Штанга стабилизатора поперечной устойчивости взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к ходовым подвескам транспортных средств.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является штанга стабилизатора поперечной устойчивости в узле взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля, патент РФ на полезную модель №50155, B60G 3/00, с приоритетом от 14.05.2005, опуб. 27.12.2005 г. Бюл. №36, выполненная в виде сплошного металлического прутка и расположенная в центре полярного момента инерции поперечного сечения, неразъемно соединяющего продольные рычаги V-образного соединителя с прохождением с зазорами через отверстия стенок продольных рычагов с внутренних их сторон, и установленная в отверстиях стенок этих рычагов с наружных их сторон с выходом из этих отверстий и с неразъемным закреплением к наружным поверхностям стенок продольных рычагов с наружных их сторон посредством сварочных швов.
Недостатками данного технического решения использования штанги стабилизатора поперечной устойчивости в узле взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля являются: излишне большая металлоемкость штанги из-за выполнения ее в виде металлического прутка, внутренние слои сечения которого практически не участвуют в работе на кручение во время эксплуатации рычагов, т.е. во время перемещения рычагов относительно друг друга неравномерная нагрузка штанги по ее длине, так как нагрузочные крутящие моменты в сечениях участков ее концов, неразъемно закрепленных к наружным стенкам рычагов, превышают нагрузочные крутящие моменты в любом сечении по остальной ее длине.
Недостатками данного технического решения использования штанги стабилизатора поперечной устойчивости в узле взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля являются:
- излишне большая металлоемкость штанги из-за выполнения ее в виде металлического прутка;
- неэффективное использование материала штанги по всей ее площади поперечного сечения, так как внутренние слои штанги, выполненной в вид металлического прутка, практически не участвуют в работе на кручение во время эксплуатации (работы) рычагов, т.е. во время перемещения рычагов относительно друг друга;
- неэффективное использование материала штанги по ее длине в результате выполнения ее в виде металлического стержня одного диаметра по всей длине, тогда как нагрузка по длине штанги при эксплуатации распределяется неравномерно, так как нагрузочные крутящие моменты в сечениях концевых ее участков, неразъемно закрепленных к наружным стенкам рычагов, превышают нагрузочные крутящие моменты в любом другом сечении по остальной ее длине.
Технический результат: снижение металлоемкости штанги стабилизатора поперечной устойчивости взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля с одновременным более эффективным использованием материала в любом ее поперечном сечении.
Указанный технический результат достигается в штанге стабилизатора поперечной устойчивости узла взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля, выполненной в виде удлиненного тела вращения и предназначенной для установки с неразъемным соединением своими концевыми участками в заднюю подвеску автомобиля с расположением в центре полярного момента инерции поперечного сечения V-образного соединителя взаимосвязанных рычагов этой подвески, которая
согласно полезной модели выполнена в виде цилиндрической сквозной трубы, концевые участки которой выполнены одинаковыми между собой, увеличены по диаметру относительно диаметра ее основного участка в 1,1-1,3 раза и соединены через выгнутые скругленные переходы с конусными участками, соединенными, в свою очередь, через вогнутые скругленные переходы с основным участком.
В частном случае, длина каждого из концевых участков штанги составляет от 0,019 до 0,025 м.
В частном случае, конусность «С» каждого конусного участка штанги составляет от 0,45 до 0,18.
В частном случае, толщины стенок концевых участков штанги, ее конических участков и ее скругленных переходов меньше толщины стенки основного участка на 3,25÷6,5%.
В частном случае, штанга предназначена для неразъемного соединения наружными цилиндрическими поверхностями своих концевых участков с элементами задней подвески автомобиля, а именно с кронштейнами V-образного соединителя подвески.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется на чертежах:
Фиг. 1. - штанга стабилизатора поперечной устойчивости взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля, общий вид сверху; Фиг. 2. - местный разрез А-А на фиг. 1; Фиг. 3. - вид Б на фиг. 1; Фиг. 4. - местный разрез В-В на фиг. 1; Фиг. 5. - местный разрез Г-Г на фиг. 1.
Штанга 1 стабилизатора поперечной устойчивости взаимосвязанных рычагов 2 задней подвески автомобиля выполнена в виде удлиненного тела вращения и предназначена для установки с неразъемным соединением своими концевыми участками в заднюю подвеску автомобиля с расположением в центре полярного момента инерции поперечного сечения V-образного соединителя 3 взаимосвязанных рычагов 2 этой подвески.
1
2
Штанга 1 выполнена в виде цилиндрической сквозной трубы, концевые участки 4 которой выполнены одинаковыми между собой, увеличены по диаметру «d» относительно диаметра «d» ее основного участка 5 в 1,1-1,3 раза и соединены через выгнутые скругленные переходы 6 с конусными участками 7, соединенными, в свою очередь, через вогнутые скругленные переходы 8 с основным участком 5.
