CZ310569B6 - Zařízení pro odpružení těžkých náprav - Google Patents

Abstract

Zařízení zahrnuje alespoň jeden hlavní pružící prvek, který je tvořen alespoň jednou vzduchovou pružinou (1) z pružného pryžového vlnovce (2) s alespoň třemi vlnami. Pružný pryžový vlnovec (2) je shora kryt horním víkem (3) a ze spodu spodním víkem (4). Alespoň jedno víko (3, 4) je opatřeno přívodem (5) vzduchu. Vzduchová pružina (1) je uzpůsobena pro upevnění mezi pevný rám (28) vozidla a trámcový nosník (21) spojený s polonápravou (6) skrze víka (3, 4). Pružný pryžový vlnovec (2) je v každé své vnitřní drážce (7) opatřen výztužným kruhem (8). Horní okraj (12) a spodní okraj (17) pružného pryžového vlnovce (2) je opatřen vyztuženým horním lemem (13) a spodním lemem (18) a je vzduchotěsně kryt. Hlavní pružící prvek jedné polonápravy (6) je tvořen alespoň dvěma vzduchovými pružinami (1) tvořenými pružným pryžovým vlnovcem (2), přičemž vzduchové pružiny (1) jsou uspořádány symetricky z boku po obou stranách polonápravy (6) a současně z boku nosné trouby (32).

Description

Zařízení pro odpružení těžkých náprav

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro odpružení těžkých náprav, které je určené především pro těžké nákladní automobily s páteřovým trubkovým rámem a výkyvnými nápravami.

Dosavadní stav techniky

Odpružení vozidla je významnou a nedílnou součástí konstrukce všech kolových vozidel. Odpružením nebo také pérováním je myšleno zařízení snižující otřesy strojních zařízení, dopravních prostředků a pojízdných pracovních strojů. Pružiny nebo také pera jsou umístěna mezi pevnou a pohyblivou částí podvozků, u dopravních prostředků mezi nápravou a rámem, popřípadě samonosnou karoserií.

Podvozky nákladních automobilů Tatra je v konceptu podvozků ostatních nákladních automobilů unikátní. Unikátnost je charakteristická centrální nosnou troubou tvořící páteř podvozku a nápravami s výkyvnými polonápravami. Proto je soubor známých řešení vzduchového pérování používaný u ostatních výrobců problematicky aplikovatelný na tento konstrukčně odlišný typ podvozku a je nutné vyvíjet technická řešení na míru této koncepci.

Pneumatická pružina je pružící zařízení založené na využití stlačeného vzduchu v uzavřeném objemu. Vzduch uzavřený v nádobě z pružného měchu nebo ocelového válce je vlastním pružícím elementem. Tento systém pružení se používá především u nákladních automobilů, autobusů, přívěsů a návěsů. Při zatížení se měch stlačí a eliminuje tak kmity a rázy. Vzduchové pružení má výhodu, že u něho lze měnit tlak v měších, a tím sílu pružení, ale také např. výšku podvozku od vozovky, tedy světlou výšku vozidla a jeho průjezdnost terénem.

Z dosavadní technické praxe je známo lehké kombinované pérování nákladních vozidel Tatra. Toto pérování využívá dvě vzduchové pružiny umístěné proti sobě nad centrální nosnou trubkou. Pružiny jsou přes horní víka uchyceny do konzoly, která je umístěna na skříni rozvodovky, viz obr. 1. Spodní víka jsou přichycena k výkyvné polonápravě. Uvnitř vzduchové pružiny je mechanická vinutá pružina. Výhodou tohoto technického řešení je především to, že obsahuje malý počet dílů tvořících výslednou pružící sestavu a snadná údržba tohoto pružení. Kombinace vzduchové a vinuté pružiny zvyšuje nosnost zatížení nápravy, má stabilizační příčný účinek a snižuje náklon vozidla. Nevýhodou tohoto technického řešení je ale, že tento typ pružení stále nedosahuje vyšší potřebné nosnosti. Současné použití vzduchových měchů a vinutých pružin v tomto konstrukčním uspořádání nedovoluje progresivní zmenšování světlé výšky vozidla v jeho nezatíženém stavu, a tím např. komplikuje proces připojování/odpojování návěsu.

Tyto nedostatky efektivně odstraňuje provedení hydropneumatického pérování. To umožňuje požadovanou nosnost zadní neřízené nápravy. Nevýhodou tohoto technického řešení ale je vysoká cena tohoto pérování a jeho komplikované technické řešení. Navíc u tohoto řešení hrozí přirozené riziko úniku oleje ven ze systému pérování, a tím ekologického znečištění.

