CS264136B2 - Kloubová konstrukce pro napojení mechanického táhlového ústrojí v kloubové části motorového vozidla - Google Patents

Abstract

Kloubovou konstrukcí je napojeno mechanické táhlové, zejména řadicí ústrojí jednoho kloubového dílu motorového vozidla na táhla druhého dílu motorového vozidla, připojeného pomocí spojovací kloubové konstrukce s kulovým věncem. Táhla táhlového řadicího ústrojí jsou posuvně vedena v kluzných pouzdrech (Ib, Ic, lib, líc) a na obou dílech (I, II) motorového vozidla jsou připojena prostřednictvím kloubů (9, 10) s jedním stupněm volnosti ke dvěma prutům (3, 4, 1, 2), jejichž druhé konce jsou prostřednictvím kloubů (7, 8) se dvěma stupni volnosti na diagonální tyč (5), jejíž střed je v teoretickém průsečíku (C) táhel (la, Ha) připojen ke kulovému kloubu (6), přičemž kulový kloub (6) je umístěn ve svislé ose kloubového spoje, tj. v kulovém věnci (11).

Description

Vynález se týká kloubové konstrukce pro napojení mechanického táhlového ústrojí v kloubovém dílu motorového vozidla.

U některých typů kloubových motorových vozidel, například u kloubových autobusů s posuvným kloubem, je značným problémem spojení mechanického táhlového ústrojí, obsluhovaného ze strany řidiče, s hnacím motorem, umístěným vzadu (s převodovkou). Táhlová soustava má totiž procházet kloubem mezi oběma díly motorového vozidla tak, aby při natáčení vozidla nedocházelo k žádným pohybům táhlové soustavy v axiálním směru a v úhlovém směru. Jestliže tato táhlová soustava, probíhající mezi místem řidiče a motorem plní úlohu ovládacího táhla převodovky a slouží jako mechanická řadicí táhlová soustava, musí se každý přesně vymezený pohyb řadicí páky v části vozidla s řidičem přenést na druhou část motorového vozidla v každé poloze obou dílů vozidla mezi krajními polohami vzájemného natočení.

Jedno ze známých správných řeSení tohoto technického problému je použití tak zvané automatické řadicí mechaniky převodovky, u které není nutné použití mechanických táhlových řadicích soustav.

Toto známé řadicí ústrojí s automatickou mechanikou má však velmi složité konstrukční provedení a je proto příslušně drahé, takže tvoří podstatnou část celých výrobních nákladů motorového vozidla. Z komplikovanosti konstrukce tohoto automatického řadicího ústrojí plyne další nevýhoda spočívající v tom, že toto ústrojí vyžaduje také náročnou údržbu, přičemž počet možných poruch je větší a přitom vozidlo je i při menší poruše zcela vyřazeno z provozu.

Podle našich znalostí neexistuje dosud žádné řešeni pro motorová vozidla s tažným kloubem, kterým by bylo možno zajistit spojení· mezi ovládacími orgány, ovládanými řidičem, a převodovkou, umístěnou v druhém dílu vozidla, odděleném od předního dílu spojovacím kloubem, takovým mechanickým táhlovým ústrojím, které bylo vhodné pro přesný přenos axiálně a úhlově směrovaných pohybů mezi oběma díly motorového vozidla i při libovolných úhlech jejich vzájemného natočení a které by tak umožnilo přesný přenos ovládacích pohybů od řadicí páky, umístěné v předním dílu s místem řidiče, k převodovce, umístěné v zadním dílu vozidla.

Úkolem vynálezu je proto najít takové řešení napojení táhlového ústrojí, kterým by bylo možno u vozidel s tažným kloubem přenášet stejně velké pohyby táhlové soustavy z jednoho dílu vozidla na táhlovou soustavu druhého dílu vozidla v osovém i úhlovém směru při jakémkoliv úhlu vzájemného natočení obou dílů vozidla.

Řešení podle vynálezu je založeno na poznatku, že kloubové konstrukce s kuličkovými věnci, obvykle používané u kloubových spojení mezi díly motorového vozidla, jsou použitelné i pro přenos podle vynálezu mezi mechanickými díly táhlových soustav. Použití kuličkových věnců nedovoluje, jak známo, mezi dvěma díly motorového vozidla žádné volné torzní pohyby, to znamená pohyb v rovině kolmé na podélnou osu vozidla, ale pouze pohyby ve vodorovných a svislých rovinách, ležících ve směru podélné osy.

