PL232280B1 - Siedzisko sprężyny przystosowane do mocowania na korpusie amortyzatora i amortyzator do sprężystego układu zawieszenia pojazdu - Google Patents

Description

Przedmiotem zgłoszenia jest siedzisko sprężyny przystosowane do mocowania na korpusie amortyzatora i amortyzator do sprężystego układu zawieszenia pojazdu. Pojazdy drogowe, w szczególności samochody osobowe wyposażone są w sprężysty układ zawieszenia, w szczególności w kolumnę McPhersona. Kolumna McPhersona obejmująca amortyzator teleskopowy i sprężynę jest zamocowana z dołu do wahacza, a od góry do konstrukcji nośnej pojazdu. Dolny zwój sprężyny oparty jest na siedzisku sprężyny zamocowanym na korpusie amortyzatora. Ze stanu techniki znane są siedziska zarówno metalowe jak i wykonane z tworzywa sztucznego. Metalowe siedziska znane są między innymi z dokumentów EP1431082A2 i EP1637367A2. Są one wyprofilowane tak aby powierzchnia podpierająca sprężyny była usytuowana pod kątem do osi amortyzatora w celu optymalnego ukierunkowania siły wywieranej przez sprężynę na konstrukcję nośną samochodu. Powierzchnia podpierająca jest ukształtowana odpowiednio do podpierania pierwszego zwoju sprężyny. Znane też są rozwiązania, w których powierzchnia podpierająca może chwilowo podpierać drugi zwój przy dużych dynamicznych obciążeniach. Producenci pojazdów dążą do tego, żeby części, z których są zbudowane pojazdy były coraz lżejsze zachowując jednocześnie swoją wymaganą eksploatacyjnie wytrzymałość. Dlatego też stosowane pierwotnie metalowe siedziska sprężyn spawane do rur zostały zastąpione przez siedziska wykonane z tworzywa sztucznego, przy czym siedziska te opierają się przykładowo o powierzchnie oporowe ukształtowane na zewnętrznej powierzchni amortyzatorów.

Sprężyny w układzie zawieszenia poddawane są w sposób ciągły zmiennym obciążeniom, zdarza się, że pękają powodując raptowne obniżenie konstrukcji nośnej pojazdu, co może stanowić zagrożenie dla pasażerów pojazdu, ponieważ nagle zmienia się rozkład sił podpierających pojazd, co może być powodem niekontrolowanej zmiany kierunku jazdy. Problemem od strony eksploatacyjnej jest ryzyko niszczącego uszkodzenia siedziska sprężyny, jeśli jest ono wykonane z tworzywa sztucznego. Najczęściej pęknięcie sprężyny ma miejsce na pierwszym i drugim dolnym zwoju. Sprężyny są zwykle ukształtowane tak, że pierwszy zwój ma mniejszą średnicę i dlatego pęknięcie sprężyny na większej odległości od siedziska może prowadzić do niszczącego uszkodzenia w strefie obrzeża siedziska zwanej strefą chwytającą. Pęknięcie sprężyny na pierwszym zwoju prowadzi najczęściej do uszkodzenia strefy głównej siedziska podpierającej sprężynę. Uszkodzenia siedziska powstają w wyniku lokalnych naprężeń wywołanych uderzeniem ostrej krawędzi pękniętego drutu sprężyny. Do niszczących uszkodzeń będzie dochodziło o wiele łatwiej, jeśli energia uderzenia skoncentrowana punktowo nie będzie rozpraszana lub pochłaniana.

Istotą niniejszego wynalazku jest siedzisko sprężyny przystosowane do mocowania na korpusie amortyzatora, wykonane z tworzywa sztucznego, posiadające powierzchnię podpierającą do opierania sprężyny i powierzchnię chwytającą, przy czym na powierzchni podpierającej i/lub powierzchni chwytającej posiada element do pochłaniania/rozpraszania energii uderzenia pękniętej sprężyny. Korzystnie element do pochłaniania/rozpraszania energii obejmuje co najmniej jedną zamkniętą komorę powietrzną. Element do pochłaniania/rozpraszania energii posiada żebra od strony powierzchni podpierającej siedziska. Korzystnie element do pochłaniania/rozpraszania energii jest wykonany z co najmniej dwóch rodzajów tworzywa sztucznego, przy czym materiał o najmniejszej lub mniejszej sztywności jest usytuowany od strony powierzchni podpierającej. Element do pochłaniania/rozpraszania energii wykonany jest z materiału wybranego z grupy obejmującej elastomery, poliuretan, polistyren, polipropylen. Korzystnie element do pochłaniania/rozpraszania energii stanowi wkładkę na powierzchni podpierającej. Element do pochłaniania/rozpraszania energii jest wykonany z co najmniej dwóch części. Element do pochłaniania/rozpraszania energii jest wykonany z co najmniej dwóch części połączonych elementami łącznikowymi. Element do pochłaniania/rozpraszania energii posiada elementy zatrzaskowe do mocowania elementu w siedzisku. Element do pochłaniania/rozpraszania energii jest wulkanizowany na siedzisku.

