Устройство для крепления оборудования на транспортном средстве

Полезная модель относится к автомобилестроению, а именно - к устройствам для крепления запасного колеса и дополнительного оборудования и может быть использована при эксплуатации транспортного средства. Технический результат состоит в повышении вариативности использования устройства, его эксплуатационных качеств (возможность регулировки, доступ к задним дверям автомобиля), расширении диапазона регулировки положения запасного колеса на транспортном средстве, а также снижении стоимости комплекта оборудования для оснащения автомобиля. Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для крепления оборудования на транспортном средстве (далее - калитка), выполненное в виде жесткой рамной конструкции и содержащее нижний поперечный элемент, предназначенный для закрепления устройства на транспортном средстве, и вертикальный опорный элемент, дополнительно содержит запорный и поворотный механизмы, а нижний поперечный элемент выполнен в виде закрепляемой на бампере или раме, или кузове транспортного средства балки, к которой присоединены платформа, являющаяся вертикальным опорным элементом для навешиваемого дополнительного оборудования или запасного колеса, запорный механизм и втулка поворотного механизма, при этом на передней поверхности платформы выполнено множество сквозных отверстий, а поворот устройства осуществляется вокруг закрепляемой неподвижно на бампере или раме, или кузове транспортного средства оси поворотного механизма, установленной на подшипниках внутри втулки поворотного механизма.

Полезная модель относится к автомобилестроению, а именно - к устройствам для крепления запасного колеса, являющегося штатным оборудованием автомобиля, а также дополнительного оборудования (канистр, шанцевого инструмента, лестниц, пожарных рукавов и т.п.) и может быть использована при эксплуатации транспортного средства.

Унификация устройств крепления навесного оборудования затруднена из-за различий в габаритах оборудования и в конструкциях автомобилей.

Известно (патент 48895, U1, опубликовано 10.11.2005, B60R 11/06) устройство крепления инструментов водителя. Устройство обеспечивает легкость установки и центровки панели для инструментов над нишей запасного колеса, а также надежное и легкодоступное размещение на ней инструментов водителя, предотвращая как потерю инструментов, так и возникновение нежелательного шума при передвижении за счет колебаний кузова и, как следствие, несанкционированное перемещение инструментов по багажнику.

К недостаткам известного устройства следует отнести:

- ограниченность области применения устройства вследствие его исполнения в виде панели, соответствующей по конфигурации нише запасного колеса, которая у разных моделей автомобилей имеет различные форму и размеры;

- невозможность размещения в устройстве крупногабаритного оборудования (10-20-л топливная канистра, реечный домкрат, лопата).

Известно (патент 49500, U1, опубликовано 27.11.2005, B60R 27/00, Е05В 41/00) устройство для крепления запасного колеса на раме автомобиля, содержащее корпус и расположенный в нем фиксирующий элемент с расположенными в их нижней части отверстиями для запирающего элемента, при этом корпус выполнен в виде трубы, прикрепленной к основанию с крепежными отверстиями, фиксирующий элемент - в виде подвижной вдоль оси корпуса трубы или стержня, поджимающего колесо, с возможностью совмещения отверстий для запирающего элемента.

Известное устройство позволяет надежно фиксировать запасное колесо на раме автомобиля, исключая несанкционированный доступ к нему, однако при этом исключает возможность а) изменения положения (регулировки) запасного колеса относительно продольной и поперечной плоскостей автомобиля и б) использования устройства для иного, нежели колесо, типа дополнительного оборудования (топливная канистра, реечный домкрат, лопата и проч.).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков для полезной модели является известное (US 3977713, опубликовано 31.08.1976, B60R 9/06) приспособление для установки запасного колеса и покрышки на транспортном средстве, имеющем раму и передний бампер, в виде упругого кронштейна для запасного колеса, устанавливаемого на передней части грузового автомобиля, включающего жесткую рамную конструкцию, опорный узел, механизм пружины, смещающий опорный узел вперед относительно трубчатого корпуса; и удерживающий механизм, ограничивающий поступательное движение опорного узла относительно трубчатого корпуса.

Для объекта «устройство для крепления оборудования на транспортном средстве» прототипом является жесткая рамная конструкция кронштейна, содержащая нижний поперечный элемент, нижний фронтальный горизонтальный элемент и вертикальный элемент, проходящий вперед и вверх от бампера и являющийся опорой для трубчатого корпуса.