Tyče uspořádané v jednotlivých dílech vozidla jsou navzájem spojeny klouby, majícími jeden stupeň volnosti a nacházejícími se na vzájemně protilehlých vrcholech kloubových ramen, umístěných v prostoru kuličkového věnce. Teoretický průsečík dvou tyčí se v každém případě nachází ve «+ředu kloubové konstrukce, spojující navzájem oba díly motorového vozidla, na diagonále, která spojuje druhé dva vrcholy kosočtverečného táhlového ústrojí. Touto diagonálou je vytvořena taková tyč, jejíž střed je upevněn na kulovém kloubu ve stře du kloubové konstrukce vozidla. Na vzájemně protilehlých částech této tyče, tvořící diagonálu kosočtverečného táhlového ústrojí, jsou připojeny klouby se dvěma stupni volnosti, které jsou na diagonální tyči uloženy posuvně.

Výhoda kloubové konstrukce podle vynálezu spočívá v tom, že její řešení zajišťuje tvarově přesný přenos osově a úhlově orientovaných pohybů táhlové soustavy, uspořádané na dvou dílech motorového vozidla, spojených navzájem kloubem, přičemž tento přenos pohybů ,CS 264 136 B2 2 je dostatečně přesný i při libovolném natočení obou dílů vozidla vůči sobě v celém rozsahu dovolených úhlových natočení, přičemž celá soustava je pouze mechanická, je cenově výhodná, provozně spolehlivá, má dlouhou životnost a nenáročnou údržbu a navíc odstraňuje nutnost použití nákladného řešení automatické převodovky.

Další výhoda kloubové konstrukce podle vynálezu spočívá v tom, že na rozdíl od častého výskytu poruch a s tim spojených značných nákladů na údržbu u automatických převodovek je kloubová konstrukce podle vynálezu podstatně odolnější proti poškození a náklady na její údržbu v provozu jsou podstatně nižší.

Příklad provedení kloubové konstrukce pro vzájemné spojení ovládacích táhel dvoudílného motorového vozidla, sestávajícího ze dvou dílů, spojených navzájem kloubem, je zobrazen na výkresech, kde znázorňuje obr. ' základní schéma kloubové konstrukce, na obr.

je v pohledu shora uspořádání kloubové konstrukce·při přímé poloze obou dílů motorového vozidla, na obr. 2b je v pohledu shora znázorněno konstrukční uspořádání z obr. 2a při vzájemném natočení obou dílů vozidla, obr. 3a znázorňuje v pohledu shora přenos pohybu při úhlovém natočení řadicího táhla z jednoho dílu vozidla na pokračování řadicího táhla na druhém dílu vozidla při přímé poloze obou dílů, na obr. 3b je v pohledu shora konstrukční uspořádání z obr. 3a při vzájemném natočení obou dílů vozidla, obr. 4a znázorňuje v pohledu shora přenos pohybu při osovém pohybu řadicího táhla a při přímé poloze obou dílů vozidla a na obr. 4b je v pohledu shora znázorněno konstrukční uspořádání z obr. 4a při vzájemném natočení obou dílů motorového vozidla.

Na obr. I je znázorněno základní schéma uspořádání dílů kloubové konstrukce podle vynálezu. Táhla.Ia, Xla obou dílů vozidla jsou vedena v osovém směru v kluzných pouzdrech Ib, Ic, lib, líc. Na konci prvního táhla Ia prvního dílu vozidla jsou prostřednictvím kloubu ^0 s jedním stupněm volnosti připojeny dvě tyče £, 2. Klouby 9, J_0, mající jeden stupeň volnosti, umožňují pohyb tyčí 3, 4, 1, 2 v rovině, která je jimi proložena. Druhé konce tyčí 1, 4 jsou vzájemně spojeny kluzným kloubem 7, majícím dva stupně volnosti; druhé konce tyčí 2, 3 jsou podobně spojeny druhým kluzným kloubem 8, majícím rovněž dva stupně volnosti. Kluznými pouzdry kluzných kloubů 7, 8 je vedena diagonální tyč 5. Tato diagonální tyč 5 je ve všech případech, tedy v přímé nebo navzájem natočené poloze obou dílů motorového vozidla, připojena v kulovém kloubu 6 na teoretický průsečík C obou táhel Ia, Ila dílů motorového vozidla. Kluznými klouby 7, 8 jsou připojeným tyčím J_, 4, 2, 3 umožněny následující relativní pohyby.

V rovině proložené tyčemi 1, 2, 3, 4 se může velikost úhlu, sevřeného mezi tyčemi 1, a 2, 3 měnit.

Velikost úhlu mezi rovinami, tvořenými tyčemi 1, 4 a tyčemi 2, 3 se může měnit v závislosti na prostorovém úhlu, sevřeném táhly Ia, Ila obou dílů vozidla.

