РЕССОРА
SPRING

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в подвесках транспортных средств (в частности, к конструкции эластичных подвесок колес транспортных средств).
Подвеска предназначена для того, чтобы сделать ход транспортного средства более плавным. С точки зрения особенностей конструкции различают зависимые и независимые подвески. Рессора - одна из составляющих задней зависимой подвески.
Известна листовая рессора, через которую рама транспортного средства опирается на ось колеса, регулятор жесткости, выполненный из гибких элементов, середины которых соединены между собой и осью колеса, а концы изогнуты и связаны с рамой транспортного средства, при этом гибкие элементы выполнены из отрезков троса, объединенных попарно, середины которых в каждой паре соединены с осью колеса, а изогнутые концы которых жестко соединены с рамой транспортного средства (Пат. на пол. модель №110031, РФ. Подвеска транспортного средства, заявл. 16.03.2011, опубл. 10.11.2011).
Указанная рессора сложна в исполнении и ненадежна при динамических нагрузках.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является упругий элемент, состоящий из спиральных частей, обращенных друг к другу и установленных в одной и той же плоскости, соединенных между собой соединительным элементом (Пат. №2432700, РФ. Упругий элемент (варианты), часть упругого элемента, скользящий механизм и портативное устройство, в которых использован такой элемент, заявл. 16.03.2011, опубл. 10.11.2011).
Однако имея наиболее близкую форму к форме предлагаемой рессоры, указанный упругий элемент предназначен для небольших нагрузок.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества пространственной защиты рессоры от значительных динамических нагрузок, а также стабилизация положения кузова транспортного средства во время движения без применения демпфирующих устройств.
Указанный технический результат достигается тем, что рессора, состоящая из спиральных частей, соединенных друг с другом соединительным элементом таким образом, чтобы быть обращенными друг к другу, и установленных в одной и той же плоскости, имеет две спиральные части, которые выполнены со встречной намоткой, касаются друг друга и соединены соединительной дугой, при этом спиральные части рессоры, соединенные дугой, выполнены цельным элементом, с обеих сторон рессора снабжена боковыми ограничителями, закрепленными на раме, а центром рессора прикреплена к балке моста, при этом длина наложения витков спирали рессоры самой на себя при создании спиралей пропорциональна длине выпрямления соединительной дуги.
Спиральные элементы выполнены из материала с высокой степенью упругости; рессора прикреплена к балке моста стремянками; место касания закрученных частей расположено по оси подвески; она имеет плоскую форму, выполненную так, как показано на фиг. 1; при сжимании спиральной части рессоры количество наложения витков не превышает половины окружности.
Рессора в конструкции транспортного средства используется в качестве упругого элемента подвески, распределяющего нагрузку на кузов или раму транспортного средства. Рессора характеризуется длительным сроком службы.
Основными характеристиками упругих свойств рессоры являются гибкость и жесткость. Гибкость зависит от предполагаемой скорости: чем выше конструкционная скорость транспортного средства, тем гибче должна быть рессора. Гибкость ограничивается прочностью рессор. Жесткость - величина, обратная гибкости, т.е. нагрузка, вызывающая прогиб рессоры. Улучшение плавности хода возможно с увеличением статического прогиба (прогиб рессор у неподвижного транспортного средства) и уменьшением жесткости рессор, что уменьшает силы, передающиеся от пути к подрессорной части транспортного средства.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - общая схема подвески, на фиг. 2 - рессора при воздействии статической нагрузки F.
На чертежах: 1 - спиральные части; 2 - соединительный элемент (дуга); 3 - ограничители; 4 - рама; 5 - ось крепления; 6 - балка моста; 7 - стремянки; 8 - хомуты.
Предлагаемая рессора (фиг. 1) состоит из двух спиральных частей 1, обращенных друг к другу, соединенных друг с другом соединительным элементом (дугой) 2 и расположенных в одной плоскости.
Две спиральные части рессоры выполнены со встречной намоткой, касаются друг друга и соединены соединительным элементом (соединительной дугой). Длина наложения тела рессоры самой на себя при создании спирали пропорциональна длине выпрямления соединительной дуги.
Рессора: это спиральные части и соединительная дуга, - выполнена единым элементом (цельным, из одной заготовки, из единого листа или цельногнутого профиля), что повышает надежность работы рессоры.
Таким образом, рессора имеет расположенные в единой плоскости соединительную дугу с концами, закрученными в спирально двигающиеся, касающиеся друг друга пружины (окружности), и образует замкнутую форму.
