ДОМКРАТ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при техническом обслуживании или ремонте легкового автомобиля.
Известен домкрат для автомобиля, содержащий шарнирно-рычажный механизм с винтом, выполненный, по меньшей мере, из двух рычагов - основного и опорного, шарнирно соединенных между собой, причем опорный рычаг шарнирно соединен с опорной пятой, характеризующийся тем, что домкрат содержит дополнительный опорный элемент, выполненный упругим и жестко соединенным с основным рычагом. При этом домкрат характеризуется также тем, что шарнирно-рычажный механизм представляет собой четырехзвенник, по диагонали которого размещен винт. Также домкрат характеризуется тем, что дополнительный опорный элемент представляет собой пружину, нижняя концевая часть которой соединена с жестким элементом, контактирующим с грунтом в рабочем положении домкрата (свидетельство на полезную модель №29297, приоритет от 25.12.2001 г.). Так как сутью полезной модели является выполнение дополнительного опорного элемента домкрата в виде пружины, то этот домкрат, представляющий собой общую конструкцию с использованием четырехзвенника, применимую для автомобилей различной грузоподъемности, трудно анализировать по другим параметрам (например, сечение нижнего рычага, размеры и др.), важным для заявляемой полезной модели.
Известен домкрат для поднятия легкового автомобиля, содержащий шарнирно-рычажный механизм, приводную рукоятку, имеющую коленчатую стержневую форму, и винт, способный передавать усилие человека, приложенное к рукоятке, шарнирно-рычажному механизму, опорную ось, передвижную ось, передвигающуюся по резьбе винта, и две вспомогательные оси, с помощью которых соединены рычаги шарнирно-рычажного механизма, а также нижнюю опору и ось нижней опоры, а также верхнюю опору и ось верхней опоры, характеризующийся тем, что четыре рычага шарнирно-рычажного механизма имеют форму, подобную форме гнутого швеллера, и изготовлены путем штампования или гнутья листового металла, и хотя бы один из рычагов шарнирно-рычажного механизма содержит отверстие или отверстия, и/или вырез или вырезы любой формы, и в любом местоположении, так чтобы не уменьшать при этом допустимые усилия, которые должны быть приложены к каждому из рычагов при поднятии легкового автомобиля, а в двух основных рычагах, соединенных с опорной осью, расположены вспомогательные оси, и расстояние оси симметрии каждой из двух вспомогательных осей от оси симметрии опорной оси составляет от 100 до 150 мм, а расстояние оси симметрии передвижной оси, соединяющей между собой два других вспомогательных рычага шарнирно-рычажного механизма, от каждой из осей симметрии вспомогательных осей, составляет также от 100 до 150 мм, и, кроме того, опорная ось изготовлена из листового металла путем гнутья, и может состоять из одной, или из двух, или больше частей, причем хотя бы одна из частей имеет цилиндрическую форму или форму незаконченного цилиндра, а винт может опираться на любую из частей опорной оси. Кроме того, этот домкрат характеризуется тем, что хотя бы одна из вспомогательных осей, и/или ось нижней опоры, и/или ось верхней опоры, или хотя бы одна из частей любой из этих осей имеет цилиндрическую форму или форму незаконченного цилиндра, и изготовлена из листового металла путем гнутья. Кроме того, этот домкрат характеризуется тем, что передвижная ось или одна из частей передвижной оси имеет цилиндрическую форму, или форму незаконченного цилиндра, или форму, близкую к цилиндрической, и изготовлена из листового металла путем гнутья, а во внутреннюю полость передвижной оси вставлена гайка любой формы, имеющая резьбовое соединение с винтом (патент РФ на изобретение №2430875, конвенц. приоритет от 26.10.2009). В основу изобретения поставлена задача путем усовершенствования конструкции домкрата для поднятия легкового автомобиля, уменьшить материалоемкость домкрата, уменьшить его вес, и сделать его более удобным в эксплуатации. Это техническое решение по совокупности существенных признаков принимаем за прототип.