К недостаткам известного устройства для крепления запасного колеса, препятствующим достижению нижеуказанного технического результата, следует отнести:

- ограниченность области применения - устройство предназначено для крепления лишь запасного колеса;

- отсутствие возможности доступа к передней части автомобиля в районе радиатора без демонтажа устройства, т.к. его элементы (нижний фронтальный элемент и вертикальный элемент) крепятся к автомобилю и друг другу с использованием сварки и болтовых соединений;

- отсутствие регулировки положения запасного колеса в поперечной плоскости автомобиля.

Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в создании надежного универсального устройства крепления запасного и дополнительного оборудования на транспортном средстве.

Технический результат состоит в повышении вариативности использования устройства, его эксплуатационных качеств (возможность регулировки, доступ к задним дверям автомобиля), расширении диапазона регулировки положения запасного колеса на транспортном средстве, а также снижении стоимости комплекта оборудования для оснащения автомобиля.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для крепления оборудования на транспортном средстве (далее - калитка), выполненное в виде жесткой рамной конструкции и содержащее нижний поперечный элемент, предназначенный для закрепления устройства на транспортном средстве, и вертикальный опорный элемент, дополнительно содержит запорный и поворотный механизмы, а нижний поперечный элемент выполнен в виде закрепляемой на бампере или раме, или кузове транспортного средства балки, к которой присоединены платформа, являющаяся вертикальным опорным элементом для навешиваемого дополнительного оборудования или запасного колеса, запорный механизм и втулка поворотного механизма, при этом на передней поверхности платформы выполнено множество сквозных отверстий, а поворот устройства осуществляется вокруг закрепляемой неподвижно на бампере или раме, или кузове транспортного средства оси поворотного механизма, установленной на подшипниках внутри втулки поворотного механизма.

Балка калитки является силовым элементом конструкции, обеспечивающим соблюдение допустимых нагрузок на калитку в закрытом положении на неподвижном автомобиле, а также при движении автомобиля. Размеры балки должны обеспечивать расположение на ней платформы, запорного механизма или основания запорного механизма и втулки поворотного механизма с учетом размеров автомобиля, а также размещения при необходимости с ней рядом на бампере или раме, или кузове автомобиля дополнительной (второй) калитки.

Максимальная длина балки калитки определяется диаметрами двух запасных колес (max 840 мм) с зазором (~10 мм) между ними. Возможно изготовление балки из металлической трубы или профиля круглого или прямоугольного сечения, швеллера, уголка, тавра, двутавра и др.

Прикрепляемая к балке платформа является основой калитки и выполняется, как правило, в виде приваренной к опорам пластины из листового металла. Присоединенные (например, сваркой) к балке опоры платформы предпочтительно изготавливают из труб круглого сечения. В частных случаях исполнения устройства допускается изготовление платформы в виде соединенных между собой прямоугольных или квадратных труб, тавров, двутавров, швеллеров, уголков. Конструкция платформы и ее опор не зависят от типа автомобиля и места установки (рама, кузов, бампер) на нем устройства.

На калитке, установленной на автомобиль, рабочая плоскость платформы должна быть перпендикулярна дороге (или дорожному полотну), Размеры платформы, количество и порядок расположения выполненных на передней ее поверхности установочных сквозных отверстий определяются размерами и габаритами присоединяемого или прикрепляемого к платформе оборудования в различных его вариациях, а также необходимостью осуществления нижеуказанной регулировки положения этого оборудования на автомобиле.

Установочные отверстия круглой, овальной, прямоугольной или иной формы для установки в них с использованием болтовых или иных разъемных соединений съемных кронштейнов (консольные опорные детали), используемых для крепления (навешивания) на калитку запасного колеса и/или дополнительного оборудования, располагаются обычно несколькими параллельными рядами. Лестница, антенна, ящик для инструмента, троса или другое дополнительное оборудование могут быть присоединены к платформе калитки непосредственно (без съемных кронштейнов), как правило, с использованием болтовых соединений.

Таким образом, предложенная конструкция платформы позволяет использовать одну и ту же калитку для навешивания не только запасного колеса, но и любого дополнительного оборудования, а также допускает возможность регулировки положения этого оборудования на автомобиле в поперечной плоскости автомобиля, исключающей в отдельных ее конфигурациях подключение дополнительных задних фонарей.

Основными конструктивными элементами поворотного механизма калитки являются присоединенная (приваренная, как правило) на конец балки втулка и установленная внутри нее на подшипниках ось, которая крепится к бамперу, кузову или раме автомобиля посредством неразъемных (сварка) или разъемных (болтовых) соединений, или дополнительных кронштейнов. Вращение калитки (балки калитки) вокруг оси поворотного механизма обеспечивает свободный и легкий доступ к задним дверям автомобиля.