V dokumentu CN 217804215 U je popsána konstrukce vzduchového pružinového zadního odpružení těžkého nákladního vozidla. Montážní konstrukce se vyznačuje tím, že obsahuje rám, nápravu, sestavu vzduchové pružiny a složenou příčnou stabilizační tyč. Dvě koncové části nápravy jsou příslušně spojeny se dvěma podélnými nosníky rámu prostřednictvím sestavy vzduchové pružiny. Nevýhodou tohoto řešení je především to, že při poruše gumového pláště gumového měchu a úniku vzduchu je tlumení vozidla vyřazeno a vozidlo jen těžko může pokračovat v jízdě. Výhodou tohoto řešení je vyšší odolnost vozidla proti převrácení a vyrovnání u těžkého nákladního vozidla a samozřejmě se zlepšila stabilita ovládání a jízdy a jízdní komfort.

- 1 CZ 310569 B6

Z dokumentu US 5755456 A je známa pružinová podpěra pro motorové vozidlo s páteřovým trubkovým rámem a pomocným rámem. Toto zařízení pro odpružení těžkých náprav řeší odpružení dvojice výkyvných polonáprav proti páteřovému trubkovému rámu tak, že nad nosnou troubou je shora umístěna dvojice vzduchových vlnovců vzájemně umístěných do „V“. Měchy jsou upevněny k nosné troubě pomocí konzoly s dvojicí sedel a proti polonápravě je měch vzepřen pomocí šikmé tuhé vzpěry s nosnou plochou. Každý vzduchový měch je tvořen vlnovcem o dvou vlnách průměru 380 mm, přičemž je shora uzavřen horním víkem a zdola spodním víkem zajišťujícími těsnost měchu. Horní víko zajišťuje přivádění vzduchu do měchu při klidovém stavu vozidla. Pryžový vlnovec tvořený kordovým výpletem a gumou je ve své vnitřní drážce opatřen výztužným kruhem. Horní okraj pryžového vlnovce je opatřen horním lemem a je shora vzduchotěsně kryt horním víkem. Spojení horního lemu s horním víkem je uskutečněno pomocí šroubů přes upínací přírubu půlkruhového tvaru s vybráním. Toto vybrání je pro uchycení horního lemu. Spodní okraj pryžového vlnovce je opatřen spodním lemem a je zdola vzduchotěsně kryt spodním víkem. Spojení spodního lemu se spodním víkem je uskutečněno upínací přírubou půlkruhového tvaru s vybráním pro spodní lem. Spojení je uskutečněno pomocí šroubů. Pryžový vlnovec je uvnitř opatřen vinutou pružinou rozepřenou mezi horní a spodní víko. Dvojice sousedících náprav je navíc odpružena i mechanickou, v tomto případě listovou pružinou.

Nevýhodou tohoto řešení je, že vinutá pružina uvnitř pružného vlnovce výrazně omezuje velikost maximální úrovně stlačení pružného vlnovce v nezatíženém stavu vozidla. Tuto hodnotu nelze prakticky efektivně měnit. I kdyby byl v době mimo jízdu změněn tlak v pružných vlnovcích, změní se pouze charakteristika průběhu pružení, nikoli nejnižší možná dosažená výška. Podobné omezení je dáno i listovými pružinami, jejichž rozsah pružení a doraz také komplikuje změnu výšku podvozku od terénu. Další nevýhodou je, že kola vozidla s tímto pružením mají v nezatíženém stavu vozidla velký pozitivním odklonu, což zvyšuje světlou výšku vozidla. Velká světla výška výrazně omezuje připojování návěsu a pozitivní odklon pneumatik způsobuje v nezatížením stavu jejich odvalování pouze po vnější části běhounu a jejich velké a nerovnoměrné opotřebení. Menší kontaktní plocha pneumatiky s vozovkou také snižuje působení podélných a bočních sil nutných pro jízdní bezpečnost. Dochází tak k výraznému snížení brzdné síly, především při intenzivním brždění, snížení trakce a velkému bočnímu skluzu při zatáčení. Pozitivní odklon kol navíc způsobuje, že při průjezdu zatáčkou, při vyšších rychlostech, nárůst zdvihací síly snižuje stabilitu vozidla. Vozidlo tak nemůže při průjezdu zatáčkou využít svůj rychlostní potenciál naplno. Použití kovových pružících prvků, tedy hlavně listových pružin zvyšuje výrazně hmotnost pružícího systému. Dalším významným nedostatkem tohoto řešení je, že tento systém pružení lze použít pouze pro soupravu dvou náprav ne pro samostatnou jednu nápravu. Nevýhodou je i to, že horní i spodní lem jsou opatřeny výztužným pásem z tvrdé pryže, díky níž je sice lem konstrukčně pevnější, ale také objemově větší. Nevýhodou je i to, že spodní i horní víka jsou podepřena pouze ve střední části, a tudíž během pružení se víko podstatně více prohýbá. Tím může dojít k povolení šroubů víka a následně k úniku vzduchu z vlnovce.

