Система рулевого управления для транспортного средства

Предложена система (11) рулевого управления для транспортного средства (10), которая включает в себя поворотный подшипник (12) и вал (13), который крепится к поворотному подшипнику (12). Поворотный подшипник (12) содержит вилку (14) и ответную вилку (18), шарнирно соединенную с вилкой (14). Вилка (14) имеет ножку (36), расположенную поперечно продольной оси (35), и две лапки (31), расположенные вдоль продольной оси (35) друг напротив друга и соединенные с ножкой (36). Ножка (36) имеет продольное отверстие (17) с поперечным профилем (37) для вставки вала (13), который имеет внешний контур (38), соответствующий поперечному профилю (37) отверстия ножки. Поперечный профиль (37) продольного отверстия (17) и внешний профиль (38) вала (13) имеют такую форму, что вал (13) входит в продольное отверстие (17) в единственном угловом положении относительно продольной оси (35). Таким образом обеспечена простая для сборки конструкция системы рулевого управления.

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к механизму рулевого управления для транспортного средства и транспортному средству с таким механизмом.

Уровень техники

Механизм рулевого управления транспортного средства часто включает в себя поворотные подшипники, образованные двумя вилками.

В качестве ближайшего аналога полезной модели может быть выбрана конструкция, описанная в публикации патентной заявки US 2010069163 (A1), опубл. 18.03.2010.

При установке данной системы в транспортное средство могут возникать трудности, связанные с соединением поворотного подшипника, в частности, с шестерней рулевого механизма, так как эти элементы могут быть расположены в труднодоступных или плохо просматриваемых местах транспортного средства.

Раскрытие полезной модели

Техническим результатом полезной модели является облегчение установки рулевого механизма, расположенного в плохо просматриваемых местах, например, в пространстве для ног в транспортном средстве.

Для достижения указанного эффекта предложена система рулевого управления для транспортного средства, которая включает в себя поворотный подшипник и вал, который крепится или может крепиться к поворотному подшипнику. Поворотный подшипник включает в себя вилку и соответствующую сопряженную вилку, шарнирно соединенную с первой вилкой. При этом вилка, как правило, имеет ножку, расположенную поперечно продольной оси, и две лапки, соединенные с ножкой и ориентированные вдоль продольной оси друг напротив друга. Ножка имеет продольное отверстие с поперечным профилем для вставки вала. Вал имеет внешний профиль, соответствующий поперечному профилю продольного отверстия. В соответствии с полезной моделью поперечный профиль продольного отверстия и внешний профиль вала имеют такую форму, при которой вал входит в продольное отверстие в единственном угловом положении относительно продольной оси. В данном случае поворотный подшипник, в частности, может представлять собой карданный шарнир, при этом вилка соединена с ответной вилкой с помощью крестовины, а вал представляет собой ведущую шестерню, зацепляющуюся с зубчатым колесом.

Описанный механизм можно легко установить, так как вилка соединена с валом простым способом. Вал входит в продольное отверстие головки вилки в одном определенном положении. Следовательно, можно избежать ошибок при монтаже и необходимости доработки.

Так как вал входит в продольное отверстие только в одном положении, место сборки не обязательно нужно видеть. Таким образом, головка вилки подходит для сборки в плохо просматриваемых местах, например, в пространстве для ног в транспортном средстве.

В предпочтительном варианте осуществления механизма рулевого управления, соответствующего полезной модели, поперечный профиль вилки имеет по крайней мере одну внутреннюю диагональную поверхность, а внешний профиль вала - по крайней мере одну внешнюю диагональную поверхность.

За счет этого поперечный профиль продольного отверстия и внешний профиль вала сочетаются, простым образом, предоставляя только одно положение для вхождения вала в вилку. Кроме того, это позволяет обеспечить соединение вала и вилки с геометрическим замыканием в окружном направлении вала.