С обеих сторон рессора снабжена боковыми, например челюстными, ограничителями 3, которые жестко прикреплены к раме 4 транспортного средства. Боковые ограничители 3, например челюстные, удерживают максимальный горизонтальный размер замкнутой рессоры постоянным, а их изогнутые свесы предохраняют рессору от выпадения.
Центром, по оси крепления 5, рессора прикреплена к балке моста 6 стремянками 7.
Место соединения (касания) закрученных частей рессоры расположено по оси крепления подвески.
Работает рессора следующим образом.
При нагружении данной рессоры статической нагрузкой F меняют форму 3 основных элемента: соединительная дуга и две спирально закрученные пружины (окружности) (Фиг. 2).
При движении транспортного средства нагрузка от балки моста 6 передается на центральную часть соединительной дуги 2, происходит выпрямление соединительной дуги 2 (фиг. 2) и она начинает работать как однолистовая скользящая рессора.
Для компенсации изменения длины рессора скручивается в спиральные пружины (окружности), перемещаясь в ограничителях 3, например челюстных. Спиралеобразные части (окружности) 1 рессоры вращаются (скручиваются), провоцируя плоское спиральное наматывание рессоры в оба кольца (Фиг. 2).
Длина наложения тела рессоры самой на себя при создании спирали пропорциональна длине выпрямления соединительной дуги 2.
В основе рессоры заложены плоские спирали (окружности). Под воздействием нагрузки рессора уменьшает пространство, в котором она размещена: радиус соединительной дуги увеличивается и она, распираясь в ограничители, «переходит» в спирально закрученные элементы, создавая вращение последних. Спиральные кольца, ограниченные корпусом, ограничителями и упором друг в друга, вращаются в противоположных направлениях (при воздействии нагрузки - навстречу друг другу, при ослаблении нагрузки - наоборот). Концы рессоры, накладываясь на тело рессоры, вмещаются внутри спиралей. Увеличение нагрузки на рессору ведет к увеличению длины спирального наложения. Чем больше нагрузка на рессору, тем больше будут закручены спиральные концы.
Предлагаемая рессора является упругим элементом и обладает прогрессивной характеристикой. При небольших нагрузках рессора работает как мягкая, создавая высокую плавность хода. При росте нагрузок, при больших ходах подвески, в работу включается большая площадь наложения листа в спиральном наматывании и жесткость рессоры возрастает.
Рессора может быть плоской или желобчатой, выполнена как из рессорной стали, так и из полимерных материалов. Лист рессоры может быть изготовлен из неметаллических материалов, например углепластика, либо футерован композитными материалами.
Основное отличие рессоры в том, что спиральные элементы в плоскости имеют две части, которые выполнены со встречной намоткой, касаются друг друга и соединены соединительной дугой, при этом спиральные части рессоры, соединенные дугой, выполнены цельным элементом, с обеих сторон рессора снабжена боковыми ограничителями, закрепленными на раме, а центром рессора прикреплена к балке моста, при этом длина наложения витков спирали рессоры самой на себя при создании спиралей пропорциональна длине выпрямления соединительной дуги, т.е выполнена так, как показано на фиг. 1.
Плоскость каждой рессоры (площадь скручивания) параллельна плоскости направления движения транспортного средства. Центральная часть рессоры жестко закреплена к мосту или оси колеса, например, шпилькой и стремянками.
Скручивающиеся части рессоры размещаются в посадочных местах корпуса, при этом с обеих сторон рессора обрамлена ограничителями, жестко закрепленными на кузове. Ограничитель расположен вдоль боковой стороны скрученной части, имеет минимальное соприкосновение с рессорой в спокойном ненагруженном состоянии. Края ограничителей находятся ниже линии, проходящей через центры вращения скрученных частей, этим предотвращается выпадение рессоры из посадочного места. Возможность полного выпадения рессоры из посадочного места блокируется дополнительными хомутами 8, жестко закрепленными на корпусе и не соприкасающимися с рессорой во время покоя и постоянной работы.
Использование изобретения позволит
- гасить наибольшие усилия при сильных ударах о препятствие максимальным прогибом соединительной дуги и упругостью образованных «колец» (закрученных, спиралеобразных концевых частей), на которые она опирается,
- возможность несимметричного скручивания колец позволяет уменьшить продольный крен при разгоне-торможении.
- рессора, выполненная так, как показано на фиг. 1, не имеет раскачивания, присущего винтовым пружинам, а трение рессоры с рамой и направляющими создает эффект гашения колебаний и работает как фрикционный амортизатор.