водителя и первый удерживающий элемент рамы соединены друг с другом шарнирами (например, с возможностью поворота) для поворота кабины водителя. Механизм крепления включает первый деформируемый элемент, закрепленный на первом удерживающем элементе кабины водителя с возможностью разъединения.
Разъемное соединение первого деформируемого элемента на первом удерживающем элементе кабины может, в частности, улучшить монтируемость. Сначала кабина водителя может быть закреплена на первом удерживающем элементе кабины. Только после этого первый деформируемый элемент может быть закреплен на удерживающем элементе кабины. Тем самым, первый деформируемый элемент не мешает при установке кабины водителя на удерживающий элемент кабины. Разъемное крепление первого деформируемого элемента может дополнительно обеспечить возможность адаптации первого деформируемого элемента к измененным требованиям к безопасности без необходимости изменения удерживающего элемента кабины.
В подразумеваемом здесь смысле термин «деформируемый элемент» относится к структуре, предназначенной, в основном, для целенаправленного проявления упругих свойств и деформирования с целью поглощения энергии удара в случае аварии, в частности, при фронтальном ударе. В некоторых вариантах осуществления изобретения деформируемый элемент может выполнять другие вспомогательные задачи, например, выступать в роли кронштейна для проводки или в качестве стабилизатора.
В одном из примеров осуществления изобретения первый деформируемый элемент продолжается вертикально вверх, начиная от первого удерживающего элемента кабины водителя. Тем самым, первый деформируемый элемент может быть расположен перед полом кабины водителя с целью защиты.
В дополнительном примере осуществления изобретения первый деформируемый элемент закреплен спереди относительно движения транспортного средства хозяйственного назначения вперед на первом удерживающем элементе кабины водителя с возможностью разъединения. В качестве альтернативы или дополнительно первый деформируемый элемент закреплен на передней относительно движения транспортного средства хозяйственного назначения вперед торцовой поверхности первого удерживающего элемента кабины водителя с возможностью разъединения. При этом первый деформируемый элемент служит, в частности, в качестве деформируемого при фронтальных ударах элемента. Дополнительно улучшается монтируемость первого деформируемого элемента на первом удерживающем элементе кабины водителя.
В одном из вариантов осуществления изобретения первый деформируемый элемент выступает вертикально вверх над первым удерживающим элементом кабины водителя. Тем самым, в случае аварии первый деформируемый элемент может воспринимать на себя энергию удара в зоне, в которой первый удерживающий элемент кабины водителя не предусмотрен.
В другом варианте осуществления изобретения первый деформируемый элемент заподлицо прилегает в вертикальном направлении над своим разъемным креплением к первому удерживающему элементу кабины водителя. Это позволяет обеспечить эффективную передачу усилия между первым деформируемым элементом и первым удерживающим элементом кабины водителя.
В одном из вариантов осуществления изобретения первый деформируемый элемент и первый удерживающий элемент кабины водителя изготовлены из одинакового материала. В качестве альтернативы первый деформируемый элемент и первый удерживающий элемент кабины водителя изготовлены из разных материалов. Это делает возможной, например, адаптацию первого деформируемого элемента к соответствующим требованиям на случай аварии за счет материалов.
В другом варианте осуществления изобретения первый деформируемый элемент включает несколько ребер жесткости.
В одном из вариантов осуществления изобретения первый деформируемый элемент изготавливается из армированного углеродным волокном пластика или металла.
В дополнительном варианте осуществления изобретения механизм крепления имеет модульную конструкцию, благодаря чему первый деформируемый элемент выполнен с возможностью выбора из группы первых деформируемых элементов, различающихся прочностью, допустимой нагрузкой, формой и/или материалом изготовления. Тем самым, например, в качестве первого деформируемого элемента может быть выбран тот, который лучше всего соответствует требованиям на случай аварии.
В одном из примеров осуществления изобретения механизм крепления включает второй удерживающий элемент (например, второй кронштейн) кабины для крепления к кабине водителя (например, к полу кабины). Механизм крепления включает второй удерживающий элемент (например, второй рычаг) рамы для крепления к раме транспортного средства. Второй удерживающий элемент кабины водителя и второй удерживающий элемент рамы соединены друг с другом шарнирами (например, с возможностью поворота) для поворота кабины водителя. Механизм крепления включает второй деформируемый элемент, закрепленный на втором удерживающем элементе кабины водителя с возможностью разъединения.
Например, первый удерживающий элемент кабины водителя, первый удерживающий элемент рамы и первый деформируемый элемент могут быть выполнены на противоположной стороне транспортного средства как второй удерживающий элемент кабины, второй удерживающий элемент рамы и второй деформируемый элемент.
