РЫЧАГ ПОДВЕСКИ ДЛЯ АВТОРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
SUSPENSION ARM FOR A MOTOR VEHICLE

Изобретение относится к рычагу подвески для автотранспортного средства, а также к транспортному средству, оснащенному таким рычагом.
Как известно, рычаг подвески является частью шасси, которая соединяет опору колеса (переднего или заднего) транспортного средства, такую как поворотный кулак, с кузовом транспортного средства или с ложем, закрепленным на кузове.
В частности, рычаг подвески проходит в поперечном направлении от шасси, на котором он закреплен при помощи поворотной связи или шаровой опоры, к колесу транспортного средства, с которым он соединен через поворотный кулак, выполненный с возможностью обеспечения вращения колеса.
Эта поворотная связь обеспечена шаровой опорой, заключенной в гнезде на уровне рычага подвески и соединенной с опорой колеса через хвостовик или стойку шаровой опоры.
Такой рычаг подвески предусмотрен для обеспечения вертикального движения и движения отхода колеса назад относительно шасси транспортного средства, чтобы обеспечивать максимальный комфорт пассажирам, поглощая по меньшей мере часть поперечных и продольных статических и динамических усилий, которые действуют на колесо транспортного средства, в частности, во время его перемещения.
Этот рычаг подвески, называемый также треугольником подвески из-за его треугольной формы, содержит, таким образом, две поворотные связи с продольными и/или вертикальными осями, сходящимися на шасси, и поворотную связь или шаровую опору на поворотном кулаке колеса, с которым он соединен.
Для усиления жесткости рычага подвески этого типа, как известно, он содержит рычаг, например, нижний рычаг, и крепежный элемент шаровой опоры, называемый также обоймой шаровой опоры или поддоном. Крепежный элемент шаровой опоры неподвижно установлен на конце нижнего рычага, направленном к колесу, будучи закрепленным при помощи элементов удержания на уровне зоны соединения рычага подвески.
Однако рычаг подвески этого типа имеет основной недостаток, когда колесо, с которым он соединен, подвергается боковому или продольному удару. Действительно, энергия, создаваемая таким ударом, частично поглощается рычагом подвески на уровне зоны соединения, которая может подвергнуться пластической деформации типа сгибания, что может привести к выпадению шаровой опоры из ее гнезда, то есть к отсоединению шаровой опоры от ее обоймы. Такое отсоединение делает невозможным использование транспортного средства и может стать причиной серьезной аварии, так как транспортное средство становится неуправляемым после такого удара с рычагом подвески, установленным на уровне переднего моста транспортного средства.
Задачей настоящего изобретения является устранение всех или части вышеупомянутых недостатков.
Таким образом, среди всех прочих, задача изобретения состоит в создании рычага подвески для автотранспортного средства, который позволяет избежать этого риска повреждения, в частности, во время бокового или продольного удара.
Преимуществом заявленного рычага подвески является то, что он имеет характеристики, которые позволяют применять его для разных моделей транспортных средств, имеющих, в частности, разные массы.
Объектом изобретения является рычаг подвески для автотранспортного средства, содержащий рычаг, крепежный элемент шаровой опоры и элементы удержания, образующие точки крепления рычага с крепежным элементом, в котором по меньшей мере две плоскости, касательные к интерфейсу крепления на уровне двух элементов удержания, являются разными.
В других вариантах осуществления:
- соединительная зона имеет поперечное сечение в виде Ω;
- рычаг содержит полую часть, дно которой имеет проем;
- рычаг имеет три конца;
- каждый бортик содержит вторую полку, высота которой меняется вдоль рычага;
- дно полой части образовано первой и второй частями, имеющими разную глубину и соединенными между собой внутренней штампованной деталью;
- соединительная зона образована зонами крепления крепежного элемента и первого конца рычага, при этом указанные зоны крепления имеют взаимодополняющие формы;
- рычаг имеет три крепежные части, две из которых расположены в одной плоскости, и
- рычаг подвески имеет по существу треугольную форму.