Запорный механизм калитки фиксирует калитку на бампере, кузове или раме автомобиля, предотвращая ее самопроизвольное открывание, в закрытом положении, при котором платформа неподвижна и параллельна (о +/-10°) поперечной плоскости автомобиля. В традиционном исполнении запорный механизм содержит основание с двумя кронштейнами, между которыми расположены ручка и крюк, входящий в паз закрепленной на бампере или кузове, или раме транспортного средства проушины при установке ручки параллельно плоскости основания. При этом основание запорного механизма крепится к балке калитки с использованием разъемных (болтовых) или неразъемных (сварка) соединений.

Размеры запорного механизма должны обеспечивать удобство захвата его рукой и быть как можно компактнее, а кинематика замка - создание и преодоление усилия при его открывании, для чего в конструкции запорного механизма могут использоваться упругие элементы (пружины, резиновые упоры и проч.). Детали запорного механизма изготавливаются, как правило, из металла, хотя возможно их изготовление из пластика или резины.

Запорный механизм устанавливается на балке калитки в районе средней трети заднего бампера или средней трети задней части кузова или рамы с учетом расположения номерного знака, катафотов, фонарей, подножки конструкции на указанных частях автомобиля. Некоторые части запорного механизма (проушина, резиновый отбойник) могут устанавливаться на бампере, кузове или раме автомобиля.

Конструкция калитки не зависит от места ее крепления (на бампере, кузове или раме автомобиля). Калитка может быть правой, когда ось поворотного механизма крепится в правой части автомобиля (имеется в виду правая часть (конец) бампера или кузова, или рамы), и левой, если ось поворотного механизма крепится к левой части автомобиля. На автомобиль могут быть установлены одна или две калитки в зависимости от количества запасных колес и/или дополнительного оборудования, которое планируется размещать на калитке(ах). Заявленная конструкция калитки подходит для любых автомобилей, отличаться может только место расположения запорного устройства на балке калитки и способ крепления калитки: калитка может быть установлена непосредственно на бампер или раму, или кузов с помощью дополнительного кронштейна, в котором предусмотрено посадочное место под ось поворотного механизма. То есть при покупке калитки для своего транспортного средства автомобилист должен руководствоваться наличием посадочного места под ось поворотного механизма или возможностью его изготовления.

На одну и ту же калитку могут быть установлены в различных конфигурациях запасное колесо, канистра(ы), ящик(и) для принадлежностей, лестница, шанцевый инструмент (лопата, топор, домкраты), антенна, кронштейн для фары, сэндтраки (пластины для преодоления бездорожья) и другое оборудование.

Для установки на калитку того или иного оборудования используются съемные кронштейны различной конструкции, которые с использованием разъемных соединений (болтовых) прикрепляются к платформе калитки. Таким образом, потребитель имеет возможность выбрать вариант установки дополнительного оборудования в любой момент после приобретения калитки, лишь докупив соответствующий съемный кронштейн.

Запасное колесо крепится к платформе с использованием кронштейна запасного колеса, имеющего с одной своей стороны элементы крепления к платформе, а с другой стороны под размеры монтажных отверстий колесного диска.

Кронштейны запасного колеса для разных автомобилей отличаются лишь размерами шпилек и их расположением на поверхности опорной площадке в соответствии с размерами и расположением стандартных монтажных отверстий в дисках колес конкретных моделей автомобилей. Минимальное количество прикрепляемых к опорной площадке с помощью сварки или с использованием разъемных соединений шпилек составляет от двух, но предпочтительное - по количеству монтажных отверстий в диске запасного колеса.

Таким образом, заявленная конструкция калитки при совместном использовании с кронштейном запасного колеса позволяет регулировать положение запасного колеса на калитке в поперечной (горизонтально и вертикально по ширине автомобиля) и продольной (по вылету) плоскостях автомобиля в более широком диапазоне, нежели позволяет автономное использование каждого в отдельности (платформа с другой конструкцией кронштейна запасного колеса или кронштейн запасного колеса с другой конструкцией платформы). Положение запасного колеса на платформе выбирается пользователем исходя из его потребностей размещения на автомобиле (например, на установленной рядом калитке) другого запасного колеса или дополнительного оборудования с учетом обеспечения видимости задних фонарей автомобиля. В случае использования калиток с одним запасным колесом, его можно расположить ближе к центральной продольной оси автомобиля, чтобы не перекрывать видимость задних фонарей. При необходимости установки двух запасных колес, их можно расположить ближе к краям автомобиля и только в этом случае использовать дополнительные фонари.

