КАРКАС КОЛЕСА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к рулевым управлениям транспортных машин, в частности, легковых автомобилей, и может был» использована при изготовлении травмобезопасных рулевых колес.
В современном автомобилестроении используются различные конструкции травмобезопасных рулевых колес. Известно, например, рулевое колесо транспортного средства с демпфирующим элементом, содержащим полый цилиндр из листового металла с отверстиями на боковой поверхности, разделенными перемычками, а последние в поперечном к оси цилиндра направлении выполнены изогнутыми в виде гофр. Отверстия выполнены рядами, поперечными оси цилиндра (Авт. св. СССР №1073147, кл. В 62, Д 1/10, опубл. 15.02.84 г., бюл. №6). Недостатком известного рулевого колеса является то, что в нем энергию удара поглощает только демпфирующий элемент, а каркас самого рулевого колеса не предназначен для этого.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является каркас рулевого колеса, содержащий обод, жестко связанный двумя своими противолежащими точками с двумя спицами, выполненными из одной полосы материала со сквозным отверстием в средней ее части, в котором закреплена посредством сварки ступица, при этом каркас снабжен дополнительной центральной спицей, жестко связанной одним концом с ободом и соединенной с двумя другими спицами в средней их части посредством заклепок, причем все спицы снабжены не менее чем двумя перегибами, выполненными под углами более 90°, а обод выполнен из профилированного металла» например, имеющего в поперечном сечении вид пологой синусоиды с отогнутыми наружу под углом 180°±10° краями, причем ступица рулевого колеса дополнительно спрессована (свидетельство на полезную модель №19007, кл. В 62 Д 104, опубл. 10.08.2001 г., бюл №22).
Недостатком известного каркаса рулевого колеса является то, что при ударе нагрузка на водителя может оказаться более 80 g, а замедлена действия нагрузки - более 3 миллисекунд» что не соответствует правилам 12-03 ЕЭК ООН защиты водителя от элементов управления.
Задачей полезной модели является создание такой конструкции каркаса рулевого колеса автомобиля, которая соответствовала бы требованиям правил 12-03 ЕЭК ООН.
Поставленная задача решается в предлагаемом каркасе колеса рулевого управления, содержащем обод, жестко связанный двумя своими противолежащими точками с двумя спицами, выполненными из одной полосы материала со сквозным отверстием в средней ее части, при этом каркас содержит дополнительную спицу, жестко связанную одним концом с ободом, а другим концом соединенную с двумя другими спицами в средней их часта, причем все спицы снабжены не менее чем двумя перегибами, выполненными под углами более 90°, а между ободом и ступицей размещен демпфирующий элемент, выполненный в виде скобы с горизонтальной центральной частые с отверстием, соответствующим отверстию в спицах, и расположенными под углам друг к другу ступенчатыми боковыми сторонами, сужающимися в сторону ступицы, причем указанные стороны имеют отогнутые участки, контактирующие с наклонными поверхностями двух спиц или с боковой поверхностью ступицы, и отверстия, например, треугольной формы
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен каркас колеса рулевого управления вместе со спицами, вид сверху, на фиг.2 - демпфирующая скоба, вид спереди, на фиг.3 - то же, вид сбоку, на фиг.4 -скоба, вид сверху, на фиг.5 - расположение демпфирующей скобы, когда ее концы контактируют со ступицей, на фиг.6 - расположение демпфирующей скобы, когда ее концы контактируют с наклонными поверхностями спиц, на фиг.7 - вариант профиля металла обода.