Объектом изобретения является также транспортное средство, содержащее такой рычаг подвески.
Другие преимущества и отличительные признаки изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания предпочтительного варианта осуществления, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на фигуры, на которых:
На фиг. 1 показан рычаг подвески согласно варианту осуществления изобретения, вид сбоку;
на фиг. 2 показан рычаг подвески согласно варианту осуществления изобретения, вид снизу;
на фиг. 3 и 4 показан рычаг подвески согласно варианту осуществления изобретения, деформированный после удара;
на фиг. 5 схематично показан интерфейс крепления рычага подвески согласно варианту осуществления изобретения, вид в частичном разрезе по линии А1-А1 фиг. 1;
на фиг. 6 схематично показана другая версия интерфейса крепления рычага подвески согласно варианту осуществления изобретения.
Показанный на фиг. 1 и 2 рычаг подвески 1 образован рычагом 3, например, в данном случае нижним рычагом, имеющим форму по существу равнобедренного треугольника, и крепежным элементом 2 шаровой опоры. Этот рычаг подвески 1 имеет, таким образом, тоже по существу треугольную форму.
Нижний рычаг 3 содержит три конца 5, 6, 7 и полую часть 8 и имеет два боковых бортика 11, которые проходят от первого конца 5 ко второму 6 и третьему 7 концам.
Второй 6 и третий 7 концы закреплены на шасси с возможностью поворота вокруг по существу продольной оси, например, будучи соединенными с лонжероном (не показан) шасси.
Первый конец 5 этого нижнего рычага 3 направлен к колесу транспортного средства вдоль оси, проходящей по существу вдоль продольной оси этого нижнего рычага 3. Он содержит зону крепления, имеющую отверстия, если крепежный элемент 2 шаровой опоры должен быть установлен неподвижно на этом нижнем рычаге 3 при помощи болтовых или заклепочных соединений, что будет описано ниже.
Рычаг подвески 1 содержит соединительную зону В, показанную на фиг. 1, на уровне которой крепежный элемент 2 соединен с первым концом 5 нижнего рычага 3. Эта соединительная зона В содержит по меньшей мере две крепежные части С. Таким образом, эти крепежные части С являются участками соединительной зоны В, выполненными с возможностью взаимодействия с элементами 4 удержания, чтобы удерживать крепежный элемент 2 механически закрепленным на нижнем рычаге 3.
В этом варианте осуществления эта соединительная зона В содержит три крепежные части С, показанные на фиг. 2, при этом части С содержат, каждая, элемент 4 удержания. Эти элементы 4 удержания обеспечивают неподвижное соединение крепежного элемента 2 с нижним рычагом 3 на уровне крепежных частей С при помощи заклепок, болтов или посредством сварки.
Полая часть 8 нижнего рычага 3 имеет форму лотка с поперечным сечением в виде U. Дно этой полой части 8 соединено стенками 12 с двумя боковыми бортиками 11.
Это дно имеет проем 10, позволяющий, например, удалять текучую среду, такую как вода, которая может находиться в полой части 8 этого нижнего рычага 3. Это отверстие 10 не ограничительно имеет по существу треугольную форму.
Дно этой полой части 8 состоит из двух частей 9а, 9b, показанных, в частности, на фиг. 2, имеющих разную глубину и соединенных между собой внутренней штампованной деталью 9с.
Первая часть 9а этого дна имеет глубину, превышающую глубину второй части 9b. На фиг. 2, в частности, видно, что глубина первой части 9а этого дна является по существу постоянной, тогда как глубина второй части 9b дна уменьшается по мере приближения к первому концу 5 нижнего рычага 3. Эта вторая часть 9b имеет наклон по сравнению с первой частью 9а этого дна.
