КРЕПЛЕНИЕ СЦЕПНОГО УСТРОЙСТВА С КРОНШТЕЙНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЙ
FIXATION OF COUPLING DEVICE WITH FORCE DISTRIBUTION BRACKET

Область техники, к которой относиться изобретение
Изобретение относится к конструкции для крепления части сцепного устройства для прицепа, в частности лонжерона сцепного устройства, для прицепа на полом конструктивном элементе кузова автотранспортного средства, в частности на полом лонжероне кузова.
Объектом изобретения является также само автотранспортное средство, содержащее сцепное устройство для прицепа и, по меньшей мере, одну такую конструкцию.
Уровень техники
Сцепное устройство для прицепа обычно устанавливают при вторичном монтаже на лонжеронах кузова транспортного средства при помощи горизонтальных креплений. В частности, это относится к транспортному средству, предназначенному для семьи. Горизонтальные крепления обеспечивают максимально жесткое соединение между стойками сцепки и лонжеронами кузова транспортного средства.
В случае транспортного средства для перевозки грузов конструкция отличается и налагает дополнительные условия, в частности сцепное устройство устанавливают при первичном монтаже непосредственно на заводе. Эта автоматизированная установка требует, чтобы крепления были ориентированы вертикально. Однако вертикальные крепления являются менее эффективными, чем горизонтальные крепления. С другой стороны, размерность устройства следует предусматривать для очень большой минимальной буксируемой массы, например порядка двух тонн. В частности, необходимо предусматривать возможность крепления сцепного устройства класса «F», передающего на кузов усилия более высокого уровня, чем сцепка класса «А». Передаваемые усилия являются более значительными на сцепке класса «F», чем на сцепке класса «А», по причине менее благоприятного положения сцепного органа, предполагающего увеличение плеча рычага по отношению к кузову.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения состоит в создании крепления сцепного устройства для прицепа, позволяющего устранить вышеупомянутые недостатки, присущие известным конструкциям.
В частности, изобретение призвано предложить конструкцию для крепления на полом конструктивном элементе кузова автотранспортного средства части сцепного устройства для прицепа, которую можно устанавливать на заводе и которая одновременно является прочной и экономичной.
Первым объектом изобретения является конструкция для крепления части сцепного устройства для прицепа, в частности лонжерона сцепного устройства, для прицепа на полом конструктивном элементе кузова автотранспортного средства, в частности на полом лонжероне кузова, при этом конструкция содержит:
- по меньшей мере, один первый и, по меньшей мере, один второй стяжные элементы, расположенные соответственно внутри и, по меньшей мере, частично снаружи конструктивного элемента и выполненные с возможностью совместного взаимодействия таким образом, чтобы создавать первое усилие затягивания, ориентированное в осевом, в частности вертикальном, направлении, стягивающее первую стенку конструктивного элемента, в частности нижнюю стенку, и указанную часть сцепного устройства для прицепа,
- и кронштейн первого стяжного элемента, расположенный внутри конструктивного элемента и выполненный с возможностью взаимодействия с первым стяжным элементом таким образом, чтобы воспринимать усилия, передаваемые и воспринимаемые первым стяжным элементом в направлении, отличном от осевого направления, и распределять их, по меньшей мере, на вторую стенку конструктивного элемента, в частности на боковую стенку.
Первый стяжной элемент может представлять собой резьбовую втулку, внутренняя резьба которой, ориентированная в осевом направлении, предназначена для завинчивания резьбовой охватываемой части второго стяжного элемента, представляющего собой, в частности, болт или винт.
Соотношение между длиной и диаметром внутренней резьбы втулки может превышать 3.
Кронштейн первого стяжного элемента можно выполнить таким образом, чтобы позиционировать первый крепежный элемент внутри конструктивного элемента с сохранением фиксированного осевого направления по отношению к конструктивному элементу.
Кронштейн первого стяжного элемента может ограничивать гнездо, предназначенное для размещения первого стяжного элемента.
Кронштейн первого стяжного элемента может представлять собой вилку U-образной формы, имеющую, с одной стороны, базовую полку, в которой выполнено указанное гнездо, и, с другой стороны, две боковые полки, предназначенные для установки в положение плоской опоры соответственно на две противоположные вторые стенки конструктивного элемента, в частности на две противоположные боковые стенки, расположенные с двух сторон от первого стяжного элемента.
