универсальная подвеска

Формула изобретения

1. УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПОДВЕСКА для упругой установки жесткого тела на жестком базовом узле, содержащая промежуточную раму, подпружиненную со стороны базового узла для ограниченного относительного углового перемещения вокруг оси, вертикально совмещенной с центральной продольной осью базового узла и шарнирно поддерживающей тело для ограниченного горизонтального и вертикального перемещения относительно нее, и рычажные средства, шарнирно установленные по меньшей мере на одном конце базового узла с возможностью ограниченного углового перемещения относительно нее вокруг оси, параллельной вращению промежуточной рамы, отличающаяся тем, что рычажные средства соединены с противоположными сторонами тела, а промежуточная рама включает в себя продольно выступающие боковые элементы и концевые элементы, выступающие в поперечном направлении, при этом концевые элементы установлены с возможностью скольжения поперек рамы под воздействием центробежной силы на величину, ограниченную упорами, расположенными на ней.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена подъемным средством, включающим в себя поршни и средство подачи текучей среды, сжатого воздуха или любой эквивалентной среды под наддувом в пространство между поршнями и телом.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что каждый из боковых элементов рамы содержит два продольно выставленных элемента, внешние концы которых соединены с возможностью скольжения с концевыми элементами рамы с помощью поперечных направляющих, а внутренние концы шарнирно соединены с центральной частью боковых элементов, поддерживающих подъемные средства для тела.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что промежуточная рама опирается с одной стороны базового узла на цилиндрические пружины, расположенные между поперечными направляющими и концевыми элементами базового узла.

5. Система по любому из пп. 1 4, отличающаяся тем, что промежуточная рама опирается со стороны базового узла на полуэллиптические пластинчатые пружины, каждая из которых шарнирно закреплена по концам на боковом элементе рамы, а между концами закреплена на концевом элементе базового узла.

6. Система по любому из пп. 4 и 5, отличающаяся тем, что концы пружин закреплены на промежуточной раме с помощью скоб.

7. Система по пп. 4 и 5, отличающаяся тем, что промежуточная рама опирается со стороны базового узла на комбинацию из цилиндрических пружин на одном конце и полуэллиптических пластинчатых пружин на другом.

8. Система по любому из пп. 1 7, отличающаяся тем, что противоположные концы рычажных средств шарнирно соединены с парами кулис, другие концы которых шарнирно соединены с кронштейнами соответствующих противоположных сторон тела.

9. Система по любому из пп. 1 8, отличающаяся тем, что базовый узел включает в себя наземные колеса, установленные с возможностью вращения на концах по меньшей мере одной поперечной оси.

10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что базовый узел включает в себя по меньшей мере четыре колеса, установленных на передней и задней осях.

11. Система по любому из пп. 1 5, отличающаяся тем, что базовый узел включает в себя по меньшей мере два поплавка, установленных на концах по меньшей мере одной поперечной оси для поддержания тела над водной поверхностью.

12. Система по п. 9 или 10, отличающаяся тем, что по меньшей мере один конец базового узла является опорой для пары продольно выступающих рычагов, шарнирно установленных на различных уровнях на базовом узле и шарнирно соединенных своими внутренними концами с телом с возможностью ограничения движения вперед в процессе торможения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системе подвески, предназначенной для повышения статической или динамической устойчивости тел, находящихся в состоянии покоя или движущихся по земле или воде, или в воздухе и, в частности не исключительно применяемой для пассажирских, грузовых, багажных отсеков наземных, воздушных или водных транспортных средств, а также для частей строительных конструкций, выступающих над поверхностью земли, которые все в дальнейшем именуются телами.

Жесткие тела, подобные рассматриваемым, могут в зависимости от их расположения и назначения подвергаться воздействию различных ударов, вызываемых наряду с другими факторами, волнами, неровностями на поверхности земли, колебаниями земли или воздушной турбулентностью. Поэтому основной целью изобретения является уменьшение до минимума влияния этих или других явлений на множество различных тел путем разделения обычной монолитной конструкции с одним центром тяжести на сложную конструкцию из отдельных масс, каждая из которых имеет собственный центр тяжести и независимо связана по меньшей мере с одной из остальных масс для обеспечения относительного перемещения одной относительно других.