Действительно, каждая из этих первой 9а и второй 9b частей заключена в плоскости. Эти плоскости образуют между собой угол, составляющий примерно от 0 до 5 градусов, предпочтительно 3 градуса. Определение этого угла позволяет, в частности, характеризовать ударную стойкость рычага подвески 1.
Как показано на фиг. 1 и 2, каждый бортик 11 нижнего рычага образован двумя полками 11а, 11b. В частности, он содержит первую полку 11а, которая может быть по существу горизонтальной и/или плоской, соединяя каждую стенку 12 со второй по существу вертикальной и/или плоской полкой 11b. Каждая первая полка 11а может быть перпендикулярной одновременно ко второй полке 11b и к стенке 12 полой части 8. При этом вторая полка 11b является по существу параллельной относительно стенки 12 полой части 8 нижнего рычага 3, с которой она соединена при помощи этой первой полки 11а.
Нижний рычаг 3 выполнен из металлического материала. Предпочтительно он выполнен из одного или нескольких металлических листов.
Таким образом, крепежный элемент 2 неподвижно соединен с нижним рычагом 3 при помощи элементов 4 удержания, расположенных на уровне крепежных частей С соединительной зоны В. Этот крепежный элемент 2, показанный на фиг. 3 и 4, содержит зону крепления и гнездо 15, предназначенное для установки шаровой опоры 13.
Зона крепления этого крепежного элемента 2 имеет форму, соответствующую форме первого конца 5 нижнего рычага 3. Иначе говоря, зона крепления крепежного элемента 2 идеально повторяет форму стенок 12 и двух первых полок 11а, присутствующих на уровне этого первого конца 5, а также форму участка второй части 9b дна полой части 8 на уровне зоны крепления этого нижнего рычага 3.
Соединительная зона В рычага подвески 1, которая образована соединением зон крепления крепежного элемента 2 и нижнего рычага 3, имеет поперечное сечение в виде Ω, которое позволяет локально увеличить инерцию на уровне этой зоны В рычага подвески 1.
Если крепежный элемент 2 неподвижно соединен с нижним рычагом при помощи болтового соединения, он имеет отверстия на уровне своей зоны крепления.
В такой конфигурации элементами 4 удержания являются винты, взаимодействующие с гайками, при этом указанные винты проходят через отверстия, выполненные в зонах крепления нижнего рычага 3 и крепежного элемента 2, когда отверстия каждой зоны крепления располагают коаксиально относительно друг друга. Таким образом, соединительная зона В, образованная соединением этих зон крепления, содержит крепежные части С, каждая из которых имеет отверстие. Наружные поверхности этих крепежных частей С, которые соответствуют наружным поверхностям этих зон крепления, выполнены с возможностью взаимодействия с винтами, вставленными в эти отверстия, и с гайками, установленными на эти винты.
Действительно, во время этого соединения первый винт позволяет закрепить зону крепления крепежного элемента 2 на участке второй части 9b дна полой части 8, образующем зону крепления нижнего рычага 3. Два других винта позволяет также соединить зону крепления крепежного элемента 2 с бортиками 11, в частности, с первыми полками 11а.
Как показано на фиг. 1 и 2, элементы 4 удержания образуют вместе с крепежными частями С, с которыми они взаимодействуют, точки крепления: центральную точку крепления и две периферические точки крепления. Крепежные части С и, следовательно, точки крепления смещены по высоте по причине особой формы соединительной зоны В рычага подвески 1. Действительно, по меньшей мере две крепежные части С заключены в плоскостях P1, Р2, которые являются касательными к интерфейсу крепления на уровне элементов 4 удержания. Под «интерфейсом крепления» следует понимать поверхность, на уровне которой нижний рычаг 3 и крепежный элемент 5 шаровой опоры входят в контакт, в частности, на уровне точек крепления.