Конструкция может содержать промежуточную усилительную пластину, вставленную в осевом направлении между первой стенкой конструктивного элемента с одной стороны и первым стяжным элементом и кронштейном первого стяжного элемента с противоположной стороны.
С промежуточной усилительной пластиной можно неподвижно, в частности, посредством сварки соединить гайку, отдельную от первого и второго стяжных элементов, причем эта гайка взаимодействует с болтом или с винтом независимо от первого и второго стяжных элементов для создания второго усилия затягивания в осевом направлении, добавляемого к первому усилию затягивания и дополняющего стягивание первой стенки конструктивного элемента с частью сцепного устройства для прицепа.
Вторым объектом изобретения является автотранспортное средство, содержащее сцепное устройство для прицепа и, по меньшей мере, одну такую конструкцию для крепления, по меньшей мере, части сцепного устройства для прицепа, в частности, лонжерона сцепного устройства для прицепа, по меньшей мере, на одном полом конструктивном элементе кузова транспортного средства, в частности на полом лонжероне кузова.
Таким образом, оно может содержать две таких конструкции, обеспечивающие крепление двух частей сцепного устройства для прицепа, смещенных между собой в поперечном направлении транспортного средства, в частности, двух лонжеронов сцепного устройства для прицепа, смещенных в поперечном направлении относительно друг друга.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества и отличительные признаки будут более очевидны из нижеследующего описания частных вариантов осуществления изобретения, представленных в качестве неограничивающих примеров со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показан пример конструкции в соответствии с изобретением, вид в перспективе;
на фиг. 2 и 5 показана конструкция, изображенная на фиг. 1, когда она установлена на полом лонжероне кузова транспортного средства, вид в перспективе сзади;
на фиг. 3 показана конструкция узла, изображенного на фиг. 2, вид в продольном вертикальном разрезе (X, Z);
на фиг. 4 показан узел, изображенный на фиг. 2, вид сверху по Z.
Осуществление изобретения
Описание, связанное с фиг. 1-5, представлено со ссылками на ортонормированную систему координат (X, Y, Z), классически применяемую для автотранспортного средства, в которой ось X является продольным направлением перед-зад транспортного средства, направленным в заднюю сторону, ось Y является поперечным правым-левым направлением, направленным в правую сторону, которое является горизонтальным и перпендикулярным к направлению X и ось Z является вертикальным направлением вверх.
В целом изобретение относится к области крепления всего или части сцепного устройства 10 для прицепа на кузове автотранспортного средства. Закрепляемое сцепное устройство 10 может быть любым устройством, но оно выполнено таким образом, чтобы принадлежать к классу «F» и обеспечивать перемещение буксируемой массы порядка двух тонн. Понятно, что подробно описанная ниже конструкция, входящая в состав транспортного средства и предназначенная для крепления сцепного устройства 10 на кузове транспортного средства, должна быть спроектирована соответствующим образом.
Например, но не исключительно, сцепное устройство 10 для прицепа содержит раму U-образной формы, основание которой образовано задней поперечиной 11, расположенной вдоль оси Y, которая, в свою очередь, оснащена посередине шаровой опорой 13 и две боковые ветви которой образованы лонжеронами 12, направленными в основном вперед вдоль оси X.
Такое сцепное устройство 10, в частности, на уровне части, образованной его двумя лонжеронами 12, крепят на двух полых конструктивных элементах кузова автотранспортного средства, в частности на двух полых лонжеронах 14 кузова. Для этого автотранспортное средство, в состав которого входит сцепное устройство 10 для прицепа, содержит также, по меньшей мере, одну конструкцию для крепления, по меньшей мере, части сцепного устройства 10 для прицепа, по меньшей мере, на одном полом конструктивном элементе кузова транспортного средства, в частности на полом лонжероне 14 кузова. В частности, транспортное устройство содержит две такие конструкции, обеспечивающие крепление двух частей сцепного устройства 10 для прицепа, смещенные между собой в поперечном направлении Y транспортного средства, а именно двух лонжеронов 12 сцепного устройства 10 для прицепа, смещенных относительно друг друга в поперечном направлении Y.