1
2
1
2
Концевые участки 4 штанги 1 увеличены до диаметра «d» относительно диаметра «d» ее основного участка 5 технологическим методом «раздачи» концевых зон штанги 1, что, в частности, приводит к утонению толщины «S» стенок концевых участков 4 штанги 1, ее конических участков 7 и ее выгнутых 6 и вогнутых 8 переходов на 3,25÷6,5% относительно толщины «S» стенки основного участка 5.
В частном случае выполнения, длина «L» каждого из концевых участков 4 штанги 1 составляет от 0,019 м до 0,025 м.
В частном случае выполнения, конусность каждого конусного «С» участка 7 штанги составляет от 0,18 до 0,45.
Установка штанги 1 стабилизатора поперечной устойчивости в узел взаимосвязанных рычагов 3 задней подвески автомобиля осуществляется следующим образом.
На первом этапе концевые участки 4 штанги 1 устанавливают в соответствующих отверстиях крепежных кронштейнов 9, а далее данную подсборку (штанги 1 с кронштейнами) устанавливают в кондуктор, где штанга 1 точно позиционируется относительно кронштейнов 9, и затем, по внутренним поверхностям 10 крепежных кронштейнов 9, а именно образующим кромкам их отверстий, в которых расположены концевые участки 4 штанги 1, и по наружным поверхностям этих концевых участков 4 штанги 1 накладываются сварочные швы 11 (см. фиг. 3, 4).
Далее штангу 1 с приваренными к ее концевым участкам 4 крепежными кронштейнами 9 устанавливают в V-образный соединитель 3 взаимосвязанных рычагов 2 задней подвески автомобиля, позиционируют и затем по наружным поверхностям 12 крепежных кронштейнов 9, а именно по кромкам торцов их боков, контактирующих с внутренней поверхностью V-образного соединителя 3, и по соответствующим близким участкам этой внутренней поверхности соединителя 3 накладывают сварочные швы 13 (см. фиг. 4).
За счет выполнения штанги 1 в виде цилиндрической сквозной трубы снижается излишняя ее металлоемкость, происходит более эффективное использование ее материала по всей площади любого из ее поперечных сечений в работе на кручение во время эксплуатации (работы) рычагов 2, т.е. во время перемещения рычагов 2 относительно друг друга.
1
2
В штанге стабилизатора поперечной устойчивости, установленной в любом узле взаимосвязанных рычагов задних подвесок автомобилей, наиболее нагруженными являются концевые зоны, т.е., в нашем случае, нагрузочные крутящие моменты в сечениях концевых участков 4 штанги 1, неразъемно закрепленных к внутренним поверхностям 10 крепежных кронштейнов 9, превышают нагрузочные крутящие моменты в любом другом сечении основного участка 5 штанги 1, а за счет того, что в заявляемом решении концевые участки 4 штанги 1 выполнены увеличенными по диаметру «d» относительно диаметра «d» ее основного участка 5 в 1,1-1,3 раза - появляется возможность увеличить площади соединений, а точнее длины сварочных швов 11 между наружными поверхностями концевых участков 4 и внутренними поверхностями 10 крепежных кронштейнов 9, что позволяет концевым участкам 4 отрабатывать (воспринимать) повышенные нагрузочные крутящие моменты, приходящиеся на них даже при утонении толщины их стенок относительно толщины стенки основного участка 5, и кроме этого, за счет того, что концевые участки 4 штанги 1 соединены через конусные участки 7 с основным участком 5, - появляется возможность как бы «плавного» перетекания нагрузочных крутящих моментов от концевых участков 4 к основному участку 5, на это же и направлено выполнение выгнутых переходов 6 и вогнутых переходов 8 скругленными, - что исключает возникновение концентраторов на штанге, т.е. узких участков, концентрирующих большие напряжения.
Таким образом, выполнение в заявленном техническом решении штанги стабилизатора поперечной устойчивости взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля в виде цилиндрической сквозной трубы, концевые участки которой выполнены одинаковыми между собой, увеличены по диаметру относительно диаметра ее основного участка в 1,1-1,3 раза и соединены через выгнутые скругленные переходы с конусными участками, соединенными, в свою очередь, через вогнутые скругленные переходы с основным участком, - устраняет недостатки, присущие техническому решению, выбранному в качестве прототипа, и позволяет достичь следующего технического результата: снизить металлоемкости штанги стабилизатора поперечной устойчивости взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля с одновременным более эффективным использованием материала в любом ее поперечном сечении.