Hlavním úkolem patentuje odstranit nedostatky známých zařízení z dosavadního stavu techniky a vytvořit takové zařízení pro odpružení těžkých náprav, které by umožňovalo výrazné zvýšení nosnosti zadní neřízené nápravy nákladních vozidel Tatra při současném zachování vysoké úrovně jízdního pohodlí daného především přednostmi vzduchového pérování. Nové řešení by mělo být vhodné pro celou řadu typů a kombinací podvozků Tatra s nosnou troubou a výkyvnými polonápravami. řešení musí být osaditelné na podvozky s koly ve dvojmontáži, na nápravu s koly na obrácených discích i pro nápravu s libovolným rozchodem kol v jednomontáži. Nové řešení by mělo být také vhodné pro nákladní vozidla Integrovaného záchranného systému (IZS) a ozbrojených složek, tedy vhodná a uzpůsobená pro jízdu v nezpevněném terénu, kdy je zatížení náprav rozhodující a velký vliv hraje i světlá výška vozidla nezbytná pro vysokou průchodivost terénem. Nové řešení by tak mělo umožňovat aktivní změnu světlé výšky podvozku a v této činnosti by mělo být minimálně omezováno pevnými pružícími prvky. Hledané řešení by mělo

-2CZ 310569 B6 být lehčí, montážně a údržbově jednoduší a výrazně levnější na výrobu. Současně by mě být zajištěn nulový odklon kol ve statickém stavu vozidla.

Podstata vynálezu

Nedostatky v současnosti známých zařízení překonává dále popisované zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav, které je určené především pro odpružení náprav těžkých nákladních automobilů s výhodou určených pro použití v ozbrojených silách a IZS.

Zařízení pro odpružení těžkých náprav zahrnuje alespoň jeden hlavní pružící prvek. Hlavní pružící prvek je tvořen alespoň jednou vzduchovou pružinou. Vzduchová pružina je dále tvořena horním víkem a spodním víkem. Pružný pryžový vlnovec je tak uspořádán mezi horní víko a spodní víko, kdy alespoň jedno víko je opatřeno přívodem vzduchu. Vzduchová pružina je uzpůsobena pro upevnění mezi pevný rám vozidla a trámcový nosník spojený s polonápravou. Upevnění je provedeno skrze jednoduchá víka rovinného tvaru. Pružný pryžový vlnovec je v každé své vnitřní drážce opatřen výztužným kruhem zaobleného tvaru alespoň v části svého průřezu. Horní okraj pružného pryžového vlnovce je opatřen vyztuženým horním lemem a je shora vzduchotěsně kryt horním víkem. Spojení horního lemu s horním víkem je uskutečněno upínací přírubou půlkruhového tvaru s vybráním pro horní lem pryžového vlnovce. Upevnění je pomocí šroubů. Spodní okraj pružného pryžového vlnovce je opatřen vyztuženým spodním lemem a je zdola vzduchotěsně kryt spodním víkem. Spojení spodního lemu se spodním víkem je uskutečněno upínací přírubou půlkruhového tvaru s vybráním pro spodní lem pryžového vlnovce. Upevnění je pomocí šroubů. Hlavní pružící prvek jedné polonápravy je tvořen alespoň dvěma vzduchovými pružinami tvořenými pružným pryžovým vlnovcem alespoň se třemi vlnami. Vzduchové pružiny jsou uspořádány symetricky z boku po obou stranách polonápravy a současně z boku nosné trouby. To znamená že pomyslný kříž tvořený v horizontální rovině nosnou troubou a k ní upevněnými dvěma protilehle uspořádanými polonápravami tvořícími jednu nápravu, je v každém svém takto vzniklém kvadrantu opatřen alespoň jednou vzduchovou pružinou v tomto kvadrantu uspořádanou. Uspořádání vzduchových pružin je v kvadrantech pozičně symetrické.

Ve výhodném provedení je přívod vzduchu opatřen dvoucestným vzduchovým ventilem s dálkovým ovládáním a vypínačem. Dvoucestný vzduchový ventil je elektricky ovládaný s dálkovým ovládáním a vypínačem. Ventil slouží pro regulaci tlaku vzduchu ve vzduchové pružině, a tím k zajištění stálé světlé výšky vozidla nebo kjejí změně v celém rozsahu dovoleného zatížení nápravy. Dálkové ovládání s vypínačem je uspořádáno v kabině vozidla a elektricky je propojeno s ventilem.

V jiném výhodném provedení jsou spodní víko a horní víko plochého tvaru. To je rozdíl od vypouklých vík používaných v dosavadním stavu techniky a vyráběných postupem lisováním za studená. Díky rovinnému tvaru vík a jejich výrazně většímu podepření dochází při pružení k mnohem menším prohybům víka a tím se eliminuje nebezpečí povolení šroubů a následného úniku vzduchu. Výroba plochých vík je jednodušší a finančně méně nákladná. V tomto výhodném provedení jsou horní lem a spodní lem opatřeny drátovou výztuhou. Toto vyztužení je oproti zpevnění pevnou gumovou pevnější a rozměrově menší, díky čemuž je rozměr, přesněji výška lemů menší.