Для пояснения сущности заявленной полезной модели представлены следующие графические материалы, из которых основным является чертеж на фиг. 1, а остальные рисунки предназначены для дополнительной иллюстрации:

- фиг. 1: сборочный чертеж (вид спереди, сверху и сбоку, изометрия) устройства для крепления оборудования на транспортном средстве;

- фиг. 2: пример крепления калитки к бамперу автомобиля с указанием деталировки поворотного механизма;

- на фиг. 3: пример крепления к бамперу оси поворотного механизма с использованием разъемных соединений;

- на фиг. 4: а) пример конструкции запорного механизма, б) пример крепления запорного механизма к его основанию, а основания к балке устройства, в) пример крепления проушины и отбойника запорного механизма к бамперу автомобиля;

- фиг. 5: схема регулировки положения запасного колеса по вертикали (ось Y) в поперечной плоскости автомобиля с помощью вертикального смещения положения съемного кронштейна на платформе;

- на фиг. 6: схема регулировки положения запасного колеса по горизонтали (ось X) в поперечной плоскости автомобиля с помощью горизонтального смещения положения съемного кронштейна на платформе;

- фиг. 7: пример размещения на бампере двух калиток;

- фиг. 8: пример установки на бампере двух калиток с креплением с помощью кронштейна запасного колеса на левую калитку запасного колеса и бака с лопатой и топором с помощью съемных кронштейнов на правую калитку;

- фиг. 9: пример установки на бампере двух калиток с креплением запасного колеса с помощью кронштейна запасного колеса на левую калитку и двух баков и лестницы с помощью съемных кронштейнов оригинальной конструкции - на правую калитку;

- фиг. 10: пример установки на бампере двух калиток с креплением запасного колеса с помощью кронштейна запасного колеса на левую калитку и двух баков с помощью съемных кронштейнов оригинальной конструкции - на правую калитку;

- фиг. 11: пример установки на бампере двух калиток с креплением запасного колеса с помощью кронштейна запасного колеса на левую калитку и лестницы с помощью болтовых соединений - на правую калитку;

- фиг. 12: пример установки на бампере двух калиток с запасными колесами, закрепленными с помощью кронштейна запасного колеса каждое;

- фиг. 13: съемный кронштейн - инструментальный контейнер;

- фиг. 14: съемный кронштейн для канистры;

- фиг. 15: мачта для фары со съемным кронштейном;

- фиг. 16: лестница с кронштейном;

- фиг. 17: съемный кронштейн реечного домкрата.

В качестве доказательства возможности осуществления полезной модели с выполнением вышеуказанного технического результата ниже представлено описание соответствующих заявленной формуле конкретных, но не единственно возможных конструкций устройства для крепления оборудования на транспортном и кронштейна запасного колеса.

Устройство для крепления оборудования на транспортном средстве состоит (фиг. 1, 2) из балки 1, платформы 2 на опорах, запорного 3 и поворотного 4 механизмов.

К балке 1 приварены платформа 1 на опорах, основание 5 запорного механизма 3 и втулка 6 поворотного механизма 4. Допустимые нагрузки на калитку в закрытом положении на неподвижном автомобиле составляют до 200 кг, а при движении автомобиля - до 100 кг.

Платформа 2 представляет собой пластину из листового металла, приваренную к опорам 7, изготовленным из труб круглого сечения и приваренных к балке 1 калитки. Данная рамная конструкция изготовлена таким образом, чтобы на калитке, установленной на автомобиль, ее рабочая поверхность была перпендикулярна дороге (или дорожному полотну). На пластине платформы 2 выполнены пять горизонтальных рядов отверстий с расстоянием 50 мм между соседними рядами, а в каждом ряду выполнено по четыре отверстия диаметром 11 мм с шагом 100 мм. Данная конфигурация отверстий и рядов из них позволяет осуществлять размещение съемных кронштейнов на платформе в диапазоне 300 мм с шагом 100 мм по горизонтали и в диапазоне 200 мм с шагом 50 мм по вертикали, что обеспечивает регулировку положения размещаемого на калитке оборудования в поперечной плоскости автомобиля в указанных диапазонах.

На конец балки 1 калитки приварена втулка 6 поворотного механизма 4, внутри которой на подшипниках размещается ось 8, прикрепляемая к бамперу 9 автомобиля с использованием разъемных соединений (см. фиг. 3). Ось 8 проходит насквозь через установочное отверстие в бампере 9, в верхней части опирается своим выступом 10 на плоскость бампера 9 и крепится к нему с использованием болтов 11. В нижней своей части с помощью насаживаемых на ось 8 конуса 12 и гайки 13 ось 8 центрируется и фиксируется по отверстиям в бампере 9, соответственно. Скоба 14 поворотного механизма осуществляет функцию дополнительного крепления верхнего конца оси для обеспечения прочностных характеристик калитки.