Недостаток прототипа, на наш взгляд, заключаются в отсутствии оптимизации конструкции домкрата к требуемому весу поднимаемого груза (части веса легкового автомобиля).
Так, например, условие в конструкции прототипа - «расстояние оси симметрии каждой из двух вспомогательных осей от оси симметрии опорной оси составляет от 100 до 150 мм, а расстояние оси симметрии передвижной оси, соединяющей между собой два других вспомогательных рычага шарнирно-рычажного механизма, от каждой из осей симметрии вспомогательных осей, составляет также от 100 до 150 мм» - предопределяет высоту подъема домкрата от 250 мм (теоретически) до 500 мм (теоретически), а это означает, что вес поднимаемого груза (части легкового автомобиля) будет примерно соответствовать от 750 кг до 1500 кг, что присуще легковым автомобилям совершенно разных классов. Следствием этого является то обстоятельство, что наличие заявляемых в пункте 1 формулы прототипа признаков в отношении вышеуказанных размеров (от 100 до 150 мм) в сочетании с признаками по обязательному наличию отверстий или вырезов в рычагах (особенно как это показано на фиг.1) с учетом цели изобретения - уменьшение веса домкрата - представляется далеко не бесспорной. При таком сочетании признаков речь должна идти скорее об усилении, а не ослаблении рычагов путем выполнения вырезов в них. Дополнительно можно принять во внимание используемый листовой металл для домкратов, его толщину и требования к прессовому оборудованию. Конструкция же прототипа с наличием вырезов в рычагах, лишь подтверждает достижение вытекающей из такой конструкции цели - снижение веса. Вышесказанное говорит о том, что всегда нужна оптимизация конструкции домкрата к требуемому весу поднимаемого груза и как следствие, обоснованный набор типоразмеров домкратов, что и имеет место на практике.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в оптимизации по весу, прочности и габаритам конкретной конструкции домкрата для конкретного класса легковых автомобилей.
Указанный технический результат достигается тем, что заявляемая полезная модель представляет собой домкрат для автомобиля, содержащий шарнирно-рычажный механизм, приводную рукоятку, имеющую коленчатую стержневую форму, и винт, способный передавать усилие человека, приложенное к рукоятке, шарнирно-рычажному механизму, опорную ось, передвижную ось, передвигающуюся по резьбе винта, и две вспомогательные оси, с помощью которых соединены рычаги шарнирно-рычажного механизма, а также нижнюю опору и ось нижней опоры, а также верхнюю опору и ось верхней опоры, при этом в двух основных рычагах, соединенных с опорной осью, расположены вспомогательные оси, отличающийся тем, что расстояние оси симметрии каждой из двух вспомогательных осей от оси симметрии опорной оси составляет от 100 до 120 мм, а расстояние оси симметрии передвижной оси, соединяющей между собой два других вспомогательных рычага шарнирно-рычажного механизма, от каждой из осей симметрии вспомогательных осей, составляет также от 100 до 120 мм, расстояние между осями симметрии нижней оси и вспомогательной оси нижнего основного рычага составляет от 65 мм до 80 мм, при этом все рычаги имеют в сечении П-образную форму, на боковых поверхностях рычагов выполнены подштамповки для усиления конструкции домкрата, а основная и передвижная оси выполнены из сплошного металла с резьбовыми отверстиями под винт домкрата.