Известен пример такой конструкции, которая уже применена для подвески автомобиля, предназначенного для передвижения, в частности, по пересеченной местности, и включает в себя применение рычага, шарнирно установленного по меньшей мере на одном конце шасси автомобиля с возможностью ограниченного углового перемещения вокруг оси, проходящей вдоль продольной оси автомобиля и соединенного с осью колеса с помощью кулис, установленных с возможностью скольжения в концах рычага и включающих в себя пружины, создающие усилие на ось, направленное вниз.

В соответствии с настоящим изобретением система подвески для упругого закрепления жесткого тела на жестком базовом узле содержит промежуточную раму, опирающуюся на пружины со стороны указанного базового узла с возможностью ограниченного относительного углового перемещения вокруг оси, вертикально совмещенной с центральной продольной осью базового узла, и являющуюся опорой для указанного тела с возможностью ограниченного перемещения в вертикальном и горизонтальном направлениях относительно нее, и рычажные средства, шарнирно установленные по меньшей мере на одном конце указанного базового узла с возможностью ограниченного углового перемещения относительно него вокруг оси параллельной оси вращения указанной промежуточной рамы. При этом указанные рычажные средства соединены с противоположными сторонами указанного тела.

Один пример осуществления изобретения описан на примере автомобиля, используемого для передвижения по пересеченной или труднопроходимой местности, и проиллюстрирован на рисунках в виде схем.

На фиг. 1 изображен пространственный вид системы подвески транспортного средства в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, в которой могут применяться полуэллиптические пластинчатые пружины или цилиндрические пружины; на фиг.2 вид спереди системы подвески в соответствии с первым примером осуществления; на фиг.3 вид сбоку системы подвески, представленной на фиг. 2; на фиг.4 вид в плане системы подвески в соответствии со вторым примером изобретения, использующей полуэллиптические пластинчатые пружины или цилиндрические пружины; на фиг.5 вид сбоку системы подвески в соответствии с изобретением, содержащей полуэллиптические пластинчатые пружины или цилиндрические пружины; на фиг.6 иллюстрация теоретического принципа системы подвески в соответствии с изобретением и направления движения различных элементов системы подвески; на фиг. 7-10 виды наземного транспортного средства, лодки, самолета, совершающего посадку, и здания из сборных элементов, соответственно с частичными разрезами, где имеется необходимость для иллюстрации некоторых из различных видов применения изобретения и свободных движений в системе; на фиг.11 пространственное изображение в увеличенном масштабе поперечного соединения, применяемого для осей разъемного типа, показанных на фиг.8 и 9.

Как видно из фиг.1-3, на них показаны конструкция шасси/корпуса 10 автомобиля, опорные средства в виде передних 14 и задних 16 ходовых колес с шинами, установленных на соответствующих осях 18 и 20, и система подвески, расположенная между опорными средствами и корпусом 10. Система подвески включает в себя промежуточную раму 22, имеющую противоположно расположенные пары боковых рычагов 26, 28, 30, 32, при этом каждый рычаг 26, 28, 30, 32 шарнирно установлен одним концом на соответствующем пальце 34, 36, 38, 40. Другой конец каждого рычага 26, 28, 30, 32 закреплен с возможностью скольжения на соответствующих поперечных соединениях 42, 44, 46, 48, предусмотренных в каждом из четырех углов рамы 22. Другие рычаги 50 и 54 предусмотрены на переднем и заднем концах соответственно рамы 22 и шарнирно установлены на концах конструкции тела 10 с помощью пальцев 58, 60, которые расположены на продольной центральной оси 12 корпуса 10. Противоположные концы переднего и заднего рычагов 50 и 54 соответственно закреплены с возможностью скольжения на соответствующих поперечных соединениях 42, 44 и 46, 48. На рычагах 50 и 54 по обеим сторонам поперечных соединений 42, 44, 46, 48 предусмотрены упоры 49 для ограничения радиального перемещения корпуса 10.