Kluzné klouby 7, 8 se mohou k sobě přibližovat nebo se vzdalovat posouváním po diagonální tyči 5.

Podle obr. 2a leží středy obou dílů I, II motorového vozidla na přímce, která protíná teoretický průsečík C. Vozidlo je v přímé poloze. Konstrukce podle vynálezu je vyznačena silnými čarami.

Kloubové tyče £, 2, 3, 4, uspořádané do kosočtverečné soustavy a spojující navzájem táhla Ia, Ila obou dílů vozidla, jsou v základní poloze uspořádány uvnitř kulového íéace 11 ve vodorovné rovině ve čtvercovém tvaru. Táhla Ia, Ila obou dílů I, II motorového vozidla jsou vedena podélnou osou obou dílů I, II vozidla, procházejí kluzně kluznými pouzdry Ib, Ic, lib, líc a jsou zakončena v koncových bodech A, B, přičemž j’ejich myšlené prodloužení se protíná v teoretickém průsečíku C, který je současně středem kulového věnce 21 a kulového kloubu 6. Diagonální tyč 5 půlí 180°-ňový úhel mezi táhly Ia, Ila obou dílů I, II vozidla a je uspořádána kolmo na obě tato táhla Ia, Ila, protože tyče £, 2, 3, stejných délek jsou svými konci připojeny prostřednictvím kloubů 9, £0 na táhla Ia, Ila a také spolu navzájem, zatímco jejich druhé konce jsou vzájemně spojeny v kluzných klouCS 264 136 B2

I bech 7, 8, ve kterých jsou připojeny také k diagonální tyči 5· V důsledku toho jsou vzdálenosti A-B a B-C stejné, jak je dobře patrno z obr. 2a.

Na obr. 2b jsou oba díly I, II vozidla vůči sobě natočeny. Osy obou dílů I, II se protínají v průsečíku C, který je teoretickým průsečíkem, shodujícím se se středem kloubové konstrukce vozidla, přičemž oba díly I, II vozidla se mohou vůči sobě natáčet kolem tohoto bodu.

Protože obě táhla Ia, Ila obou dílů I, II motorového vozidla leží v podélných osách těchto kloubových dílů I, II, protínají se jejich teoretická prodloužení v průsečíku C a jejich koncové body A, B se otáčejí kolem tohoto teoretického průsečíku C. Tím zůstávají vzdálenosti A-B a B-C nezměněné a v důsledku stejných délek tyčí J_, 2, 3, 4 zůstávají nezměněné také vzdálenosti A-B a B-C.

V důsledku stejných délek tyčí 1, 2, 3, 4 půlí diagonální tyč 5 v každé natočené poloze úhel, sevřený táhly Ia, Ila obou dílů I, II vozidla.

Tyče 2, 3, 4 jsou uspořádány ve vodorovné rovině a jsou sestaveny do kosočtverce, ve kterém spolu svírají tyče j., 2, 3, 4 v oblasti kluzných kloubů 7, 8 menší úhel než u kloubů 9, 2θ·

Celá konstrukce je umístěna uvnitř kulového věnce 22 a je v kloubu 7 uspořádána asymetricky blíže ke kulovému věnci.

Na obr. 3a jsou oba díly I, II vozidla v přímé vzájemné poloze, ale táhla Ia, Ila dílů I, II jsou podél jejich podélných os natočena. K takové možnosti dochází například při razení řadicí pákou, při kterém se tyče 2, 3, 4 při tomto natočení dostanou z vodorovné roviny do prostorového útvaru, naznačeného čárkovanými čarami na rozdíl od původní polohy ve vodorovné rovině, vyznačený slabými plnými čarami, avšak zachovávají si přitom původní tvar kosočtverce. Rovina kosočtverečné tyčové soustavy svírá s vodorovnou rovinou úhel, odpovídající úhlu natočení táhel Ia, Ila obou dílů I, II vozidla. Diagonální tyč 9 je uspořádána kolmo na obě táhla Ia, Ila dílů I, II vozidla a půlí stoosmdesátistupňový úhel, sevřený těmito dvěma táhly 2£, Ila. Protože koncové body A, B a teoretický průsečík ,C leží na ose otáčení táhel Ia, Ila obou dílů I, II vozidla, je jak jejich poloha, tak také vzájemná vzdálenost nezměněna. V důsledku popsaného uspořádání a stejných délek tyčí 2i 2, 3, 4, vzdálenosti A-B a B-C zůstávají neměnné.