При этом заявляемая полезная модель характеризуется также тем, что нижний основной рычаг имеет в сечении П-образную форму, продлевающуюся примерно от верхней части рычага со стороны двойного гиба до линии, находящейся ниже диаметра вспомогательной оси основного рычага, боковая поверхность выполнена расширяющейся до этой линии и сужающейся далее в направлении книзу, при этом на каждой боковой поверхности нижнего основного рычага выполнена плоская подштамповка наружу на глубину, примерно равную толщине листа с контуром, примерно равноудаленным от кромки рычага и зон загибов рычага, а на внутренних кромках нижнего основного рычага выполнены загибы листового металла наружу по всей его длине, верхний основной рычаг выполнен П-образной формы почти на всю длину рычага, боковые поверхности верхнего рычага имеют переменную длину в направлении, перпендикулярном П-образным загибам металла, при этом на каждой боковой поверхности снизу вверх выполнена подшамповка наружу в виде канавки, проходящей от основной оси к вспомогательной оси параллельно линии П-образного загиба, огибая вспомогательную ось и далее в направлении к верхней оси, при этом средняя линия канавки стремится к сближению с линией, соединяющей оси симметрии основной оси и верхней оси верхнего основного рычага, а кромка каждой боковой поверхности имеет загиб наружу на участке от зоны вспомогательной оси до зоны верхней оси, нижний и верхний вспомогательные рычаги домкрата имеют П-образное сечение на протяжении всей длины каждого рычага, на каждой боковой поверхности рычага выполнена подштамповка вовнутрь в виде вытянутого треугольника.
Кроме того, заявляемая полезная модель характеризуется тем, что максимальная высота подъема домкрата составляет от 350 до 390 мм.
Приведенные выше размеры от 100 до 120 мм являются по расчетам оптимальными для заявляемого типоразмера домкрата.
Расстояние между осями симметрии нижней оси и вспомогательной оси нижнего основного рычага в диапазоне от 65 мм до 80 мм, является необходимым и достаточным для реализации концепции данного типоразмера домкрата. Эта зона нижнего основного рычага, как видно из фиг.3 и 4, не имеет П-образного сечения рычага, поэтому удельные нагрузки на оставшиеся боковые стороны рычага в этой зоне возрастают. При этом желательно смещать этот диапазон размеров в сторону уменьшения, насколько это конструктивно возможно. Результаты испытаний подтвердили, что при увеличении этого размера имеет место смятие боковых поверхностей.
Совокупность приведенных выше конструктивных признаков полезной модели защищают конструкцию заявляемого типоразмера домкрата, позволяющего поднимать груз до 800 кг и предназначенного для легковых автомобилей класса LADA GRANTA, ЛАДА ПРИОРА, ЛАДА КАЛИНА и аналогичных по весу и габаритам автомобилей других марок.
Грузоподъемность заявляемого домкрата зависит также от толщины стального листа и марки стали для рычагов домкрата. Для заявляемого типоразмера достаточно листовой стали толщиной 1,8 мм.
Заявляемая конструкция домкрата представлена на следующих фигурах:
Фиг.1 - общий вид домкрата в среднем рабочем положении;
Фиг.2 - общий вид домкрата в максимально поднятом положении;
Фиг.3 - нижний основной рычаг (вид сбоку);
Фиг.4 - нижний основной рычаг (сечение A-A);
Фиг.5 - нижний основной рычаг (вид сбоку);
Фиг.6 - нижний основной рычаг (изометрия);
Фиг.7 - верхний основной рычаг (вид сбоку);
Фиг.8 - верхний основной рычаг (вид сверху);
Фиг.9 - верхний основной рычаг (вид сбоку);
Фиг.10 - верхний основной рычаг (изометрия);
Фиг.11 - домкрат в нерабочем (собранном) положении.
Заявляемая конструкция домкрата содержит шарнирно-рычажный механизм (фиг.1), состоящий из опорной оси 1, которая соединяет между собой основные рычаги: нижний основной рычаг 2 с верхним основным рычагом 3 с возможностью поворота вокруг опорной оси 1. На опорную ось 1 опирается винт 4. Основные рычаги 2 и 3 соединены со вспомогательными рычагами 5 и 6 с помощью вспомогательных осей 7 и 8. Вспомогательные рычаги 5 и 6 имеют возможность поворота вокруг осей 7 и 8. Вспомогательные рычаги 5 и 6 также соединены между собой с помощью передвижной оси 9, имеющей резьбовое соединение с винтом 4. С винтом 4 соединена рукоятка 10, имеющая коленчатую стержневую форму и способная передавать усилие человека на винт 4. Кроме этого, домкрат содержит нижнюю опору 11 и ось нижней опоры 12, а также верхнюю опору 13 и ось верхней опоры 14.