Таким образом, посредством втулки 6 и оси 8 поворотного механизма осуществляется связь балки 1 калитки с местом крепления калитки к автомобилю, обеспечивая вращение калитки относительно указанного места крепления (вокруг оси 8 поворотного механизма) и открывая, тем самым, доступ к задним дверям автомобиля.

Запорный механизм 3 калитки состоит (фиг. 4) из кронштейнов 15 и 15', которые закреплены на его основании 5. Основание 5 запорного механизма крепится к балке 1 калитки посредством сварки. Ручка 16, дуги 17, 17' и крюк 18 соединены друг с другом с использованием винтов, гаек и шайб. Проушина 19 и резиновый отбойник 20 запорного механизма крепятся на бампере автомобиля с использованием болтовых соединений. Кронштейны 14 и 15 и ручка 16 содержат отверстия, которые совмещаются в закрытом положении калитки и могут быть использованы для установки замка в целях предотвращения несанкционированного открывания калитки.

Запорный механизм действует следующим образом.

При закрывании калитки ручка 16 должна быть расположена перпендикулярно плоскости основания 5 запорного механизма 3. После перевода калитки в закрытое положение, ручку 16 следует поворачивать в сторону от крюка 18, при этом преодолевается сопротивление резинового отбойника 20, крюк 18 проходит свое, максимально приближенное к основанию 5 положение, входит в паз проушины 19 и начинает отдаляться от основания 5. При установлении ручки 16 параллельно плоскости основания 5 резиновый отбойник 20 остается в поджатом состоянии, а создаваемое им усилие передается на крюк 18 в направлении от плоскости основания 5, блокируя самопроизвольное открывание калитки, в том числе при движении автомобиля. Для того чтобы разблокировать запорное устройство 3 и открыть калитку, необходимо, преодолевая сопротивление резинового отбойника 20, повернуть ручку 16 в сторону крюка 18, крюк 18 выйдет из паза проушины 19, после чего калитку можно будет открыть, повернув вокруг оси 8 поворотного механизма.

Непосредственно к платформе калитки с помощью болтовых соединений могут быть закреплены лестница (фиг. 16) и инструментальный контейнер (фиг. 13).

С помощью съемных кронштейнов к платформе калитки крепятся: канистра (фиг. 14), мачта для фары (фиг. 15) и домкрат (фиг. 17).

1. Устройство для крепления оборудования на транспортном средстве, выполненное в виде жесткой рамной конструкции и содержащее нижний поперечный элемент, предназначенный для закрепления устройства на транспортном средстве, и вертикальный опорный элемент, отличающееся тем, что дополнительно содержит запорный и поворотный механизмы, а нижний поперечный элемент выполнен в виде закрепляемой на бампере, или раме, или кузове транспортного средства балки, к которой присоединены платформа, являющаяся вертикальным опорным элементом для навешиваемого дополнительного оборудования или запасного колеса, запорный механизм и втулка поворотного механизма, при этом на передней поверхности платформы выполнено множество сквозных отверстий, а поворот устройства осуществляется вокруг закрепляемой неподвижно на бампере, или раме, или кузове транспортного средства оси поворотного механизма, установленной на подшипниках внутри втулки поворотного механизма.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что платформа выполнена на опорах.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что платформа выполнена в виде приваренной к опорам пластины из листового металла.

4. Устройство по любому из пп.2-3, отличающееся тем, что опоры платформы изготовлены из труб круглого сечения.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на передней поверхности платформы выполнено пять горизонтальных рядов отверстий с расстоянием 50 мм между соседними рядами, а в каждом ряду выполнено по четыре отверстия с шагом 100 мм.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорный механизм содержит основание с двумя кронштейнами, между которыми расположены ручка и крюк, входящий в паз закрепленной на бампере, или кузове, или раме транспортного средства проушины при установке ручки параллельно плоскости основания.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорный механизм фиксирует устройство на бампере, кузове или раме автомобиля в положении, при котором платформа параллельна поперечной плоскости автомобиля.

8. Устройство по любому из пп.1, 6, 7, отличающееся тем, что запорный механизм присоединен к балке устройства при помощи основания с использованием разъемных или неразъемных соединений.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опоры платформы, втулка поворотного механизма присоединены к балке при помощи сварки.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ось поворотного механизма крепится к бамперу, или раме, или кузову транспортного средства посредством неразъемных или разъемных соединений или дополнительного кронштейна.