V dalším výhodném provedení je horní víko každé ze vzduchových pružin opatřeno konzolou pro upevnění k podélníku rámu, zatímco spodní víko je uspořádáno na trámcovém nosníku. Vzduchové pružiny jsou na trámcovém nosníku uspořádány na jeho koncích a střed trámcového nosníku je opatřen horním vybráním pro osazení a připevnění trámcového nosníku k polonápravě pomocí objímky a čtveřice šroubů. Základem tohoto provedení s trámcovým nosníkem je, že trámcový nosník přenáší svislou síla od kol na dva vysokotlaké pryžové vlnovce. Pro zajištění dostatečné životnosti šroubového spoje mezi trámcovým nosníkem a objímkou je nutné zajistit, aby byly šrouby namáhány ideálně pouze tahem a nevznikalo v nich přídavné ohybové namáhání.

- 3 CZ 310569 B6

Proto jsou objímka a trámcový nosník robustní konstrukce a velmi tuhé. Tento vysoce únavově namáhaný šroubový spoj je rovněž spolehlivě zajištěn proti svému uvolnění za provozu. Spojení spodního víka a trámcového nosníku je provedeno pomocí více šroubových spojů, což snižuje bodové namáhání spodního víka oproti řešením z dosavadního stavu techniky.

V následujícím výhodném provedení zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav dále zahrnuje alespoň jeden tlumicí prvek pro tlumení každé samostatné polonápravy, kterým je tlumič. Ten je pro každou polonápravu uspořádaný mezi trámcovým nosníkem a podélníkem rámu. Tlumič slouží k tlumení kmitu pružin a minimalizuje kolísání svislé síly pod kolem.

V následujícím výhodném provedení zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav dále zahrnuje i alespoň jeden pryžový doraz pro každou polonápravu uspořádaný mezi podélníkem rámu a objímkou, která je součástí trámcového nosníku. Pryžový doraz definuje maximální výklon polonápravy směrem nahoru tím, že jeho stlačení je omezené, ale současně jeho pružnost eliminuje tvrdé rázy, které by jinak pevný rám vozidla vytvářel, kdyby byl doraz např. z kovu.

V dalším výhodném provedení je trámcový nosník konstrukčně a pevnostně řešen jako dílec konstantního rozložení napjatosti, čímž jsou minimalizovány jeho zástavbové rozměry a hmotnost. K robustní ocelové vložce, která tvoří základ trámcového nosníku jsou přivařeny tenkostěnné plechy, které do sebe vzájemně zapadají a vytvářejí tak pevný, lehký a tuhý celek obdélníkového průřezu. Na obou koncích trámcového nosníku jsou dosedací plochy pro uchycení vzduchové pružiny zespodu. Délka trámcového nosníku je limitována zástavbou pneumatik.

V ještě dalším výhodném provedení zahrnuje zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav alespoň jeden stabilizátor náklonu vozidla Stabilizátor je jednoduché zařízení snižující náklon vozidla při průjezdu zatáčkou, a tím zvyšující komfort jízdy. Stabilizátor umožňuje vyšší rychlost jízdy při průjezdu zatáčkou. Při průjezdu zatáčkou se stabilizátor snaží co nejvíce snížit rozdíl stlačení pružin na levé a pravé straně tak, že přenáší zatížení zavěšení vnějšího kola snížené o vlastní pružnost na zavěšení méně zatíženého kola vnitřního. Tím dojde ke zvýšení tuhosti zavěšení, zmenšení propérování a náklonu karoserie. Při přejezdu příčné nerovnosti vozovky, jako jsou vlna stabilizátor nepracuje. Stabilizátor není nezbytnou součástí zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav, ale v současnosti je obvyklou součástí systému pérování nákladních automobilů.

V jiném výhodném provedení je ve vnitřní části objímky trámcového nosníku uspořádán kolík. Ten zasahuje svým výstupkem až do polonápravy a vytváří tak blokaci pootočení trámcového nosníku kolem polonápravy.