Нижний основной рычаг 2 (фиг.1, 3-6) имеет в сечении П-образную форму, продлевающуюся примерно от верхней части рычага со стороны двойного гиба до линии 15 окончания П-образного сечения снизу, находящейся ниже диаметра вспомогательной оси основного рычага, боковая поверхность выполнена расширяющейся до этой линии и сужающейся далее в направлении книзу, при этом на каждой боковой поверхности нижнего основного рычага выполнена плоская подштамповка 16 наружу на глубину, примерно равную толщине листа с контуром, примерно равноудаленным от кромки рычага и зон загибов рычага, а на внутренних кромках нижнего основного рычага выполнены загибы 17 листового металла наружу по всей его длине, Длина П-образной формы рычага ограничена снизу конструктивными соображениями по обеспечению складывания домкрата в нерабочее положение (фиг.11)
Верхний основной рычаг 3 (фиг.1, 7-10) выполнен П-образной формы почти на всю длину рычага, боковые поверхности верхнего рычага имеют переменную длину в направлении, перпендикулярном П-образным загибам металла, при этом на каждой боковой поверхности снизу вверх выполнена подшамповка наружу в виде канавки 18, проходящей от основной оси к вспомогательной оси параллельно линии П-образного загиба, огибая вспомогательную ось и далее в направлении к верхней оси, при этом средняя линия канавки стремится к сближению с линией, соединяющей оси симметрии основной оси и верхней оси верхнего основного рычага, а кромка каждой боковой поверхности имеет загиб наружу на участке от зоны вспомогательной оси до зоны верхней оси.
Нижний 5 и верхний 6 вспомогательные рычаги домкрата имеют П-образное сечение на протяжении всей длины каждого рычага, на каждой боковой поверхности рычага выполнена подштамповка 19 на нижнем рычаге в наружу, на верхнем рычаге вовнутрь в виде вытянутого треугольника.
Опорная ось 1 и передвижная ось 9 выполнены сплошными.
Устройство работает следующим образом. При поднятии легкового автомобиля к рукоятке 10 прикладывают усилие человека и крутят рукоятку 10 в том направлении, которое обеспечит передвижение передвижной оси 9 по винту 4 в направлении к опорной оси 1. Передвигаясь по винту 4, передвижная ось 9 изменяет положение рычагов 5 и 6, и таким образом рычаги 5 и 6 поднимаются вверх и осуществляют поднятие легкового автомобиля.
При опускании легкового автомобиля к рукоятке 10 прикладывают также усилие человека и крутят рукоятку 10 в том направлении, которое обеспечит передвижение передвижной оси 9 по винту 4 в направлении от опорной оси 1. Передвигаясь по винту 4, передвижная ось 9 изменяет положение рычагов 5 и 6, и, таким образом, рычаги 5 и 6 опускаются вниз и осуществляют опускание легкового автомобиля.
Приведенный на фиг.2 домкрат в верхнем положении поясняет суть концепции заявляемого домкрата (и другим им подобным), которая заключается в стремлении скомпоновать домкрат таким образом, чтобы рычаги (основные и вспомогательные) располагались по возможности ближе к вертикальной оси, соединяющей ось верхней опоры с осью нижней опоры. Тем самым увеличивается вертикальная жесткость каждого рычага согласно правилам сопромата и, соответственно, жесткость домкрата в целом. Вертикальная жесткость усиливается заявляемыми подштамповками.
Таким образом, заявляемый домкрат для автомобиля имеет оптимальные размеры и жесткость для своего типоразмера, что позволяет выполнить его достаточно легким (около 1,85 кг) с хорошей прочностью и минимальной себестоимостью, что делает его удобным и надежным в эксплуатации.