Например, первый удерживающий элемент кабины и/или второй удерживающий элемент кабины могут представлять собой литую деталь (например, отливку из серого чугуна или алюминия).
В частности, первый деформируемый элемент и второй деформируемый элемент могут быть выполнены зеркально симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии, продолжающейся в продольном направлении транспортного средства хозяйственного назначения.
Предпочтительно, чтобы второй деформируемый элемент мог продолжаться вертикально вверх, начиная от второго удерживающего элемента, мог быть закреплен спереди относительно движения транспортного средства хозяйственного назначения вперед на втором удерживающем элементе кабины водителя с возможностью разъединения, мог быть закреплен на передней относительно движения транспортного средства хозяйственного назначения вперед торцовой поверхности второго удерживающего элемента кабины водителя с возможностью разъединения и/или мог выступать вертикально вверх над вторым удерживающим элементом кабины.
Предпочтительно, чтобы второй деформируемый элемент мог заподлицо прилегать в вертикальном направлении над своим разъемным креплением ко второму удерживающему элементу кабины водителя, мог быть изготовлен из того же материала, что и первый деформируемый элемент, и/или мог включать несколько ребер жесткости.
Существует возможность, чтобы механизм крепления имел модульную конструкцию, благодаря чему второй деформируемый элемент выполнен с возможностью выбора из группы вторых деформируемых элементов, различающихся прочностью, допустимой нагрузкой, формой и/или материалом изготовления.
Возможно, чтобы первый деформируемый элемент был закреплен на первом удерживающем элементе кабины водителя с помощью по меньшей мере одного винта с возможностью разъединения. Точно так же второй деформируемый элемент может быть закреплен на втором удерживающем элементе кабины водителя с помощью по меньшей мере одного винта с возможностью разъединения.
Также возможно, чтобы первый удерживающий элемент рамы и/или второй удерживающий элемент рамы были предусмотрены в виде поворотного рычага поворотного устройства или, соответственно, рычага стабилизатора.
В дополнительном примере осуществления изобретения механизм крепления включает перемычку, продолжающуюся между первым деформируемым элементом и вторым деформируемым элементом. Предпочтительно, чтобы перемычка была расположена в вертикальном направлении над первым удерживающим элементом и вторым удерживающим элементом. Перемычка обеспечивает защиту в том числе и зоны между первым и вторым деформируемыми элементами.
В частности, перемычка также может быть выполнена в виде деформируемого элемента.
В дополнительном варианте осуществления изобретения первый деформируемый элемент, перемычка и второй деформируемый элемент изготовлены заодно в виде цельной детали. В качестве альтернативы первый деформируемый элемент, перемычка и второй деформируемый элемент прикреплены друг к другу с возможностью разъединения.
Данное изобретение также относится к транспортному средству хозяйственного назначения, в частности, к грузовому автомобилю. Транспортное средство хозяйственного назначения включает кабину водителя, раму и механизм крепления согласно представленному здесь описанию. Механизм крепления является поворотной опорой кабины водителя на раме транспортного средства.
Предпочтительно, чтобы удерживающие элементы кабины были привинчены в каждом случае к передним торцовым поверхностям пола кабины водителя и к поверхностям пола кабины водителя.
В одном из вариантов осуществления изобретения первый деформируемый элемент и/или второй деформируемый элемент входят в зацепление с конструкцией кабины водителя из листового металла (например, конструкцией пола кабины водителя из листового металла). Тем самым, деформируемые элементы могут устанавливаться для защиты кабины водителя.
В дополнительном варианте осуществления изобретения первый деформируемый элемент и/или второй деформируемый элемент заподлицо прилегают к кабине водителя. В качестве альтернативы первый деформируемый элемент и/или второй деформируемый элемент расположены на расстоянии менее 10 мм, в частности, менее 5 мм, предпочтительно около 1 мм от кабины водителя. Это может улучшить монтируемость и компенсировать сравнительно большие допуски при изготовлении.
Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения можно комбинировать друг с другом в любом сочетании. Другие детали и преимущества данного изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На них показаны:
Фиг. 1 Вид в перспективе механизма крепления, соединяющего кабину водителя с рамой с возможностью поворота, по первому примеру осуществления описанного здесь изобретения;
Фиг. 2 Подробный вид в перспективе первого удерживающего элемента кабины и первого деформируемого элемента по первому примеру осуществления описанного здесь изобретения;
Фиг. 3 Подробный вид в перспективе второго удерживающего элемента кабины и второго деформируемого элемента по первому примеру осуществления описанного здесь изобретения;
Фиг. 4  Вид в перспективе механизма крепления, соединяющего кабину водителя с рамой с возможностью поворота, по второму примеру осуществления описанного здесь изобретения;
Фиг. 5 Подробный вид в перспективе цельного деформируемого элемента по второму примеру осуществления описанного здесь изобретения.