V příkladu na obr. 3b jsou díly I, II vozidla na rozdíl od polohy podle obr. 3a ve vzájemně natočené poloze. Podélné osy obou dílů I, II se protínají v průsečíku C, který je současně teoretickým průsečíkem myšlených prodloužení táhel Ia, Ila a také středem kulového kloubu 6. Diagonální táhla 5 půlí úhel, sevřený podélnými osami obou dílů I, II vozidla a jejich táhly Ia, Ila, protože tyče 2» 2, 3, 4, které jsou zobrazeny čárkovanými čarami, mají stejnou délku. Diagonální tyč 5 svírá s vodorovnou rovinou úhel natočení táhel Ia,

Ila obou dílů I, II vozidla vůči jejich původní poloze.

Protože koncové body A, B se otáčejí kolem teoretického průsečíku C a leží na ose 0táčení táhel Ia, Ila obou dílů I, II vozidla, zůstávají vzdálenosti A-B a B-C nezměněny a mají stejnou velikost.

Na obr. 4a jsou oba díly I, II'vozidla v přímé vzájemné poloze. Táhla Ia, Ila dílů I, II vozidla jsou v průběhu řazení jiného převodového stupně převodovky nejen natočena po dél své podéln.- osy, ale jsou také posunuta v osovém směru. Jej ... koncové body se nyní nacházejí v místech Aý, Bý. Tyče 2> 2, 3, 4 mají prostorové uspořádání naznačené čárkovanými čarami, které je odlišná od původního uspořádání, zobrazeného tenkými plnými čarami. Protože vzdálenosti A'-C a B'-C jsou větší než byly původně, jsou ostré úhly kosočtverečné prutové soustavy v místech kloubů 9, 22 ®^βα2ί než v místech kluzných kloubů 7, 8. Diagonální tyč 5 leží kolmo na táhla Ia, Ila dílů I, II vozidla a svírá úhel s vodorovnou rovinou ve stejné úrovni s kosočtverečnou prutovou soustavou.

Protože pruty 2» 2, 3, 4 mají stejnou délku, jsou také vzdálenosti A'-C a B'-C stejné velikosti.

CS 264 136 B2

Na obr. 4b jsou díly I, II vozidla na rozdíl od situace na obr. 4a ve vzájemně natočené poloze. Protože podélné osy obou dílů I, II vozidla se protínají v průsečíku C, ve kterém se protínají také teoretická prodloužení ovládacích táhel la, Ila obou dílů I, II vozidla, otáčejí se také koncové body Akolem průsečíku C, V důsledku toho zůstávají vzdálenosti A'~C a B'-C nezměněny a protože délky prutů 2> 2, 3, 4, znázorněných čárkovanými čarami, zůstávají nezměněny, jsou vzdálenosti A^?-C a B-C stejné velikosti. Diagonální tyč 5 půlí úhel, sevřený podélnými osami a táhly la, Ila dílů I, II vozidla. Kosočtverečná prutová soustava zůstává v nezměněné formě uvnitř kulového věnce 1I.

Funkce kloubové konstrukce podle vynálezu je následující:

V případě vzájemného podélného natočení obou dílů I, II vozidla podle příkladu z obr. 2b je možno v porovnaní se situací v případě přímé vzájemné polohy podle obr. 2a pozorovat následující stavy:

V důsledku stejných délek prutů 2, 2, 3, 4 půlí diagonální tyč 5 v každé poloze obou dílů I, II vozidla úhel, sevřený táhly la, Ila obou dílů I, II, a natáčí se kolem kulového kloubu 6.

Protože jsou táhla la, Ila dílů I, II vozidla vedena v podélné ose vozidla v kluzných pouzdrech Ib, Ic, lib, líc a protože pohyb táhel la, Ila dílů I, II vozidla je zamezen například upevněním druhého táhla Ila, otáčejí se koncové body A, B kolem teoretického průsečíku C, přičemž vzdálenosti A-B a B-C si zachovávají stejnou velikost.

Koncové.body A, B se dostávají blíže k diagonální tyči 5, proto se mění tvar kosočtvereěné prutové soustavy. Tato změna je umožněna kloubovými body 7, 8, 9, 10, ve kterých se může měnit vzájemné natočení připojených konců prutů J_i 2, 3, 4, přičemž další změny tvaru jsou umožněny natáčením dílů I, II vozidla vzhledem k jejich táhlům la, Ila v jimi proložené rovině kolem kloubů 9, 22 ^a Fím je možno měnit úhel, který oba díly I, II vozidla spolu svírají. Kluzné klouby 7, 8 se posouvají po diagonální tyči 5 ve směru zatáčení vozidla, ale zůstávají uvnitř prostoru kulového věnce 22Z obr, 3a je dobře patrno, že při otáčení prvního táhla la prvního dílu I motorového vozidla se otáčí ve stejné míře také diagonální tyč 5 a také druhé táhlo Ila druhého dílu II motorového vozidla společně s kosočtverečnou prutovou soustavou, přičemž toto natáčení je umožněno stupněm volnosti kloubů 9, 22’ kterými je umožněno relativní natáčení jen v rovině táhel, připojených ke kloubům, a dále připojením kluzných kloubů 7, 8 na diagonální tyč 5, připojenou kulovým kloubem 6. Ze stejných důvodů zůstávají vzdálenosti A.-B a B-C nezměněny a mají také stejnou velikost.

