Подвеска

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к подвескам сидений транспортных средств. Сущность изобретения: в ненагруженном состоянии вся конструкция подвески как бы установлена под восходящим углом к горизонтали. При воздействии на подвижную опору вертикальной силы P (например, вес оператора) проставки выполненные в виде пластин, обладая малой жесткостью на изгиб в плоскости деформации, прогибаются и переходят в новое положение, но, сохраняя прежнюю длину, остаются параллельными друг другу и таким образом трансформируют всю подвижную часть конструкции в новое положение. При этом диагональ параллелограмма (который образован подвижной и неподвижной опорами и сдвоенными проставками), вдоль которой установлен упругий элемент сокращается, что влечет за собой возникновение силы F от сжатия упругого элемента, направленной вдоль диагонали, и момента изгиба. В состоянии равновесия совместное действие силы F и момента M компенсирует действие нагрузки P. Характер изменения силовых факторов F и M нелинейный и соответствует требуемому виду силовой характеристики большая жесткость на начальном участке и малая на рабочем. Такой вид силовой характеристики всей подвижной части конструкции подвески имеет малую частоту собственных колебаний (эффективную виброзащиту) на рабочих ходах подвески при сравнительно малой статической осадке от веса оператора. 18 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в качестве подвески, например для сиденья транспортных средств.

Наиболее близким к предлагаемой подвеске по технической сущности является устройство, содержащее неподвижную и подвижную относительно нее опоры, соединенные между собой разнесенными в поперечном направлении проставками и упругим элементом, выполненным по крайней мере в виде одной упругой пластины, и элемент изменения параметров упругого элемента [1] Недостатком известного устройства является малый ресурс работы, нетехнологичность и сложность конструкции, т. е. наличие более 11 узлов сухого трения, низкие виброзащитные свойства конструкции при малых и умеренных амплитудах вибраций, так как данная конструкция подвески запирается и передает вибрацию на сиденье оператора практически без снижения уровня, при этом конструкция подвески демпфирует колебания только большой амплитуды, характерные для преодоления глубоких выбоин на дорогах, а также неровностей профиля дороги более 70-100 мм. Параллельность рессоры относительно проставок (параллелограммного механизма) обуславливает линейный характер основной характеристики, что при необходимости достижения эффективной виброзащиты требует обеспечения недопустимо большой статической осадки подвески и рабочего хода, что в свою очередь приводит к установке дополнительных упругих ограничителей хода подвески или использования в конструкции устройства предварительного нагружения упругого элемента (рессоры), которые часто становятся слабым звеном всей конструкции, приводящим к аварийным ситуациям в случае их поломки.