Передние ходовые колеса 14, установленные на оси 18, поджаты книзу с помощью цилиндрических пружин 62, установленных между осью 18 и рамой 22. Верхние концы цилиндрических пружин 62 закреплены на боковых рычагах 26, 28 рамы 22, а их нижние концы на оси 18. Задние ходовые колеса 16, установленные на оси 20, поджимаются книзу с помощью полуэллиптических пластинчатых пружин 64, установленных между осью 20 и рамой 22

U-образные болты 66 фиксируют пластинчатые пружины 64 на оси 20, а пластинчатые пружины 64 шарнирно установлены по обеим сторонам на раме 22 с помощью скоб 68, которые шарнирно установлены на боковых рычагах 30, 32 рамы 22 (фиг.1 и 5). Применение шарнирно установленных скоб 68 позволяет увеличить перемещение пластинчатых пружин 64 относительно корпуса 10 и дает возможность исключить рычаги 78, рассмотренные ниже. Передние цилиндрические пружины 62 могут быть заменены на полуэллиптические пружины, закрепленные таким же образом, как и задние пружины 64.

Рычажные средства 70, 72 установлены с возможностью вращения на пальцах 71 и 73 соответственно в центре передней 18 и задней 20 осей. Оси указанных пальцев совпадают с центральной вертикальной осью узла корпуса как на переднем, так и на заднем концах. Каждое рычажное средство 70, 72 имеет соответствующие правые 70А и 72А и левые 70В и 72В шарнирные выступы, продолжающиеся на корпусе 10 и шарнирно установленные на кронштейнах 74 на указанном корпусе. Рычажные средства 70, 72 и их шарнирные выступы ограничивают или регулируют вращение тела, когда автомобиль совершает поворот, при торможении или при движении по неровной поверхности.

Одним концом пара рычагов 76 шарнирно установлена на каждой из осей 18, 20, а пара рычагов 78 шарнирно установлена одним концом на другом уровне относительно рычагов 76 только на одной или каждой оси, на которой закреплены цилиндрические пружины 62. Другими концами рычаги 76, 78 шарнирно установлены на корпус 10 и способствуют регулированию радиального перемещения тела при повороте и движению тела вперед при торможении (фиг.2 и 3).

Целесообразно, чтобы корпус 10 имел под поршневые средства 80, опирающиеся на пружины 81, удерживаемые в определенном положении на корпусе с помощью держателя 83. Оба поршневых средства на левой и правой сторонах корпуса соединены друг с другом в позиции 80А для одновременного перемещения. При подаче рабочей среды в надпоршневые полости поршневые средства 80 поднимают корпус 10 на более высокий уровень относительно земли и обеспечивают демпфирование или регулирование ударов, которые стремятся воздействовать на колеса 14, 16, и тем самым комфортное передвижение корпуса 10 автомобиля. В результате подъема корпуса 10 относительно поверхности земли система обеспечивает дополнительные преимущества более высокого перемещения оси, повышенную амортизацию и по крайней мере два дополнительных свободных движения в пределах его системы, а именно, вертикального движения конструкции тела 10 вверх и вниз относительно земли. Для подъема конструкции тела в окна 82 может подаваться любая соответствующая среда, например, текучая среда, воздух, рабочая жидкость под наддувом или любая их комбинация.

На фиг. 4, 5, 6 и 7 иллюстрируется сущность изобретения применительно, например, к наземному транспортному средству, главные узлы которого включают в себя корпус 10, промежуточную раму 22 (показана пунктирной линией на фиг. 6), содержащую рычаги 26, 28, 30, 32 и поперечные скользящие соединения 42, 44, 46, 48, цилиндрические пружины 82 или полуэллиптические пластинчатые пружины 64, или их комбинацию, как показано на фиг.5; рычажные средства 70, 72, установленные по центру на осях вместе с соответствующими рычагами 70А, 72А, 70В и 72В, шарнирно установленными на них и выступающими к боковым кронштейнам 74 конструкции тела; передний и задний осевые узлы 18, 20, соответственно, включающие детали 76, 78, представляющие опорные рычаги, установленные на различных уровнях, и детали 14, 16, представляющие наземные опоры для корпуса.