Каждая конструкция частично показана на фиг. 1 и 2. Согласно существенному отличительному признаку конструкция, обеспечивающая крепление данного лонжерона 12 на данном полом лонжероне 14 транспортного средства, в основном содержит:
- по меньшей мере, один первый стяжной элемент 15, расположенный внутри конструктивного элемента, образованного полым лонжероном 14,
- по меньшей мере, один второй стяжной элемент 16, расположенный, по меньшей мере, частично снаружи конструктивного элемента, образованного полым лонжероном 14, при этом первый и второй стяжные элементы 15, 16 выполнены с возможностью взаимодействия между собой (в частности, через геликоидальное соединение завинчиваемого типа) таким образом, чтобы создавать первое усилие затягивания F1 (фиг. 3), ориентированное в осевом направлении D относительно конструкции (в частности, в вертикальном направлении Z), причем это усилие F1 стягивает первую стенку 17 конструктивного элемента 14, в частности нижнюю, стенку и лонжерон 12 сцепного устройства 10 для прицепа,
- и кронштейн 18 первого стяжного элемента 15, тоже расположенный внутри конструктивного элемента 14 и выполненный с возможностью взаимодействия с первым стяжным элементом 15 таким образом, чтобы воспринимать усилия (не показаны), передаваемые и воспринимаемые первым стяжным элементом 15 в направлении, отличном от осевого направления D, и распределять их, по меньшей мере, на вторую стенку 19 конструктивного элемента 14, в частности на боковую стенку.
Усилия (не показаны), действующие на первый стяжной элемент 15 и передаваемые на кронштейн 18 в направлении, отличном от осевого направления D, соответствуют усилиям сдвига, изгиба и кручения, не включенные в направление D и действующие на первый стяжной элемент 15 под влиянием лонжерона 12, когда сцепное устройство 10 буксирует груз на уровне сцепного шаровой опоры 13.
Предпочтительно первый стяжной элемент 15 представляет собой резьбовую втулку, внутренняя резьба которой, ориентированная в осевом направлении, предназначена для завинчивания резьбовой охватываемой части второго стяжного элемента 16, представляющего собой, в частности, болт или винт. Этот болт или этот винт имеет, например, часть, расположенную снаружи лонжерона 14 таким образом, чтобы его рабочая головка была доступной, тогда как его резьбовая охватываемая часть заходит внутрь лонжерона 14 через соответствующее отверстие. Эта втулка предназначена для размещения в таком месте транспортного средства, где предположительно крепление между лонжероном 12 устройства 10 и полым лонжероном 14 транспортного средства подвергается наибольшим воздействиям. Использование втулки, а не гайки, длина которой в осевом направлении D была бы намного меньше, позволяет получить очень большую длину взаимодействия со вторым стяжным элементом 16. Основная часть вертикальных усилий, необходимых для удержания лонжерона 12 на лонжероне 14 кузова, воспринимается втулкой. Длина резьбы и форма кронштейна 18, который заставляет участвовать стенки 19 лонжерона 14 в статическом равновесии втулки, обеспечивают отличное распределение усилий на вертикальных стенках 19 лонжерона 14, что позволяет разгрузить низ лонжерона 14, то есть в основном его нижнюю стенку 17. Предпочтительно соотношение между длиной и диаметром внутренней резьбы втулки превышает 3, что обеспечивает хорошее восприятие усилий по сравнению с решением, в котором применяют гайку.
Исключительно простым способом обеспечения взаимодействия первого стяжного элемента 15 и его кронштейна 18 при передаче усилий от одной детали к другой является выполнение кронштейна 18 таким образом, чтобы позиционировать первый крепежный элемент 15 внутри конструктивного элемента (лонжерона 14), сохраняя или фиксируя при этом осевое направление D относительно системы координат (X, Y, Z), связанной с конструктивным элементом 14. Для этого предпочтительно кронштейн 18 может ограничивать гнездо 23, предназначенное для размещения первого стяжного элемента 15. В случае когда первый стяжной элемент 15 является втулкой, это гнездо 23 может иметь форму желоба, проходящего по всей высоте Н кронштейна 18, рассматриваемой в осевом направлении D, причем этот желоб имеет, например, полукруглое сечение или, во всяком случае, имеет форму, соответствующую сечению втулки.