Для решения технической задачи в подвеске, содержащей неподвижную и подвижную относительно нее опоры, соединенные между собой разнесенными в поперечном направлении проставками и упругим элементом, выполненным по крайней мере в виде одной упругой пластины, один конец по крайней мере одной упругой пластины жестко зафиксирован относительно противолежащего конца, который установлен с возможностью фиксированного перемещения по траектории относительно зоны жесткого крепления конца упругой пластины в плоскости ее деформации. Один конец упругой пластины жестко соединен с неподвижной опорой, а противолежащий конец с подвижной опорой. Конец упругой пластины, обращенной в сторону неподвижной опоры, установлен с возможностью фиксированного перемещения по траектории относительно зоны жесткого крепления конца упругой пластины, обращенной в сторону подвижной опоры в плоскости ее деформации. Концы по крайней мере одной упругой пластины установлены с возможностью фиксированного перемещения по траектории относительно предварительно жестко зафиксированного противолежащего конца упругой пластины в плоскости ее деформации. Один конец по крайней мере одной упругой пластины установлен с возможностью фиксированного перемещения вдоль соответствующей опоры между нижней и ее верхней частями. Упругий элемент установлен под восходящим углом к горизонтали в сторону подвижной опоры. Упругий элемент направлен от нижней части неподвижной опоры к верхней ее части. Подвеска снабжена дополнительным упругим элементом. Дополнительный упругий элемент симметрично установлен в поперечном направлении относительно упругого элемента. Конец по крайней мере одной упругой пластины каждого упругого элемента установлен с возможностью фиксированного перемещения по траектории относительно предварительно жестко зафиксированного относительно него противолежащего конца той же пластины в плоскости ее деформации. Упругий и дополнительный упругий элементы установлены параллельно один другому и направлены в одну сторону. Упругий и дополнительный упругий элементы выполнены идентичными. Упругие пластины пакета имеют одинаковую длину. Проставки выполнены в виде гибких элементов с минимальным удлинением при растяжении, а их концы жестко закреплены с соответствующими неподвижной и подвижной опорами. Каждый элемент с минимальным удлинением при растяжении выполнен в виде пакета пластин. Пластины пакета проставок и пластины упругих элементов выполнены из одного материала. Пластины пакета проставок и пластины упругих элементов имеют одинаковую толщину. Число пластин в каждом пакете проставки отлично от числа пластин в каждом пакете упругого элемента. Число пластин в каждом пакете проставки меньше числа пластин в каждом пакете упругого элемента. Подвеска содержит сдвоенные по вертикали проставки, а упругий элемент совпадает с плоскостью, проведенной через диагональ параллелограмма, образованного сдвоенными проставками и подвижной и неподвижной опорами, в каждом из сдвоенных по вертикали пакетов пластин проставок число пластин нижнего набора равно числу пластин верхнего набора. В каждом из сдвоенных по вертикали пакетов пластин проставки число пластин нижнего набора отлично от числа пластин пакета верхнего набора. В каждом из сдвоенных по вертикали пакетов пластин проставки число пластин пакета нижнего набора больше числа пластин пакета верхнего набора. Число пластин в каждом из пакетов проставки и упругих элементов четное, а в каждом из пакетов упругих элементов нечетное, и наоборот. Подвеска снабжена элементами с минимальным крутящим моментом в плоскости деформации и жесткими в плоскости, перпендикулярной к плоскости деформации, симметрично установленными относительно вертикальной плоскости симметрии и закрепленными своими концами с возможностью поворота на неподвижной и подвижной опорах. Элементы с минимальным крутящим моментом установлены с внешней стороны соответствующей проставки. Элементы с минимальным крутящим моментом установлены параллельно соответствующей проставке. Элементы с минимальным крутящим моментом соединены с серединами по вертикали подвижной и неподвижной опор. Элементы с минимальным крутящим моментом соединены с подвижной и неподвижной опорами через сайлент-блоки и выполнены в виде штанг.

На фиг. 1 изображен один из вариантов подвески, общий вид; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 подвеска под нагрузкой, общий вид; на фиг. 4 подвеска с дополнительным упругим элементом, общий вид; на фиг. 5 подвеска, снабженная элементами с минимальным крутящим моментом в плоскости деформации и жестким в плоскости, перпендикулярной к плоскости деформации.