Pružné pryžové vlnovce jsou uspořádány po stranách náprav ne nad nimi. Každá samostatná náprava je odpružena čtyřmi vzduchovými pružinami uspořádanými po dvou pro každou polonápravu, přičemž vzduchové pružiny mají stejnou velikost, stejné konstrukční provedení a stejný způsob uchycení. Toto uspořádání neumožňuje použít klasické provedení pružných vlnovců o průměru 380 mm, proto jsou použity vlnovce o průměru 340 mm. Menší průměr pryžového vlnovce umožňuje použít kratší trámcové nosníky. Ty jsou tak menší pro zástavbu a současně jsou i méně namáhány a jsou lehčí. Stranové provedení odpružení vyžaduje, aby byl pružný vlnovec vyšší, proto má v tomto provedení tři vlny kdy mezi každými sousedícími vlnami je uspořádán výztužný kruh. Toto konstrukční uspořádání pryžového vlnovce a výztužného kruhu má ten efekt, že pružný pryžový vlnovec při stlačení nevybočí. Spodní lem a horní lem vytvářejí vetší hmotu pryže a v podstatě těsnicí kroužek, který přimáčknutím k víku vytváří vzduchotěsný spoj. Jelikož náprava nemá jiný doplňkový pružící systém, jak tomu u dosavadního stavuje, kdy v dosavadním stavu je navíc vinutá pružina pro každou polonápravu a listová pružina pro dvojici sousedících polonáprav je nutné pro dostatečné pružení hmotnosti vozidla navýšit počet vzduchových pružin pro polonápravu z jedné dle dosavadního stavu techniky na alespoň dvě vzduchové pružiny na polonápravu.

-4CZ 310569 B6

Hlavní výhodou tohoto patentového řešení je, že oproti původním řešením známým z dosavadního stavu umožňuje toto výrazné zvýšení nosnosti zadních neřízených náprav nákladních vozidel Tatra při současném zachování vysoké úrovně jízdního pohodlí daného především přednostmi vzduchového pérování. Nové řešení je vhodné pro jednu nápravu, a to v různých kombinacích podvozků a náprav, zatímco řešení dle dosavadního stavu bylo určené pro dvojici sousedících náprav, neboť některé pružící prvky nebyly určeny pouze pro jedinou nápravu, např. listová pružina. Zařízení je tak osaditelné na podvozky s koly ve dvoumontáži, na nápravu s koly na obrácených discích i na nápravy s libovolným rozchodem kol v jednomontáži. Nové řešení je navíc velmi vhodné pro nápravy nákladních vozidel Integrovaného záchranného systému (IZS) a ozbrojených složek, která jsou provozovaná z velké části i na nezpevněném terénu. U těchto vozidel hraje velkou roh světlá výška vozidla a tím průchodnost terénem. Nové řešení umožňuje změnu světlé výšky podvozku zvýšením nebo naopak snížením tlaku ve vzduchové pružině. To je velkou výhodou například, je-li nutné snížit výšku vozidla pro průjezd pod sníženým profilem, nebo při přepravě po železnici, na podvalníku nebo v letadle. Toto upouštění a napouštění vzduchové pružiny není navíc omezeno pevnými prvky jako jsou vinuté pružiny. Toto řešení je díky absenci větších pevných pružících prvků lehčí. Tímto těžkým prvkem je myšlena listová pružina. Zařízení je montážně a údržbově jednoduché a výrazně levnější na výrobu než ta známá z dosavadního stavu techniky. Zařízení zvyšuje na nápravě s rozchodem kol schváleným pro běžnou pozemní komunikaci nosnost na 13 tun a nedochází k odklonu kol ve statickém stavu vozidla. Výhodou je i malý počet základních dílů a šroubové spojení trámcového nosníku s výkyvnou polonápravou umožňující jeho snadnou montáž a demontáž, a i případný efektivní servis. Vzduchové vlnovce podle této přihlášky jsou navrženy tak, že mají výbornou životnost a snášejí statický tlak až 1 MPa. Silový účinek vzduchových vlnovců je natolik dostatečný, že není nutné používat žádný přídavný mechanický pružící prvek, jako u starších typů, kde se vzduchová pružina doplňovala i vinutou pružinou. Použití čtyř pružných pryžových vlnovců se třemi vlnami na každé nápravě navíc umožňuje snížit tlak nejen v nich, ale i ve vzduchové soustavě vozidla, aniž by byla ovlivněna dynamika jízda. To má výhodu v úspoře v potrubí a v menším zatížení vzduchového kompresoru a snižuje i namáhání pružících a vzduchových soustav vozidla. Nově navržené zařízení pro odpružení těžkých náprav, uspořádané po stranách nosné trouby, nikoli nad nosnou troubou, plní požadovanou životnost, kdy během testování byl trámcový nosník od každého vzduchového vlnovce zatěžován pulzujícím zátěžným cyklem s horní silou 120 kN a dolní silou 30 kN, od stabilizátoru střídavým symetrickým zátěžným cyklem s amplitudou 23 kN a od pryžového dorazu míjivým zátěžným cyklem s horní silou 100 kN a vše zvládal bez problému.

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresů, které znázorňují:

obr. 1 perspektivní pohled na zařízení pro vzduchové odpružení lehkých náprav známé z dosavadního stavu techniky, obr. 2 boční 2D pohled na zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav z vnější strany, obr. 3 boční 2D pohled na zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav z vnější strany s řezem trámcovým nosníkem a jeho upnutím s polonápravou, obr. 4 perspektivní pohled na zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav v provedení s dvojicí vzduchových pružin. Jedná se o bližší pohled na uspořádání zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav na pevném rámu mezi podélníkem a polonápravou, obr. 5 detailní pohled na konstrukci vzduchové pružiny a její upevnění k trámcovému nosníku a konzoli.