В другом варианте осуществления механизма рулевого управления, соответствующего полезной модели, на по крайней мере части поперечного профиля продольного отверстия выполнены внутренние зубцы, а на по крайней мере части внешнего профиля вала выполнены наружные зубцы.

Это позволяет передавать больший крутящий момент между вилкой головки и валом.

В другом варианте осуществления механизма рулевого управления, соответствующего полезной модели, в головке вилки предусмотрен зажимной зазор.

Такой зажимной зазор упрощает процесс сборки вилки и вала за счет возможности увеличения и уменьшения продольного отверстия. В этом случае вал легче входит в продольное отверстие вилки. Вилка фиксируется простыми зажимными средствами, например, болтом и гайкой.

В другом варианте осуществления механизма рулевого управления, соответствующего полезной модели, по крайней мере одна диагональная поверхность вилки расположена на стороне зажимного зазора.

Эта диагональная поверхность может, таким образом, прилегать к валу при сужении продольного отверстия. В то же время наружные зубцы вала прижимаются к расположенным напротив внутренним зубцам вилки. При этом обеспечивается более жесткая фиксация вала без люфта.

В другом варианте осуществления механизма рулевого управления, соответствующего полезной модели, в вале выполнена выемка.

В этом случае при помощи соответствующих средств можно обеспечить геометрическое замыкание вала и вилки в продольном направлении.

Механизм рулевого управления, соответствующий полезной модели, во всех вариантах осуществления предпочтительно устанавливают в транспортное средство. При этом использование указанных выше преимуществ механизма рулевого управления создает дополнительные преимущества для конструкции транспортного средства.

Краткое описание чертежей

Примеры вариантов осуществления более подробно рассмотрены в следующем описании со ссылкой на сопроводительные чертежи. На фигурах показано следующее:

Фиг. 1 транспортное средство, соответствующее полезной модели;

Фиг. 2 механизм рулевого управления, соответствующий полезной модели;

Фиг. 3 вилка и вал механизма рулевого управления;

Фиг. 4 вилка;

Фиг. 5 поперечный профиль вилки;

Фиг. 6 вал;

Фиг. 7 внешний профиль вала.

Осуществление полезной модели

На Фиг. 1 показан пример транспортного средства 10, соответствующего полезной модели. Транспортное средство 10, имеет по крайней мере одну систему 11 рулевого управления, соответствующий настоящему изобретению. Система 11 рулевого управления, соответствующая полезной модели, позволяет водителю управлять транспортным средством 10.

На Фиг. 2 в качестве примера представлен один из вариантов осуществления системы 11 рулевого управления, соответствующий настоящему изобретению. В соответствии с полезной моделью система 11 рулевого управления включает в себя поворотный подшипник 12 и крепящийся к нему вал 13.

При этом поворотный подшипник 12, соответствующий настоящему изобретению, включает в себя вилку 14 и ответную вилку 18, шарнирно соединенную с вилкой 14. В частности, поворотный подшипник 12 представляет собой карданный шарнир. В карданном шарнире вилка 14 соединена с ответной вилкой 18 с помощью крестовины.

В представленном варианте осуществления система 11 рулевого управления также включает в себя рулевое колесо 15 и рулевую колонку 16. В частности, вал 13 выполнен в виде ведущей шестерни 13, как показано на Фиг. 2. В данном случае соединительный вал 19, соединенный с ответной вилкой 18 поворотного подшипника 12, представляет собой вал 19 рулевого управления. В соответствии с полезной моделью валом рулевого управления может быть также вал 13. Кроме того, в соответствии полезной моделью в системе 11 рулевого управления может быть несколько поворотных подшипников 12. Ведущая шестерня 13 ведет к рулевой передаче 20. Рулевая передача может быть соединена с передними колесами транспортного средства 10.

На Фиг. 3 показаны вилка 14 и вал 13 в разобранном состоянии. На Фиг. 3 отдельно представлен общий вид вилки 14, а на Фиг.6 отдельно представлен общий вид вала 13.