Подвеска содержит неподвижную и подвижную относительно нее опоры 1 и 2, соединенные между собой разнесенными в поперечном направлении проставками 3 и 4 и упругим элементом, выполненным по крайней мере в виде одной упругой пластины 5. Один из концов 6 или 7 по крайней мере одной упругой пластины 5 жестко зафиксирован относительно противолежащего конца 7 или 6, который установлен с возможностью фиксированного перемещения по траектории относительно зоны жесткого крепления конца 6 или 7 упругой пластины 5 в плоскости ее деформации. Один конец 6 упругой пластины 5 жестко соединен с неподвижной опорой 1, а противолежащий конец 7 с подвижной опорой 2. Конец 6 упругой пластины 5, обращенной в сторону неподвижной опоры 1, установлен с возможностью фиксированного перемещения по траектории относительно зоны жесткого крепления конца 7 упругой пластины 5, обращенной в сторону подвижной опоры 2 в плоскости ее деформации. Каждый из концов 6 или 7 по крайней мере одной упругой пластины 5 установлен с возможностью фиксированного перемещения по траектории относительно предварительно жестко зафиксированного противолежащего конца 7 или 6 упругой пластины 5 в плоскости ее деформации. Один конец 6 или 7 по крайней мере одной упругой пластины 5 установлен с возможностью фиксированного перемещения вдоль соответствующей опоры 1 или 2 между нижней и ее верхней частями 8 или 10 и 9 или 11. Упругая пластина 5 установлена под восходящим углом к горизонтали в сторону подвижной опоры. Упругая пластина 5 направлена от нижней части 8 неподвижной опоры 1 к верхней части 11 подвижной опоры 2. Подвеска снабжена дополнительным упругим элементом 12. Дополнительный упругий элемент 12 симметрично установлен в поперечном направлении относительно упругого элемента 5. Конец 6, 7 или 13, 14 по крайней мере одной упругой пластины каждого упругого элемента 5 или 12 установлены с возможностью фиксированного перемещения по траектории относительно предварительно жестко зафиксированного относительно него противолежащего конца 7, 6 или 14, 13 той же пластины 5 или 12 в плоскости ее деформации. Упругий и дополнительный упругий элементы 5 и 12 установлены параллельно один другому и направлены в одну сторону. Упругий и дополнительный упругий элементы 5 и 12 выполнены идентичными. Упругие пластины пакета имеют одинаковую длину. Проставки 3 и 4 выполнены в виде гибких элементов с минимальным удлинением при растяжении, а их концы 15, 17 и 16, 18 жестко закреплены с соответствующими неподвижной и подвижной опорами. Каждый элемент проставок 3 и 4 с минимальным удлинением при растяжении выполнен в виде пакета пластин. Пластины пакета проставок и пластины упругих элементов выполнены из одного материала. Пластины пакета проставок 3 и 4 и пластины упругих элементов 5 и 12 выполнены одинаковой толщины. Число пластин в каждом пакете проставки 3 или 4 отлично от числа пластин в каждом пакете упругого элемента 5 или 12. Число пластин в каждом пакете проставки 3 или 4 меньше числа пластин в каждом пакете упругого элемента 5 или 12. Подвеска, содержащая сдвоенные по вертикали проставки 3, 19 и 4, 20 упругий элемент 5 или 12, совпадает с плоскостью, проведенной через диагональ параллелограмма, образованного сдвоенными проставками 3, 19 и 4, 20 и подвижной и неподвижной опорами 2 и 1. В каждом из сдвоенных по вертикали пакетов пластин проставок 3, 19 и 4, 20 число пластин нижнего набора 19, 20 равно числу пластин верхнего набора 3, 4. В каждом из сдвоенных по вертикали пакетов пластин 19, 20 проставки число пластин нижнего набора отлично от числа пластин пакета верхнего набора 3, 4. В каждом из сдвоенных по вертикали пакетов пластин проставки число пластин пакета нижнего набора 19, 20 больше числа пластин пакета верхнего набора 3, 4. Число пластин в каждом из пакетов проставки 3, 4, 19 и 20 и упругих элементов 5 и 12 четное, а каждом из пакетов упругих элементов 5 и 12 нечетное, и наоборот. Подвеска снабжена элементами 21 и 22 с минимальным крутящим моментом в плоскости деформации и жесткими в плоскости, перпендикулярной к плоскости деформации, симметрично установленными относительно вертикальной плоскости симметрии и закрепленными своими концами 23, 24 и 25, 26 с возможностью поворота на неподвижной и подвижной опорах 1 и 2. Элементы 21 и 22 с минимальным крутящим моментом установлены с внешней стороны соответствующей проставки 4 и 3. Элементы 21 и 22 с минимальным крутящим моментом установлены параллельно соответствующей проставки 4 и 3. Элементы 21 и 22 с минимальным крутящим моментом соединены с серединами по вертикали подвижной и неподвижной опор 2 и 1. Элементы 21 и 22 с минимальным крутящим моментом соединены с подвижной и неподвижной опорами 2 и 1 через сайлент-блоки 27 и выполнены в виде штанг.

В одном из вариантов подвеска работает следующим образом.

В ненагруженном состоянии вся конструкция подвески как бы установлена под восходящим углом к горизонтали. При воздействии на подвижную опору вертикальной силы Р (например, вес оператора) проставки, выполненные в виде пластин 3, 4 и 19, 20, обладая малой жесткостью на изгиб в плоскости деформации, прогибаются и переходят в новое положение, но, сохраняя прежнюю длину, остаются параллельными друг другу и таким образом трансформируют всю подвижную часть конструкции в новое положение. При этом диагональ параллелограмма (который образован подвижной и неподвижной опорами 1 и 2 и сдвоенными проставками 4 и 20), вдоль которой установлен упругий элемент 5, сокращается, что влечет за собой возникновение силы F от сжатия упругого элемента 5, направленной вдоль диагонали, и момента изгиба М. В состоянии равновесия совместное действие силы F и момента М компенсирует действие нагрузки Р. Характер изменения силовых факторов F и М нелинейный и соответствует требуемому виду силовой характеристики большая жесткость на начальном участке и малая на рабочем. Такой вид силовой характеристики всей подвижной части конструкции подвески имеет малую частоту собственных колебаний (эффективную виброзащиту) на рабочих ходах подвески при сравнительно малой статической осадке от веса оператора. Регулировка грузоподъемности подвески изменяется положением конца 6 упругого элемента 5, т.е. например, его перемещением с возможностью фиксирования вдоль направляющей 28, при жестко фиксированном противоположном конце 7 или наоборот. Причем, направляющая 28 может иметь различную геометрическую форму, т.е. может быть изогнутой или установлена под различными углами, т.е. траектория перемещения, например, конца 6 гибкого элемента 5 может быть различна. При этом чем ближе, например, конец 6 упругого элемента 5 к верхней проставке 4, тем меньше грузоподъемность подвески. В зависимости от требуемых собственной частоты подвески, ее грузоподъемности и их сочетания возможно изменение в конструкции таких элементов, как количество гибких пластин, их геометрических параметров. Элементы 21 и 22 увеличивают поперечную жесткость подвески, тем самым уменьшают крен сиденья оператора при несимметричном силовом воздействии на подвеску.