Изображенные на фигурах варианты осуществления изобретения совпадают по меньшей мере частично, так что аналогичные или идентичные детали обозначены одинаковыми номерами позиций и в качестве пояснений к ним даются ссылки на описание других вариантов осуществления либо, соответственно, на другие фигуры во избежание повторений.
На фиг. 1 показан механизм 10 крепления. Механизм 10 крепления соединяет зону кабины 12 водителя транспортного средства хозяйственного назначения, в частности, грузового автомобиля, с рамой (шасси) 14 транспортного средства хозяйственного назначения с возможностью поворота. Для лучшей наглядности на фиг. 1 не изображен, среди прочего, пол кабины 12 водителя.
Механизм 10 крепления включает первый удерживающий элемент 16 кабины, второй удерживающий элемент 18 кабины, первый удерживающий элемент 20 рамы и второй удерживающий элемент 22 рамы. Для поворотного крепления кабины 12 к раме 14 транспортного средства удерживающие элементы 16 и 20, а также удерживающие элементы 18 и 22 соединены друг с другом с возможностью поворота.
Первый удерживающий элемент 16 кабины и второй удерживающий элемент 18 кабины прикреплены к кабине 12 водителя. В частности, удерживающие элементы 16, 18 привинчены к полу 24 кабины (см. фиг. 2 и 3). В частности, удерживающие элементы 16, 18 привинчены в каждом случае к передним торцовым поверхностям 26 пола 24 кабины и поверхностям 28 пола 24 кабины (см. также фиг. 2 и 3). Первый удерживающий элемент 16 кабины и второй удерживающий элемент 18 кабины выполнены в виде кронштейнов кабины 12 водителя.
Первый удерживающий элемент 20 рамы и второй удерживающий элемент 22 рамы прикреплены к раме 14 транспортного средства. В частности, удерживающие элементы 20, 22 привинчены к раме 14 транспортного средства. Удерживающие элементы 20 и 22 выполнены в виде поворотных рычагов поворотного устройства кабины (рычагов стабилизатора) 30.
Дополнительно кабина 12 водителя может быть установлена на раму 14 транспортного средства через амортизирующие и демпфирующие опоры 32 пневматической подвески или другие упругие элементы крепления кабины.
Как показано на фиг. 1–3, механизм 10 крепления дополнительно включает первый деформируемый элемент 34 и второй деформируемый элемент 36. В принципе, главной задачей деформируемых элементов 34, 36 является целенаправленное проявление упругих свойств и деформирование с целью поглощения энергии в случае фронтального удара в зону пола 24 кабины водителя транспортного средства хозяйственного назначения.
Первый деформируемый элемент 34 прикреплен к первому удерживающему элементу 16 кабины с возможностью разъединения, например, с помощью двух винтов. Второй деформируемый элемент 36 прикреплен ко второму удерживающему элементу 18 кабины с возможностью разъединения, например, с помощью двух винтов.
Разъемное крепление деформируемых элементов 34, 36 к удерживающим элементам 16, 18 позволяет адаптировать деформируемые элементы 34, 36 в зависимости от требований. Иными словами, в каждом случае деформируемые элементы 34, 36 можно выбирать из группы имеющихся в наличии деформируемых элементов 34, 36 и крепить на удерживающих элементах 16, 18. Удерживающие элементы 16, 18 для этого изменять не нужно. Благодаря этому деформируемые элементы 34, 36 могут быть адаптированы к изменившимся требованиям на случай аварии. Например, изменяться могут формы, показатели прочности, допустимой нагрузки и/или материалы деформируемых элементов 34, 36. Например, так может быть создан модульный конструктивный блок с несколькими деформируемыми элементами, из которых можно выбрать деформируемые элементы 34, 36 в зависимости от специфики применения.
Разъемное крепление деформируемых элементов 34, 36 на удерживающих элементах 16, 18 дополнительно упрощает монтаж кабины 12 на удерживающих элементах 16, 18. Выступающие вертикально вверх над удерживающими элементами 16, 18 деформируемые элементы 34, 36 не затрудняют монтаж, так как они устанавливаются только после монтажа кабины 12 на удерживающих элементах 16, 18. Если бы деформируемые элементы 34, 36 изготавливались в виде цельной детали заодно с соответствующим удерживающим элементом 16 или 18, то монтаж кабины 12 водителя на удерживающих элементах 16, 18 был бы значительно более трудоемким или – при соответствующем исполнении деформируемых элементов 34, 36 – вообще невозможен.