В представленном варианте осуществления кронштейн 18 первого стяжного элемента 15 является моноблочной деталью, являющейся частью вилки общей U-образной формы в плоскости сечения, ортогональной к осевому направлению D. Таким образом, кронштейн 18 имеет базовую полку 20, параллельную осевому направлению D, в которой выполнено гнездо 23 для размещения первого стяжного элемента 15, и две боковые полки 21, 22, параллельные осевому направлению D, предназначенные для плоской опоры соответственно на две противоположные вторые стенки 19 конструктивного элемента 14, в частности на две противоположные боковые стенки лонжерона 14, расположенные с двух сторон от первого стяжного элемента 15 в поперечном направлении Y транспортного средства.
Конструкция дополнительно включает в себя промежуточную усилительную пластину 24, вставленную в осевом направлении D между первой стенкой 17 конструктивного элемента 14 с одной стороны, и первым стяжным элементом 15 и кронштейном 18 с противоположной стороны. Своим нижним концом в осевом направлении D кронштейн 18 опирается на эту усилительную пластину 24. С другой стороны, первый стяжной элемент 15 тоже опирается на пластину 24 своим нижним концом в осевом направлении D. Таким образом, осевые усилия передаются напрямую от первого стяжного элемента 15 на пластину 24. Поскольку эта пластина входит в контакт типа плоской опоры на нижнюю стенку 17 лонжерона 14 кузова, внутри которой расположены кронштейн 18 и первый стяжной элемент 15, пластина 24 распределяет напрямую на первую стенку 17 все действующие на нее усилия, проходящие от кронштейна 18 и/или от первого стяжного элемента 15.
Усилия (не показаны), воспринимаемые первым стяжным элементом 15 и напрямую передаваемые первым стяжным элементом 15 на промежуточную усилительную пластину 14 в осевом направлении D, в основном соответствуют осевым усилиям растяжения-сжатия. Следовательно, пластина 24 может также воспринимать усилия, передаваемые кронштейном 18 под действием не осевых усилий, передаваемых первым стяжным элементом 15. Иначе говоря, усилия, передаваемые на кронштейн 18 первым стяжным элементом 15 под действием усилий, воспринимаемых первым стяжным элементом 15 в направлении, отличном от осевого направления D, могут распределяться кронштейном 18 не только на две вторые стенки 19 конструктивного элемента 14 (например, на боковые стенки), но также на первую стенку 17 (например, на нижнюю стенку лонжерона 14).
Предпочтительно с промежуточной усилительной пластиной 24 неподвижно соединяют, например, посредством сварки гайку 25, отдельную от первого и второго стяжных элементов 15, 16. Эта гайка 25 взаимодействует с болтом 26 или винтом независимо от первого и второго стяжных элементов 15, 16, создавая второе усилие затягивания F в осевом направлении D, которое добавляется к первому усилию затягивания F1 и дополняет стягивание первой стенки 17 конструктивного элемента 14 с закрепляемой частью сцепного устройства 10 для прицепа. Гайка 5 имеет внутреннюю резьбу намного короче, чем резьба втулки. Гайка 25 и болт 26 направлены вертикально вдоль оси Z и коллинеарно с осевым направлением D.
Как показано на фиг. 3, первый и второй стяжные элементы 15, 16 предназначены для крепления задней части сцепного устройства 10 для прицепа вблизи заднего конца этой части, если смотреть в продольном направлении X транспортного средства. С другой стороны, они предназначены для установки сзади гайки 25 и винта 26, если смотреть по оси X, поэтому они являются крепежными элементами, находящимися дальше всего в заднем направлении транспортного средства. В дополнение к этим креплениям в задней части конструкция предпочтительно может содержать дополнительную систему винт-гайка 17, предназначенную для крепления передней части сцепного устройства 10 для прицепа вблизи переднего конца этой части, противоположной относительно части, закрепляемой стяжными элементами 15, 16, в частности противоположной в продольном направлении X транспортного средства. Система винт-гайка 27 создает третье усилие затягивания F3 в осевом направлении D, стягивающее конструктивный элемент (в данном случае полый лонжерон 14) и часть (в данном случае лонжерон 12) сцепного устройства 10 для прицепа. Система винт-гайка 27 ориентирована вертикально по оси Z и коллинеарно с осевым направлением D.
Описанное решение является простым, эффективным, прочным, позволяет отказаться от применения дополнительных деталей и не приводит к увеличению массы или времени монтажа. Все стягивающие крепления ориентированы вертикально и позволяют осуществлять установку при первичном монтаже непосредственно на заводе.