МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЯ КРЫШКОЙ БАГАЖНИКА АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится, в частности, к автомобильной отрасли и может быть использована при автоматизации процессов открывания и закрывания крышек багажников транспортных средств.
Известны устройства для опускания и подъема задней двери, крышки багажника автомобиля:
Patent No.: US 6,367,199 B2 Date of Patent: Apr.9, 2002;
Патент №103559 RU, опубл. 20.04.2011г.
Patent No.: US 6,454,339 B2 Date of Patent: Sep. 24, 2002;
Известно устройство для опускания и подъема задней двери (Patent No.: US 6,367,199 B2 Date of Patent: Apr. 9, 2002), созданное с использованием двух вертикальных реечных механизмов с перемещаемыми с их помощью толкателями, передающими двери совместное толкающее усилие, развиваемое при включении электроприводов обоих механизмов в сторону открытия двери и наоборот, тянущее усилие, при закрывании двери.
При этом реечные механизмы привода толкателей занимают пространство дверного проема, чем уменьшают общий полезный объем багажного отсека, заметно уменьшают полезную площадь проема задней двери, что представляет помеху при помещении в багажник груза с большим размером по ширине.
Известен механизм перемещения задней двери автомобиля (патент №103559 RU U1, по заявке 2010149130, от 30.11.2010 г., опубл. 20.04.2011г.), созданный с использованием вертикального реечного привода, который сам и используется в роли толкателя. Способ, выбранный для закрепления механизма привода, обеспечивает равномерность открытия-закрытия двери, отсутствие тангенциальных усилий, сопровождаемых трением и износом. Кроме того, этот механизм, как и в No.: US 6,367,199 является фактором уменьшения полезного объема кузова.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для опускания и подъема задней двери автомобиля (Patent No.: US 6,454,339 B2 Date of Patent: Sep.24, 2002), которое создано с использованием горизонтально расположенного реечного механизма привода толкателя. Выбор такого расположения механизма привода позволяет снизить фактор уменьшения площади проема двери, сохраняя возможность автоматизации процессов открытия-закрытия.
При этом следует отметить, что передача усилия от реечного привода на дверь посредством толкателя, сопровождается образованием тангенциальных сил, тормозящих и изгибающих механизм реечного привода, так как в процессе рабочего хода толкатель все время направлен вбок от траектории движения непосредственно привода.
Технической задачей полезной модели - механизма управления крышкой багажника автомобиля - является сокращение потребных объемов для размещения механизма привода, снижение габаритов и веса устройства, улучшение условий эксплуатации и применения, уменьшение уровня шума.
Технический результат достигается тем, что в основу принципа действия механизма заложены свойства обращенного кулисно-кривошипного механизма.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг. 1. изображено устройство для подъема и опускания задней двери Patent No.: US 6,367,199 B2 Date of Patent: Apr. 9, 2002;
на фиг. 2 - Устройство для подъема и опускания задней двери Patent No.: US 6,454,339 B2 Date of Patent: Sep. 24, 2002;
на фиг. 3. - Устройство для подъема и опускания задней двери ПМ №103559 RU U1, по заявке 2010149130, от 30.11.2010г, опубл. 20.04.2011г.;
на фиг. 4. - Устройство механизма управления крышкой багажника автомобиля.
Механизм управления крышкой багажника автомобиля представляет собой реверсируемый самовыдвигающийся кулисный толкатель с реечным электроприводом. Для уменьшения помех использованию полноты объема багажника, - размеры механизма выбираются минимальные, располагают его с одной стороны багажника, механизм размещают в неиспользуемом пространстве багажника, при открытии-закрытии ометаемом петлей 9 крепления крышки багажника 1. Механизм одним своим концом закрепляется шарниром 7, с одной степенью свободы, на поперечине 8 автомобиля и может совершать качательные движения вокруг оси данного шарнира, другим концом - связан с осью 11 шарнирного узла 10, имеющей две степени свободы по отношению к толкателю. Шарнирный узел 10 устанавливается на рычаге 5 петли 9 крышки багажника 1, при этом при удлинении или стягивании механизма - крышка багажника 1 поднимается или, соответственно, возвращается в закрытое положение. Подвижный конец механизма при этом получает движение по дуге окружности вокруг оси 4, закрепления данной крышки 1 на кузове 2 автомобиля (кривошип). Радиус этой окружности «R» задан конструктивным расстоянием между осью 4 шарнирного крепления петли 9 крышки багажника 1 и осью 11 шарнирного узла 10, который жестко закреплен на петле 9. Данная кинематическая схема имеет движителем кривошипа (плеча «R» на двери), - камень кулисы (это ось шарнирного узла), который перемещается толкателем - кулисой, здесь имеет место схема со свойствами обращенного кулисно-кривошипного механизма.
Механизм устроен следующим образом. Основанием механизма является коробчатая направляющая 17, закрепляемая на поперечине автомобиля 8 посредством осевого шарнира 7. Внутри коробчатой направляющей 17 между вкладышами 6 располагается подвижный коробчатый толкатель 14 с имеющейся на нем зубчатой рейкой (рейка-толкатель), находящейся в зацеплении с ведущей шестерней реверсируемого мотор-редуктора 16, жестко закрепленного на коробчатой направляющей 17. При включении мотор-редуктора 16, рейка-толкатель 14 начинает перемещаться внутри коробчатой направляющей 17 в соответствии с полярностью приложенного напряжения питания электродвигателя.