Эти плоскости P1, Р2, показанные на фиг. 5, могут быть параллельными и иметь в этом случае отклонение Н примерно 5-10 мм и предпочтительно 7 мм. В этой конфигурации соединительной зоны В, в которой две крепежные части находятся в параллельных плоскостях P1, Р2, отклонение Н соответствует расстоянию между двумя плоскостями Р1, Р2.
В конфигурации соединительной зоны В, показанной на фиг. 6, в которой две крепежные части заключены в не параллельные плоскости P1, Р2, отклонение Н соответствует наименьшему из расстояний между точками крепления, измеренных перпендикулярно к каждой из плоскостей P1, Р2. Кроме того, они имеют угловое отклонение β, которое составляет примерно 10-45 градусов, предпочтительно 30 градусов.
Два элемента 4 удержания, взаимодействующие с этими крепежными частями С в результате соединения зоны крепления крепежного элемента 2 с первыми полками бортиков 11 нижнего рычага 3, образуют две периферические точки крепления, которые содержатся в одной плоскости Р2. Элемент 4 удержания, взаимодействующий с крепежной частью, образованной соединением зоны крепления крепежного элемента 2 с участком второй части 9b дна полой части 8, образует центральную точку крепления. Таким образом, эта центральная точка крепления находится в плоскости Р1, имеющей отклонение Н относительно плоскости Р2, содержащей периферические точки крепления.
Как показано на фиг. 2, центральная точка крепления имеет с каждой из периферических точек крепления соответственно по существу подобные отклонения d1 и d2, которые составляют примерно от 30 мм до 50 мм и предпочтительно 35 мм. Сумма этих отклонений d1 и d2 соответствует расстоянию d между периферическими точками крепления.
Если в варианте неподвижное соединение крепежного элемента 2 с нижним рычагом 3 обеспечивают только две точки крепления, то они соответствуют в этом случае центральной и периферической точкам крепления. Такая конфигурация наиболее адаптирована к боковым ударам, которым может подвергаться колесо и, следовательно, рычаг подвески 1, с которым оно соединено.
Таким образом, понятно, что неподвижное соединение крепежного элемента 2 с нижним рычагом 3 происходит при ступенчатом расположении точек крепления и, следовательно, элементов 4 удержания, взаимодействующих с крепежными частями С.
Как было указано выше, крепежный элемент 2 содержит гнездо 15, предназначенное для установки шаровой опоры 13. Гнездо 15 показано на фиг. 3 и 4, на которых шаровая опора 13 не показана, чтобы можно было лучше показать гнездо 15.
Гнездо 15 имеет по существу цилиндрическую и полую форму и имеет в своей вершине проем 10. Это гнездо 15 и, в частности, его дно 16, показанное на фиг. 2, по существу находится в той же плоскости, что и вторая часть 9b дна полой части 8 зоны крепления нижнего рычага 3.
Это гнездо 15 содержит также опорный элемент 14, образующий конец крепежного элемента 2, выступающий от контура цилиндрической стенки гнезда 15. Следует отметить, что этот опорный элемент 14 может опираться, в частности, во время бокового удара по колесу, на внутреннюю поверхность тормозного диска, установленного на этом колесе, обращенную внутрь транспортного средства напротив поворотного кулака и крепежного элемента 2. Такой опорный элемент позволяет направлять запрограммированную деформацию рычага подвески 1.
Шаровая опора 13, подвижно установленная в гнезде 15, соединена с поворотным кулаком через хвостовик или стойку шаровой опоры, обеспечивая с этим кулаком поворотную связь.
Следует отметить, что шаровая опора 13 и крепежный элемент 2 имеют по существу перпендикулярные продольные оси.
Крепежный элемент 2 выполнен из металлического материала, например, из чугуна или из кованой стали.
Как показано на фиг. 1, рычаг подвески 1 может содержать усилительный элемент 17. Предпочтительно этот усилительный элемент 17 расположен на уровне нижнего рычага 2, и, в частности, каждый из его концов закреплен на бортике 11 нижнего рычага 3, в частности, на первой полке 11а этого бортика 11.