- 5 CZ 310569 B6

Příklady uskutečnění vynálezu

Zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav je především určené pro použití na těžkých nákladních automobilech Tatra. Nákladní automobily Tatra mají specifický podvozek tvořený podvozkovým celkem 11. jehož nej důležitější částí je nosná trouba 32. Tento podvozkový celek jj_je příčníky pevně upevněn k úplnému rámu 9, který je oporou pro ložnou plochu nebo nástavbu. Sestava podvozkového celku 11 a úplného rámu 9 pak tvoří pevný rám 28. který se odborně nazývá podle nosné trouby 32 jako páteřový trubkový rám.

Zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav výrazným způsobem překonává dosud používané zařízení pro odpružení náprav nákladních automobilů prezentované na obr. 1. Na příkladu dle dosavadního stavu techniky, vyobrazeném na obr. 1 je zařízení pro odpružení náprav nákladních automobilů umístěno nad nosnou troubou 32, čímž výrazně zabírá prostor mezi pevným rámem 28 a korbou vozidla. V tomto známém stavu technického řešení je zařízení tvořeno dvojicí vzduchových pružin 1 se vzduchovými vlnovci 2 se dvěma vlnami 30. Vzduchový vlnovec je uspořádán mezi horním víkem 3 a spodním víkem 4 a alespoň jedno z vík 3, 4 je opatřeno přívodem 5 vzduchu. Víka 3, 4 jsou vypouklá vyrobená lisováním za studená. Tato výroba je finančně náročná. V tomto konstrukčním uspořádání je uvnitř pryžového vlnovce 2 uspořádána vinutá pružina 31 a zařízení je opatřeno i dvojicí tlumičů pérování 24. Především vinuté pružiny 31 znemožňují efektivní práci s tlakem vzduchu ve vzduchové pružině 1.

V jiném známém řešení, podle patentu US 5755456 A, navíc toto řešení podle dosavadního stavu techniky opatřeno i listovou pružinou, která je vždy pro dvě sousedící nápravy. To znamená že na každé straně jsou dvě sousedící polonápravy uloženy i na listové pružině. Díky tomu není toto řešení podle dosavadního stavu techniky použitelné samostatně pro jednu nápravu při zachování pružících, nosnostních a pevnostních parametrů. V tomto řešení nejsou použity tlumiče pérování, jelikož jsou nahrazeny zmíněnou listovou pružinou.

Podle tohoto příkladu uskutečnění vynálezu, který je pouze částečně vyobrazen na obr. 2 až 5, jsou základem zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav čtyři vzduchové pružiny 1 v provedení pryžového vlnovce 2 uspořádaného mezi horní víko 3 a spodní víko 4, což je provedení vycházející z dosavadního stavu techniky. Stejně tak z dosavadního stavu techniky vychází, že alespoň jedno z vík 3, 4 je opatřeno přívodem vzduchu. Spojení vík 3, 4 a vlnovce 2 vytváří vzduchotěsné spojení vzduchové pružiny do jednoho kompaktního, ale rozebíratelného celku. Podstatným rozdílem proti dosavadnímu stavu je, že vzduchová pružina 1 neobsahuje vinutou pružinu 31 a její nosnosti se dosahuje jiným konstrukčním uspořádáním. Vzduchové pružiny 1 jsou uspořádány symetricky z boku po obou stranách polonápravy 6 a současně z boku nosné trouby 32. To znamená že pomyslný kříž tvořený v horizontální rovině nosnou troubou 32 a k ní upevněnými dvěma protilehle uspořádanými polonápravami 6 tvořícími jednu nápravu, je v každém svém takto vzniklém kvadrantu opatřen jednou vzduchovou pružinou 1 v tomto kvadrantu uspořádanou. Uspořádání vzduchových pružin 1 je v kvadrantech pozičně symetrické. Každá samostatná náprava je tedy odpružena čtyřmi vzduchovými pružinami 1 uspořádanými po dvou pro každou polonápravu 6, přičemž všechny vzduchové pružiny 1 jedné nápravy mají stejnou velikost, stejné konstrukční provedení a stejný způsob uchycení. Díky tomu je možné vzduchovou pružinu 1 umístit mezi pevný rám 28 vozidla a trámcový nosník 21 spojený s polonápravou 6 do prostoru z boku uložení nosné trouby 32, a tím je možné snížit polohu korby vůči pevnému rámu 28. V tomto konkrétním příkladu uskutečnění vynálezu je pryžový vlnovec 2 v každém svém vnitřní drážce 7 opatřen výztužným kruhem 8. Toto konstrukční uspořádání pryžového vlnovce 2 a výztužného kruhu 8 má ten efekt, že pryžový vlnovec 2 při stlačení nevybočí.