Вилка 14 вилки системы 11 рулевого управления, соответствующей полезной модели, имеет ножку 36 и две лапки 31. Лапки 31 соединены с ножкой 36. В представленном варианте осуществления лапки 31 и ножка 36 образуют сплошное соединение. В частности, вилка 14 выполнена в виде цельной детали. При этом ножка 36 практически перпендикулярна продольной оси 35, а лапки 31 расположены по существу вдоль продольной оси 35. Лапки 31 расположены друг напротив друга.

В соответствии с полезной моделью в ножке 36 вдоль продольной оси 35 выполнено продольное отверстие 17. Продольное отверстие 17 имеет поперечный профиль 37. В соответствии с полезной моделью продольное отверстие 17 выполнено с возможностью вставки в него вала 13 только в одном угловом положении относительно продольной оси 35. Под угловым положением понимается положение вала 13 на продольной оси 35, рассматриваемой в качестве оси вращения. Вал 13 можно вставить в продольное отверстие 17 только в одной ориентации.

В лапках 31 вилки 14 выполнены отверстия 30. В предпочтительном варианте отверстия 30 обеих лапок 31 расположены на поперечной оси 34. Отверстия 30 предназначены для приема цапфы, в частности, крестовины, с помощью которой вилка 14 соединяется с ответной вилкой 18, образуя поворотный подшипник 12. При этом крестовина расположена таким образом, чтобы ее можно было повернуть в вилке 14, а также перпендикулярно ответной вилке 18. В качестве альтернативы вместо отверстий 30, показанных на Фиг. 3 в виде сквозных отверстий, возможны и другие варианты фиксации соединения с вилкой 18, например, глухие или формованные отверстия.

В ножке 36 вилки 14 может быть предусмотрен зажимной зазор 32, параллельный продольной оси 35. Наличие зажимного зазора 32 делает поперечный профиль 37 открытым. Благодаря зажимному зазору 32 можно увеличивать или уменьшать размеры продольного отверстия 17. В основании вилки 14 перпендикулярно зазору 32 вдоль зажимной оси 33 может проходить зажимное отверстие 28. Функциональный блок с зажимным зазором 32 позволяет уменьшить размеры продольного зазора 17 с помощью соответствующих зажимных средств, например, болта и гайки. Такое сужение позволяет закрепить вал 13 и обеспечить, по крайней мере, фрикционное соединение между вилкой 14 и валом 13 в продольном направлении параллельно продольной оси. При перпендикулярном расположении зажимного отверстия 28 относительно по крайней мере части продольного отверстия 17 при помощи зажимных средств можно обеспечить геометрическое замыкание между вилкой 14 и валом 13 в продольном направлении. Для этого в вале 13 может быть предусмотрена выемка 29.

На Фиг. 5 показан пример поперечного профиля 37 продольного отверстия 17. В представленном варианте осуществления поперечный профиль 37 проходит вдоль двух окружностей, внутренней окружности 23 и внешней окружности 27. В предпочтительном варианте поперечный профиль 37 имеет по крайней мере одну диагональную поверхность 22, которая геометрически представляет собой хорду внутренней окружности 23. В представленном варианте осуществления поперечный профиль 37 содержит две внутренние диагональные поверхности 22, расположенные друг напротив друга. Эти диагональные поверхности 22 придают отверстию V-образную форму. Одна внутренняя диагональная поверхность 22 занимает примерно четверть внутренней окружности 23. В предпочтительном варианте по крайней мере одна внутренняя диагональная поверхность расположена на стороне зажимного зазора 32 поперечного профиля 37. Под стороной зажимного зазора 37 понимается половина внутренней окружности 23, примыкающая к зажимному зазору 32.