В показанном примере осуществления изобретения первый деформируемый элемент 34 закреплен на передней торцовой поверхности 38 (см. фиг. 2) первого удерживающего элемента 16 кабины. Точно так же второй деформируемый элемент 36 закреплен на передней торцовой поверхности 40 (см. фиг. 3) второго удерживающего элемента 18 кабины. Деформируемые элементы 34, 36 продолжаются вертикально вверх, начиная от удерживающих элементов 16, 18. Деформируемые элементы 34, 36 выступают над соответствующим удерживающим элементом 16, 18 вертикально вверх и, тем самым, перекрывают переднюю зону кабины 12 водителя.
Деформируемые элементы 34, 36 заподлицо прилегают над разъединяемым креплением к удерживающим элементам 16, 18 и в зоне кабины 12 водителя входят в зацепление с конструкцией 42 кабины 12 из листового металла. Деформируемые элементы 34, 36 могут, к примеру, прилегать к конструкции 42 из листового металла или могут быть предусмотрены с небольшим зазором, например, в миллиметровом диапазоне, относительно конструкции 42 из листового металла. Малый зазор может обеспечить преимущество более простого изготовления и монтажа ввиду наличия допусков. В случае фронтального удара соответствующий деформируемый элемент 34, 36 деформируется с преодолением небольшого зазора в направлении к конструкции 42 из листового металла, прилегая к конструкции 42 из листового металла и опираясь на нее (см. фиг. 2 и 3).
Например, деформируемые элементы 34, 36 могут быть изготовлены из материала, отличающегося от материала удерживающих элементов 16, 18, или из того же материала. Например, деформируемые элементы 34, 36 могут быть изготовлены из армированного углеродным волокном пластика или металла.
Дополнительно деформируемые элементы 34, 36 могут включать ребра 44 жесткости (см. фиг. 2 и 3) для усиления на случай фронтального удара.
На фиг. 4 и 5 показан второй пример осуществления описанного здесь изобретения. По аналогии с фиг. 1 для наглядности на фиг. 4 не изображен пол кабины, к которому крепятся первый и второй удерживающие элементы 16, 18.
Пример осуществления изобретения, показанный на фиг. 4 и 5, отличается тем, что деформируемые элементы 34, 36 соединены между собой перемычкой 46, выступающей в роли деформируемого элемента. Перемычка 46 продолжается в горизонтальном направлении между деформируемыми элементами 34, 36. Деформируемые элементы 34, 36 и перемычка 46 могут быть изготовлены заодно в виде одной детали.
Также возможно, чтобы деформируемые элементы 34, 36 и перемычка 46 были соединены между собой с возможностью разъединения, например, с помощью нескольких винтов.
Пример осуществления изобретения на фиг. 4 и 5 также показывает, что деформируемые элементы, адаптированные к разным требованиям на случай аварии, могут быть соединены с удерживающими элементами 16, 18 без необходимости изменения самих удерживающих элементов 16, 18 и других компонентов механизма 10 крепления.
Данное изобретение не ограничивается предпочтительными примерами осуществления, которые были описаны выше. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также будет использована идея данного изобретения, и поэтому такие варианты будут входить в пределы правовой охраны. В частности, данное изобретение претендует на защиту предмета и признаков из зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от отсылки к соответствующим пунктам формулы. В частности, признаки независимого пункта 1 формулы изобретения могут быть раскрыты независимо друг от друга. Дополнительно признаки зависимых пунктов формулы изобретения также раскрываются независимо от всех признаков независимого пункта 1 и, к примеру, независимо от признаков касательно наличия и/или конфигурации первого удерживающего элемента кабины, первого удерживающего элемента рамы и/или первого деформируемого элемента из независимого пункта 1.
Список номеров позиций
10 Механизм крепления
12 Кабина водителя
14 Рама транспортного средства (шасси)
16 Первый удерживающий элемент кабины водителя
18 Второй удерживающий элемент кабины водителя
20 Первый удерживающий элемент рамы
22 Второй удерживающий элемент рамы
24 Пол кабины водителя
26 Торцовая поверхность
28 Поверхность пола
30 Поворотное устройство кабины водителя
32 Опора пневматической подвески
34 Первый деформируемый элемент
36 Второй деформируемый элемент
38 Торцовая поверхность
40 Торцовая поверхность
42 Конструкция из листового металла
44 Ребра жесткости
46 Перемычка