Формула изобретения

1. ПОДВЕСКА, содержащая неподвижную и подвижную относительно нее опоры, соединенные между собой разнесенными в поперечном направлении проставками и упругим элементом, выполненным по крайней мере в виде одной упругой пластины, установленной под восходящим углом к горизонтали в сторону подвижной опоры, и направленным от нижней части неподвижной опоры к верхней части подвижной опоры, отличающаяся тем, что один из концов по крайней мере одной упругой пластины жестко зафиксирован относительно противолежащего конца, который установлен с возможностью фиксированного перемещения по траектории относительно зоны жесткого крепления конца упругой пластины в плоскости ее деформации, при этом проставки выполнены в виде гибких пластин с минимальным удлинением при растяжении, а их концы жестко закреплены на соответствующих неподвижной и подвижной опорах, а подвеска снабжена элементами с минимальным крутящим моментом в плоскости деформации и жесткими в плоскости, перпендикулярной плоскости деформации, симметрично установленными относительно вертикальной плоскости симметрии, закрепленными своими концами с возможностью поворота на неподвижной и подвижной опорах и выполненными в виде штанг, установленных с внешней стороны соответствующей проставки параллельно ей.

2. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что один конец упругой пластины жестко соединен с неподвижной опорой, а противолежащий конец с подвижной опорой.

3. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что конец упругой пластины, обращенной в сторону неподвижной опоры, установлен с возможностью фиксированного перемещения по траектории относительно зоны жесткого крепления конца упругой пластины, обращенной в сторону подвижной опоры, в плоскости ее деформации.

4. Подвеска по п.3, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным упругим элементом.

5. Подвеска по п.4, отличающаяся тем, что дополнительный упругий элемент симметрично и параллельно установлен в поперечном направлении относительно основного упругого элемента.

6. Подвеска по п.5, отличающаяся тем, что основной и дополнительный упругие элементы выполнены идентичными.

7. Подвеска по п.6, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде пакета упругих пластин одинаковой длины.

8. Подвеска по п.7, отличающаяся тем, что пластины пакета проставок и пластины упругих элементов выполнены из одного материала.

9. Подвеска по п.7, отличающаяся тем, что пластины пакета проставок и пластины упругих элементов выполнены одинаковой толщины.

10. Подвеска по п.7, отличающаяся тем, что число пластин в каждом пакете проставки отлично от числа пластин в каждом пакете упругого элемента.

11. Подвеска по п.7, отличающаяся тем, что число пластин в каждом пакете проставки меньше числа пластин в каждом пакете упругого элемента.

12. Подвеска по п.11, отличающаяся тем, что она содержит сдвоенные по вертикали проставки, а упругий элемент совпадает с плоскостью, проведенной через диагональ параллелограмма, образованного сдвоенными проставками и подвижной и неподвижной опорами.

13. Подвеска по п.12, отличающаяся тем, что в каждом из сдвоенных по вертикали пакетов пластин проставок число пластин нижнего набора равно числу пластин верхнего набора.

14. Подвеска по п.12, отличающаяся тем, что в каждом из сдвоенных по вертикали пакетов пластин проставки число пластин пакета нижнего набора отлично от числа пластин пакета верхнего набора.

15. Подвеска по п.12, отличающаяся тем, что в каждом из сдвоенных по вертикали пакетов пластин проставки число пластин пакета нижнего набора больше числа пластин пакета верхнего набора.

16. Подвеска по пп.13-15, отличающаяся тем, что число пластин в каждом из пакетов проставки и упругих элементов четное.

17. Подвеска по пп.13-15, отличающаяся тем, что число пластин в кажом из пакетов проставки четное, а в каждом из пакетов упругих элементов нечетное, и наоборот.

18. Подвеска по п.17, отличающаяся тем, что штанги соединены с серединами по вертикали подвижной и неподвижной опор.

19. Подвеска по п.17, отличающаяся тем, что штанги соединены с подвижной и неподвижной опорами через сайлент-блоки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5