Представленный поперечный профиль 37 также имеет внутренние зубцы 21. Внутренние зубцы 21 занимают примерно половину окружностей 23, 27. При этом внутренние зубцы 21 предпочтительно расположены на стороне внутренней окружности или внешней окружности 27, обращенной к зажимному зазору 32. Зубцы занимают пространство между внутренней окружностью 23 и внешней окружностью 27.

В соответствии с настоящим изобретением вал 13 имеет внешний профиль 38, соответствующий поперечному профилю 37 продольного отверстия 17 вилки 14. Внешний профиль 38 вала 13 выполнен таким образом, чтобы вал 13 входил в продольное отверстие 17 вилки 14 в единственном угловом положении.

На Фиг. 7 более подробно представлен пример внешнего профиля 38. В представленном варианте осуществления внешний профиль 38 проходит вдоль двух окружностей вала: внутренней окружности 39 и внешней окружности 40. Внешний профиль 38 имеет по крайней мере одну внешнюю диагональную поверхность 26, соответствующую поперечному профилю 38 продольного отверстия 17 и геометрически представляющая собой хорду внутренней окружности 39. В представленном варианте осуществления внешний профиль 38 включает в себя две внешние диагональные поверхности 26, расположенные друг напротив друга. Одна внешняя диагональная поверхность 26 занимает примерно четверть внутренней окружности 39.

Представленный внешний профиль 38 также имеет наружные зубцы 24. Наружные зубцы 24 занимают примерно половину окружностей 39, 40. Зубцы занимают пространство между внутренней окружностью 39 и внешней окружностью 40.

Диаметр внутренней окружности 39 больше диаметра внутренней окружности 23. Для облегчения вставки вала 13 в продольное отверстие 17 на конце вала 13 предусмотрено сужение 25. При этом диаметр на конце вала 13 меньше диаметра внутренней окружности 23.

Перечень ссылочных позиций

1. Система (11) рулевого управления для транспортного средства, которая включает в себя поворотный подшипник (12) и вал (13), который крепится к поворотному подшипнику (12), при этом поворотный подшипник (12) содержит вилку (14) и ответную вилку (18), шарнирно соединенную с вилкой (14), при этом вилка (14) имеет ножку (36), расположенную поперечно продольной оси (35), и две лапки (31), расположенные вдоль продольной оси (35) напротив друг друга и соединенные с ножкой (36); причем ножка (36) имеет продольное отверстие (17) с поперечным профилем (37) для вставки вала (13), который имеет внешний контур (38), соответствующий поперечному профилю (37) отверстия ножки, отличающаяся тем, что поперечный профиль (37) продольного отверстия (17) и внешний профиль (38) вала (13) имеют такую форму, что вал (13) входит в продольное отверстие (17) в единственном угловом положении относительно продольной оси (35).

2. Система (11) по п.1, в котором поперечный профиль (37) вилки (14) имеет по крайней мере одну внутреннюю диагональную поверхность (22), а внешний профиль (38) вала (13) имеет по крайней мере одну внешнюю диагональную поверхность (26).

3. Система (11) по п.1 или 2, в которой на по крайней мере части поперечного профиля (37) головки (14) вилки выполнены внутренние зубцы (21), а на по крайней мере части внешнего профиля (38) вала (13) выполнены наружные зубцы (24).

4. Система (11) по п.1, в которой головка (14) вилки имеет зажимной зазор (32).

5. Система (11) по п.4, в которой по крайней мере одна внутренняя диагональная поверхность (22) головки (14) вилки расположена на стороне зажимного зазора (32).

6. Система (11) по п.1, в которой поворотный подшипник (12) представляет собой карданный шарнир (12), а вилка (14) соединена с ответной вилкой (18) с помощью крестовины.

7. Система (11) по п.1, в которой вал (13) имеет выемку (29).

8. Система (11) по п.1, в которой вал (13) представляет собой ведущую шестерню рулевого управления, сцепляющуюся с рулевой передачей (20).

9. Транспортное средство (10), которое содержит систему (11) рулевого управления по одному из пп.1-8.