V tomto příkladu uskutečnění vynálezu je horní okraj 12 pryžového vlnovce 2 opatřen horním lemem 13 a je shora vzduchotěsně kryt horním víkem 3. Spojení herního lemu 13 s horním víkem

-6CZ 310569 B6 je uskutečněno upínací přírubou 14. která je půlkruhového tvaru. Upínací příruba 14 má vybráním 15 pro uložení horní lem 13 pomocí šroubového spoje. Obdobně je řešen i spodní okraj 17 pryžového vlnovce 2. Ten je opatřen spodním lemem 18 a je zdola vzduchotěsně kryt spodním víkem 4. Spojení spodního lemu 18 se spodním víkem 4 je uskutečněno také upínací přírubou 14 půlkruhového tvaru, která má také vybrání 15 pro uložení spodního lemu 18. Spojení upínací příruby 14 se spodním víkem 4 je taktéž řešeno pomocí šroubového spoje. Spodní lem 18 i horní lem 13 jsou opatřeny nezobrazenou drátovou výztuhou, která slouží pro zpevnění lemů 13. 18.

Zatímco v dosavadním stavu techniky je průměr pružného pryžového vlnovce 2 380 mm v tomto příkladu uskutečnění vynálezu je průměr pružného pryžového vlnovce 2 jen 340 mm. Důvodem je menší zástavbový prostor po stranách náprav oproti umístění nad nápravami. Pružný pryžový vlnovce 2 má navíc tři vlny 30. a to z důvodu nutnosti větší zástavbové výšky. Menší průměr pružného pryžového vlnovce 2 nám umožnil menší délku trámcového nosníku, čímž došlo ke zmenšení jeho namáhání, a tím i ke zmenšení zástavbových rozměrů a snížení hmotnosti systému odpružení.

Součásti tohoto uskutečnění vynálezu je i nezobrazený dvoucestný elektricky ovládaný vzduchový ventil s dálkovým ovládáním, který je uspořádán mezi vzduchovou soustavou vozidla a přívodem vzduchu 5. Tento vzduchový ventil slouží pro regulaci tlaku vzduchu ve vzduchové pružině 1 a dálkové ovládání umožňuje ovládání ventilu za jízdy z kabiny řidiče. Klasickým uspořádáním je elektricky ovládaný vzduchový ventil kabelem spojený se spínačem v kabině vozidla.

Horní víko 3 každé ze vzduchových pružin ]_ je opatřeno konzolou 19 pro upevnění k podélníku 20 pevného rámu 28, zatímco spodní víko 4 je uspořádáno na trámcovém nosníku 21. Vzduchové pružiny 1 jsou na trámcovém nosníku 21 uspořádány stranově. Střed trámcového nosníku 21 obklopuje polonápravu 6, kdy trámcový nosník 21 je opatřen horním vybráním 22 půlkruhového tvaru pro vložení spodní části obvodu polonápravy 6. Upevnění trámcového nosníku 21 k polonápravě je pak dosaženo za pomoci objímky 23, která obejme horní polovinu obvodu polonápravy 6 a pomocí čtveřice šroubů 16 se objímka 23 pevně spojí s trámcovým nosníkem 21. Aby nedošlo k protočení polonápravy 6 v trámcovém nosníku 21 je mezi objímkou 23 a polonápravou 6 uspořádán kolík 29. který zapadá současně do polonápravy 6 i objímky 23 a brání tak vzájemné změně polohy těchto dvou prvků. Zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav v tomto příkladu uskutečnění vynálezu zahrnuje právě jeden pryžový doraz 27 uspořádaný mezi podélníkem 20 a objímkou 23. Trámcový nosník 21 je konstrukčně řešen tak, že k robustní ocelové vložce 25, která tvoří základ trámcového nosníku 21 jsou privařeny tenkostěnné plechy, které do sebe vzájemně zapadají a vytvářejí tak pevný, lehký a tuhý celek obdélníkového průřezu. Na obou koncích trámcového nosníku 21 jsou dosedací plochy pro uchycení vzduchové pružiny 1 zespodu.

V tomto příkladu uskutečnění vynálezu zahrnuje zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav také jeden tlumič 24 pro každou polonápravu uspořádaný mezi polonápravou 6 a podélníkem 20. Použitím tohoto tlumiče jsme schopni dosáhnout vyšší úrovně jízdního pohodlí, než tomu bylo u patentu US 5755456 A, kde tlumiče nebyly a jejich funkci částečně nahradily listové pružiny. Dále je v tomto příkladu zařízení pro vzduchové odpružení těžkých náprav opatřeno také jedním stabilizátorem 26 náklonu vozidla. Pryžový vlnovce 2 je zkonstruován tak, že má tři vnější vlny 30 a je tvořen spojením čtyř textilních kordů a pryže. Vnější průměr pryžového vlnovce 2 je 340 mm a výška v zástavbě vozu 210 mm. Upínací příruba 14 pryžového vlnovce 2 je ze slitiny hliníku.