Каркас колеса рулевого управления (фиг.1) включает в себя обод 1, жестко соединенный с двумя горизонтальными спицами 2 и 3, выполненными из одной полосы материала и имеющими перегибы 4,5,6, выполненные под углами более 90° (фиг.5 и 6). К центральной части спиц 2 и 3 заклепками прикреплена центральная спица 7, также имеющая три перегиба Обод 1 каркаса рулевого колеса выполнен из профилированного металла (фиг.7). Между спицами 2 и 3 и ступицей 8 размещен демпфирующий элемент 9, выполненный в виде скобы (фиг.2, 3, 4) с горизонтальной центральной частью 10 с отверстием 11 и распложенными под углам друг к другу ступенчатыми боковыми сторонами 12 и 13, которые сужаются в сторону ступицы. Стороны 12 и 13 имеют отогнутые участки 14 и 15 для контактирования с наклонными поверхностями 16 и 17 спиц 2 и 3. Стороны 12 и 13 демпфирующего устройства могут иметь и отогнутые участки 18 и 19, которые контактируют с ответными участками ступицы 8. В этом случае участки 18 и 19 крепятся к ступице 8 болтами. Участки 14 и 15 объединяются с участками 16 и 17 сваркой. На сторонах 12 и 13 демпфирующего устройства выполнены треугольные отверстия 20. Обод 1 изготавливают прокаткой или штамповкой из профиля, показанного на фиг.7. Отогнутые под углом 180° края обеспечивают наибольшую жесткость конструкции при заданной ширине обода. Затем вырубают из полосы металла заготовки для спиц 2, 3, 7 и выполняют перегибы 4, 5, 6 на них. При этом для обеспечения возможности складывания спиц в "гармошку" при ударе водителя о рулевое колесо перегибы выполняют под углом более 90°. Затем спицы крепят к ободу сваркой или заклепками. Между спицами 2 и 3 устанавливают демпфирующий элемент горизонтальной частью 10 к ободу, а наклонными поверхностями 14 и 15 сторон 12 и 13 к поверхностям 16 и 17 спиц 2 и 3 или поверхностями 18и 19 крепятся к ступице 8.
В аварийной ситуации каркас колеса рулевого управления работает следующим образом. При возникновении аварии и ударе водителя о рулевое
колесо обод 1 и центральная спица 7 деформируются - складываются в "гармошку" по местам перегибов 4, 5, 6, а заклепки (на чертежах не показаны) - срезаются. При этом энергия удара поглощается каркасом рулевого колеса и расходуется на деформацию спицы 7, обода 1 и срезание заклепок. Если в момент удара рулевое колесо было повернуто под углом 90°, то деформации по линиям перегиба подвергаются и спицы 2 и 3. Таким образом, при любом положении рулевого колеса энергия удара преобразуется в энергию деформации обода, спиц и срезания заклепок. Однако при очень сильном уларе водителя о рулевое колесо (при столкновении на большой скорости) энергия удара может оказаться такой, что нагрузка на тело водителя окажется более 80 g, а замедление действия нагрузки - более 3 миллисекунд Для того. чтобы уменьшить нагрузку на водителя до допустимых значений, служит демпфирующий элемент описанной выше конструкции. При ударе водителя о рулевое колесо часть нагрузки принимает на себя демпфирующий элемент, а энергия удара расходуется на смятие боковых сторон 12 и 13. Благодаря выполнению сторон 12 и 13 ступенчатыми действие нагрузки замедляется до времени менее 3 миллисекунд, а перегрузка, испытываемая водителем, снижается до 50-60 g, что существенно снижает возможность травмирования водителя, исполнение сторон 12 и 13 сужающимися в сторону ступицы обеспечивает преобразование энергии удара в энергию деформации сторон 12 и 13, а наличие треугольных отверстий 20 приводит к облегчению деформации сторон 12 и 13 преимущественно в тех местах, где выполнены отверстая 20, так как прочность на изгиб здесь ниже.
Предлагаемая полезная модель позволяет создать колесо рулевого управления автомобиля, обеспечивающего технологичность изготовления, низкую себестоимость, повышение травмобезопасности, выполнение условий правил 12-03 ЕЭК ООН защиты водителя от элементов управления, снизить перегрузку при ударе до величины 50-60 g и замедлить действие нагрузки до величины менее 3 миллисекунд.