При указанном на Фиг.4 взаимном расположении механизма привода между кузовом агрегата и управляемой крышкой багажника, включение привода механизма на удлинение производит открывание крышки вверх, и наоборот, реверсирование привода механизма и укорочение реечного толкателя закрывает крышку вниз.
Для оптимального «вживления» механизма в состав автомобиля и совмещения моментов включения-выключения электропривода и открытия замка крышки багажника - авторы использовали подключение электродвигателя привода механизма к штатной электрической цепи управления электромагнитом замка блокировки и отпирания крышки багажника. Для своевременных остановок электродвигателя привода механизма и подготовки к реверсному включению при очередном включении - применили концевые переключатели, срабатывающие в моменты открывания крышки багажника до конца или в момент полного захлопывания (при закрывании). Это позволяет включать механизм на подъем в момент нажатия на кнопку управления электромагнитом замка двери при открывании багажника и отключать питание электропривода механизма открывания в момент достижения крышкой верхнего открытого положения, при этом концевыми переключателями обеспечивается смена полярности питающего напряжения, что необходимо для подготовки к следующему циклу работы (обеспечивается реверсирование электропривода на режим закрывания).
Включение подготовленного к циклу закрывания механизма производит обратное действие, и крышка багажника закрывается, при этом концевой переключатель обеспечивает своевременное отключение электропривода и снова меняет полярность подключения питающего напряжения, чем подготавливает механизм к циклу открывания.
Расположение механизма в пространстве транспортного средства произведено таким образом, чтобы развиваемого механизмом усилия было достаточно для надежного подъема и опускания (размер «R»), а сам механизм при работе располагался в зоне, сметаемой петлей крышки багажника не оказался помехой для размещения перевозимого багажа. Соответственно, размеры и габариты механизма минимизируются.
Шарнирный узел 10 устроен следующим образом: на рычаге петли 5, по установленной разметке, жестко закреплена планка 10, чем задается конструктивное расстояние «R». На оси 11 указанной планки 10 имеется вращающийся ролик 12, внешним диаметром расположенный внутри рейки-толкателя 14, при этом ось 11 наружным диаметром располагается в продольном пазу 13 рейки-толкателя 14 и может воспринимать рабочие усилия рейки- толкателя 14 при открытии-закрытии, в соответствующих положениях, при касании краев указанного паза 13.
Паз 13 применяется для увеличения степеней свободы оси 11 шарнирного узла 10 по отношению к рейке - толкателю 14.
При работе механизма наличие паза 13 в рейке-толкателе 14 создает для оси 11 шарнирного узла 10 свободу перемещения относительно толкателя 14, то есть ось 11 имеет возможность перемещаться вдоль паза 13, и в определенный момент, может, под действием внешней силы, «обогнать» толкатель 14.
При работе механизма на подъем это позволяет крышке багажника 1 самостоятельно, под действием досылающего элемента (в данном случае - штатная пружина растяжения 3), ускоренно занять верхнее устойчивое положение, после прохождения положения, когда досылающий момент пружины 3 превысит момент силы тяжести на крышку багажника 1. При этом снижается нагрузка на механизм, осуществляется быстрое окончание коммутаций в цепи питания.
При работе механизма на опускание - ролик 12 занимает в пазу 13 рейки-толкателя 14 противоположное предыдущему положение и при этом в момент преобладания силы тяжести над силами досылающего элемента, крышка багажника 1 свободно обгоняет механизм, самостоятельно закрываясь на замок, при свободном падении под действием силы тяжести, что также снижает нагрузку на механизм и способствует быстрому окончанию коммутаций в цепи питания. В обоих устойчивых положениях - и в открытом и в закрытом положении крышки багажника 1 ролик 12 подвижного шарнирного узла 10 занимает внутри продольного паза 13 рейки-толкателя 14 почти среднее положение, не касается краев паза 13, что при включении механизма снижает пусковые токи. Таким образом, наличие продольного паза 13 и дополнительной степени свободы оси 11 шарнирного узла 10, - являются положительными отличительными свойствами полезной модели.
Все трущиеся подвижные части при сборке механизма смазываются консистентной смазкой, что делает его работу бесшумной и плавной.
Полезная модель механизма управления крышкой багажника автомобиля с рейкой-толкателем и пазом в толкателе для увеличения количества степеней свободы одного из шарниров, разработана, изготовлена и испытана авторами в объеме опытной партии в июле 2011 года.
Все конструкционные материалы, использованные для изготовления, являются хорошо известными и доступными.
Все металлические детали изготовлены известными методами обработки, включая механическую обработку, литье, штамповку, пластические деформации, термообработку.
Все пластмассовые детали изготовлены литьем.
Для смазки, при изготовлении, применены консистентные смазки типа «Шрус-4», «Литол» и т.д.
Способы разметки и виды закрепления механизма на автомобиле обеспечивают соответствие установленным требованиям на установку механизма и удобство при установке и обслуживании.
Примененные при производстве и контроле методы по результатам работ и испытания на надежность показали надежность конструкции механизма в различных условиях испытаний.