Проиллюстрированный пример, находящийся в пределах объема формулы изобретения, обеспечивает повышенное смещение оси относительно корпуса, так как оси имеют центральное соединение с корпусом только с помощью шарнирных рычажных средств, и повышенную амортизацию, обеспечиваемую с помощью подъемных средств, содеpжащих детали 82 и 80, соответственно, установленные и приводимые в действие, как поясняется с помощью фиг.1.

Фиг. 8 иллюстрирует другой пример применения изобретения, в котором ось сплошного типа 18, приведенная на фиг.7, может быть заменена на ось разъемного типа 84, и в котором ходовые колеса 14, 16 заменены по крайней мере одним надувным элементом 12А для поддержания корпуса над водной поверхностью.

Фиг. 9 иллюстрирует еще один пример применения изобретения применительно к посадочному шасси типового самолета, включающему в себя одну или две оси 84, типа показанной на фиг.8 и соответствующих ходовых колес 12 с пневматиками.

Фиг.10 иллюстрирует другой пример применения универсальной системы подвески в виде строительной конструкции из сборных элементов, имеющей тела 10, промежуточную раму 22, поперечные скользящие соединения 42, 44, 46, 48, цилиндрические пружины 62, центрально расположенные рычажные средства 70, 72 с их соответствующими кулисами 70А, 70В, 72А и кронштейнами 74, неподвижно закрепленными на конструкции тела 10, передние и задние оси 18, 20 которые могут быть выполнены в виде, представленном позицией 84 на фиг.8 и 9, а также подъемные средства, состоящие главным образом из поршневых средств 80, окон 82, пружинных средств 81 и пружинных держателей 83, систему, обеспечивающую увеличение свободных перемещений до двадцати четырех.

В процессе движения, когда автомобиль совершает повороты на больших скоростях, корпус автомобиля стремится к вращению в направлении действия центробежной силы, однако это движение ограничивается благодаря геометрии системы подвески и ее централизованных ограниченных связей. В результате корпус, установленный с возможностью вращения вокруг пальцев 71 и 73 передней и задней оси соответственно, благодаря рычажным средствам 70 и 72 и их соответствующим кулисам 70А, 70В, и 72А, 72В будет двигаться в радиальном направлении в пределах ограниченного угла или расстояния, контролируемого упорами 49. В связи с тем, что рычаги 50 и 54 следуют радиальному движения корпуса, они одновременно создают усилие на все четыре пружины, направленное вниз и вызывающее их сжатие. Эта конструкция отличается от конструкции, применяемой в обычных системах подвески автомобиля, в которых при движении автомобиля на повороте пружины, расположенные по одну сторону корпуса автомобиля находятся в сжатом состоянии, а пружины с другой стороны корпуса автомобиля находятся в состоянии растяжения. При движении автомобиля через препятствия, которые стремятся поднять корпус, оба пружинных средства 62, 64 и рычажные средства 70, 72, а также их выступающие части стремятся ограничить перемещение корпуса автомобиля. При торможении автомобиля движение вперед ограничивается дополнительными рычагами 76, 78, расположенными как на передней, так и на задней осях, и одновременно рычаг 76, который установлен над центральной точкой оси, ограничивает вращение осей, создавая момент, который передается корпусу.

Когда автомобиль движется поперек по горе или наклону, описанная система подвески может регулировать любые перемещения тела автомобиля в боковом направлении, позволяя автомобилю двигаться по такой местности с обеспечением комфорта и повышенной устойчивости. Когда автомобиль движется по пересеченной местности, когда правая и левая стороны автомобиля движутся через препятствия в одно и тоже время и где передняя и задняя оси наклонены в противоположные стороны относительно друг друга, система подвески обеспечивает улучшенное смещение осей относительно друг друга и относительно тела конструкции, в виду того, что промежуточная рама и система соединения с центральным ограничением обеспечивают улучшенное независимое перемещение относительно друг друга. Многие другие улучшения и модификации системы подвески становятся очевидными для специалистов, не выходя за пределы объема настоящего изобретения, определенные следующей формулой изобретения.