Průmyslová využitelnost

Vynález najde uplatnění při konstrukci těžkých nákladních automobilů Tatra.

Claims (10)

1. Zařízení pro odpružení těžkých náprav zahrnující alespoň jeden hlavní pružící prvek, kdy hlavní pružící prvek je tvořen alespoň jednou vzduchovou pružinou (1) tvořenou pružným pryžovým vlnovcem (2) s alespoň dvěma vlnami (30), horním víkem (3) a spodním víkem (4), kdy pružný pryžový vlnovce (2) je uspořádán mezi horní víko (3) a spodní víko (4), alespoň jedno víko (3, 4) je opatřeno přívodem (5) vzduchu, vzduchová pružina (1) je uzpůsobena pro upevnění mezi pevný rám (28) vozidla a nápravu nebo polonápravu (6) skrze víka (3,4), pružný pryžový vlnovce (2) je v každé své vnitřní drážce (7) opatřen výztužným kruhem (8) zaobleného tvaru alespoň v části svého průřezu, kdy horní okraj (12) pružného pryžového vlnovce (2) je opatřen vyztuženým horním lemem (13) a je shora vzduchotěsně kryt horním víkem (3), přičemž spojení horního lemu (13) s horním víkem (3) je uskutečněno upínací přírubou (14) půlkruhového tvaru s vybráním (15) pro horní lem (13) pryžového vlnovce (2) pomocí šroubů (16), a kdy spodní okraj (17) pružného pryžového vlnovce (2) je opatřen vyztuženým spodním lemem (18) a je zdola vzduchotěsně kryt spodním víkem (4), přičemž spojení spodního lemu (18) se spodním víkem (4) je uskutečněno upínací přírubou (14) půlkruhového tvaru s vybráním (15) pro spodní lem (18) pryžového vlnovce (2) pomocí šroubů (16), vyznačující se tím, že hlavní pružící prvek jedné polonápravy (6) je tvořen alespoň dvěma vzduchovými pružinami (1) tvořenými pružným pryžovým vlnovcem (2) alespoň se třemi vlnami (30), přičemž vzduchové pružiny (1) jsou uspořádány symetricky z boku po obou stranách polonápravy (6) a současně z boku nosné trouby (32).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že přívod (5) vzduchuje opatřen dvoucestným vzduchovým ventilem s dálkovým ovládáním s vypínačem, pro regulaci tlaku vzduchu ve vzduchové pružině (1).

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že spodní víko (4) a horní víko (3) jsou plochého tvaru a že horní lem (13) a spodní lem (18) jsou vyztuženy drátovou výztuhou, pro zmenšení velikosti lemu (3, 4) a pro jeho zpevnění.

4. Zařízení podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že horní víko (3) každé ze vzduchových pružin (1) je opatřeno konzolou (19) pro upevnění vzduchové pružiny (1) k podélníku (20), a kdy spodní víko (4) je uspořádáno na trámcovém nosníku (21), přičemž vzduchové pružiny (1) jsou na trámcovém nosníku (21) uspořádány na jeho koncích a střed trámcového nosníku (21) je opatřen horním vybráním (22) pro osazení a připevnění trámcového nosníku (21) k polonápravě (6) pomocí objímky (23) a čtveřice šroubů (16).

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje alespoň jeden tlumicí prvek pro každou polonápravu (6), tvořený tlumičem (24) uspořádaným mezi polonápravou 6 a podélníkem (20).

6. Zařízení podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že dále zahrnuje alespoň jeden pryžový doraz (27) pro každou polonápravu (6) uspořádaný mezi podélníkem (20) a objímkou (23) spojenou s trámcovým nosníkem (21).

7. Zařízení podle některého z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že trámcový nosník (21) je tvořen ocelovou vložkou (25) a svařencem tenkostěnných plechů, přičemž na obou koncích trámcového nosníku (21) jsou dosedací plochy pro upevnění vzduchové pružiny (1) zespodu.

8. Zařízení podle některého z nároků 2 až 7, vyznačující se tím, že dále zahrnuje alespoň jeden stabilizátor (26) pro zmenšení klopení vozidla.

9. Zařízení podle některého z nároků 2 až 7, vyznačující se tím, že ve vnitřní části objímky (23) trámcového nosníku (21) je uspořádán kolík (29) zasahující svým výstupkem do polonápravy (6) pro eliminaci rizika pootočení trámcového nosníku (21) kolem polonápravy (6).

-8CZ 310569 B6

10. Zařízení podle některého z nároků 2 až 9, vyznačující se tím, že každá samostatná náprava je odpružena čtyřmi vzduchovými pružinami (1) uspořádanými po dvou pro každou polonápravu (6), přičemž vzduchové pružiny (1) mají stejnou velikost, stejné konstrukční provedení a stejný způsob uchycení.