Na obr. 3b je znázorněn případ, kdy kromě natočení kosočtverečné prutové soustavy z vodorovné roviny došlo k vzájemnému podélnému natočení obou dílů I, II vozidla; v takovém případě se odlišuje rovina, proložená třetím a čtvrtým prutem 3, 4, které jsou připojeny ke kloubu fO, od roviny, proložené prvním a druhým prutem 2» 2, připojeným ke kloubu 22, a místo společné roviny prutové soustavy vznikají dvě samostatné roviny, jejichž průsečnice leží na diagonální tyči 5. Pruty 2» 4 a 2, 3 se vůči sobě mohou v kluzných kloubech 7, 8 natáčet ve dvou směrech, to znamená, že pruty 2> 2, 3, 4 se vůči sobě natáčejí v kloubech 9, 22 ^ve stejném směru. Kosočtverečný tvar soustavy zůstává nezměněn, vzdálenos·*! a-C a B-C jsou nezměněny a mají stejnou velikost.

Na obr. 4a je zobrazeno, že pohybuje-li se první táhlo la prvního dílu vozidla v podélném směru a přesouvá-li se jeho koncový bod A do koncového bodu A^, je tento pohyb přenášen druhým táhlem Ila druhého dílu II vozidla ve stejném rozsahu, ale v opačném směru. Koncový bod B druhého táhla Ila druhého dílu II vozidla pak přechází do nového koncového bodu B2 z těchto důvodů:

Konce třetího a čtvrtého prutu 3» 4, odvrácené od koncového bodu a' a připojené ke kloubům 7, 8, nemohou přiblížit díl vozidla v teoretickém průsečíku C kvůli diagonální tyči 5» upevněné na kulovém kloubu 6, ale mohou pouze klouzat blíže k teoretickému průsečíku C, přičemž konce prutů 2> 2, které jsou přivráceny ke kloubům 7, 8, jsou nuceny vyko5

CS 264 136 B2 návat stejné pohyby.

Z těchto důvodů je koncový bod druhého táhla Ha druhého dílu II vozidla nucen se přesunout do nového koncového bodu B' tak, že vzdálenost k'-C má stejnou velikost jako vzdálenost B'-C.

Pomocí kluzných pouzder Ib, Ic, lib, líc je zajištěno, že obě táhla Ia, Ha obou dílů I, II vozidla vykonávají v průběhu řazení výlučně podélný pohyb.

Na obr. 4b je znázorněn takový provozní stav, kdy je poloha částí vozidla a ovládacích prvků podobná jako v příkladu na obr. 3b s tím rozdílem, že ostrý úhel kosočtverečné prutové soustavy je jiný a že se koncové body táhel Ia, Ha obou dílů I, II vozidla přemístily do nových koncových bodů A_^, Bj, avšak tyto okolnosti nemají vliv ani na osové ani na úhlové pohyby součástí v porovnaní 3 příkladem z obr. 3b. Mění se pouze prostorový tvar soustavy prutů _!_» 2, 3, 4.

Claims (1)

1. Kloubová konstrukce pro napojení mechanického táhlového ústrojí v kloubové části motorového vozidla, ve které jsou dva díly motorového vozidla navzájem spojeny kloubovou konstrukcí s kulovým věncem, vyznačující se tím, že táhla (Ia, Ha) táhlového ovládacího mechanismu obou dílů (I, II) motorového vozidla, vedená v kluzných pouzdrech (Ib, Ic, lib, líc), jsou v kloubu (9, 10) s jedním stupněm-volnosti připojena na dva pruty (3, 4, 1, 2), jejichž druhé konce jsou prostřednictvím kloubů (7, 8) se dvěma stupni volnosti připojeny na diagonální tyč (5), jejíž střed je upevněn v kulovém kloubu (6), umístěném v teoretickém průsečíku (C) os táhel (Ia, Ha), přičemž kulový kloub (6) je umístěn na svislé ose spojení kloubových dílů vozidla, tj. kulového věnce (11).