На фиг. 3 и 4 показан рычаг подвески 1 после деформации в результате удара.
Как было указано выше, этот удар может быть продольным или же боковым. Когда колесо подвергается такому удару, оно прижимается к рычагу подвески 1, поглощая некоторую часть энергии удара. Под действием этого удара рычаг подвески 1 деформируется.
На фиг. 3 показан рычаг подвески 1, деформированный под действием продольного удара, а на фиг. 4 - рычаг подвески, деформированный под действием бокового удара.
Такая деформация рычага подвески 1 направлена вдоль воображаемой линии 18 деформации, показанной на этих фиг. 3 и 4. Эта воображаемая линия 18 деформации проходит через нижний рычаг 3 на уровне бортиков 11 и его проема 10. Эта воображаемая линия деформации 18 заключена в так называемую предохранительную зону А, которая находится на уровне нижнего рычага 3, а не на уровне соединительной зоны В рычага подвески 1, как в известных решениях. В частности, эта предохранительная зона А находится на нижнем рычаге 3 между концом зоны В и шарнирами 6 и 7 и, в частности, в зоне 9с.
Расположение этой воображаемой линии 18 в предохранительной зоне А частично связано со смещением элементов 4 удержания, которые находятся в разных плоскостях P1, P2, касательных к интерфейсу крепления. Действительно, это смещение, связанное с тем, что по меньшей мере две крепежные части С заключены в разные плоскости P1, Р2, позволяет добавить инерцию на уровне соединительной зоны В рычага подвески 1.
Таким образом, понятно, что эта соединительная зона В обладает более значительной стойкостью к боковым и продольным ударам рычага подвески 1 по сравнению с другими частями этого рычага 1, в частности, с частями, находящимися на уровне проема 10. Благодаря этой конфигурации, предохранительная зона А рычага подвески 1 удалена от крепежного элемента 2 и, следовательно, от шаровой опоры 13, что позволяет предотвратить ее выпадение из гнезда 15.
Таким образом, благодаря предохранительной зоне А, находящейся на уровне нижнего рычага, соединение рычага подвески 1 с поворотным кулаком сохраняется после бокового или продольного удара.
Предпочтительно, когда рычаг подвески 1 деформировался, нет необходимости в его полной замене с целью ремонта транспортного средства, которое подверглось боковому или продольному удару. Действительно, достаточно просто заменить нижний рычаг, так как крепежный элемент 2 рычага подвески 1 не поврежден.
Кроме того, размеры рычага подвески 1 можно предусмотреть таким образом, чтобы воображаемая линия 18 деформации предпочтительно была заключена в этой предохранительной зоне А.
Действительно, высоту h и длину L второй полки 11b каждого бортика 11, размер и/или форму проема 10 или угол, образованный плоскостями, содержащими первую 9а и вторую 9b части дна нижнего рычага 3, можно предусмотреть таким образом, чтобы получить воображаемую линию 18 деформации, которая заключена в предохранительной зоне А, и обеспечить, таким образом, запрограммированную деформацию во время продольного или бокового удара.
Кроме того, можно добавить вышеупомянутый усилительный элемент, который способствует образованию этой воображаемой линии 18 деформации.
Что касается второй полки 11b, следует отметить, что, увеличивая ее высоту h, повышают сопротивление усилию части нижнего рычага 3, в которой находится эта вторая полка 11b, а уменьшая эту высоту h, получают обратный эффект.
Это же относится и к проему 10, то есть, увеличивая его размер, понижают сопротивление усилию в результате удара нижнего рычага 3, и, наоборот, при уменьшении этого размера сопротивление усилию нижнего рычага 3 увеличивается.
Изобретение не ограничивается описанным выше вариантом осуществления и включает в себя различные версии и обобщения в рамках нижеследующей формулы изобретения.