Istotą wynalazku jest również amortyzator do sprężystego układu zawieszenia pojazdu obejmujący korpus wyposażony w siedzisko sprężyny wykazujące powyżej opisane cechy.

Zaletą niniejszego wynalazku jest możliwość uproszczenia zarówno procesu wytwarzania jak i montażu na siedzisku sprężyny.

Inną zaletą niniejszego wynalazku jest dostarczenie siedziska sprężyny wyposażonego w elementy do pochłaniania/rozpraszania energii uderzenia, dzięki czemu siedzisko będzie zabezpieczone przed niszczącym działaniem pękniętych zwojów sprężyny w układzie zawieszenia.

PL 232 280 B1

Wynalazek został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje fragment znanego układu zawieszenia, fig. 2 pokazuje przykład wykonania siedziska zawierającego trzyczęściowy element do rozpraszania/pochłaniania energii uderzenia pękniętej sprężyny, fig. 3 pokazuje przekrój przez element do rozpraszania/pochłaniania energii uderzenia sprężyny z fig. 2, fig. 4 pokazuje przekrój przez inny element do rozpraszania/pochłaniania energii uderzenia sprężyny, fig. 5 pokazuje przekrój przez kolejny element do rozpraszania/pochłaniania energii uderzenia sprężyny, fig. 6 pokazuje element do rozpraszania/pochłaniania energii uderzenia sprężyny składający się z trzech części, fig. 7 i 8 pokazują elementy zatrzaskowe elementu do rozpraszania/pochłaniania energii uderzenia sprężyny z fig. 2, fig. 9 i 11 pokazują kolejne przykłady wykonania elementu do rozpraszania/pochłaniania energii uderzenia sprężyny, i fig. 10 pokazuje przekrój przez element z fig. 9.

Fig. 1 przedstawia fragment sprężystego układ zawieszenia, który obejmuje amortyzator 1 zamocowany na wsporniku 2 mocowanym do wahacza oraz siedzisko 3 sprężyny, na którego powierzchni podpierającej 4 opiera się nie pokazana sprężyna. Na powierzchni 4 siedziska 3 od strony sprężyny można wyodrębnić główną powierzchnię podpierającą 5, w której usytuowany jest pierwszy zwój sprężyny i usytuowaną przy obrzeżu siedziska powierzchnię chwytającą 6. Fig. 2 przedstawia siedzisko 13 według wynalazku, na którego powierzchni 14 zamocowany jest element do rozpraszania/pochłaniania energii 17 na powierzchni chwytającej 16. Pokazany element do rozpraszania/pochłaniania energii 17 składa się z trzech łukowatych części 17A, 17B i 17C połączonych łącznikami 18. Przy tym możliwe jest zastosowanie elementu do rozpraszania/pochłaniania energii w postaci rozłącznych części jak pokazano na fig. 6. Poszczególne części 17A, 17B i 17C mogą posiadać wewnątrz komory powietrzne. Fig. 3 przedstawia przekrój A-A przez część 17B z fig. 2 zawierającą komorę powietrzną 19. Uderzenie końca sprężyny o górną powierzchnię takiego elementu spowoduje pochłanianie energii przez chwilowe ściśnięcie komory i skompresowanie zawartego wewnątrz powietrza oraz rozproszenie energii na powierzchni po dolnej stronie elementu. Możliwe jest również wykonanie elementu 17 jako jednoczęściowego zawierającego jedną komorę powietrzną na całej długości lub kilka komór.

Do wykonania elementu 17 do rozpraszania/pochłaniania energii mogą być zastosowane tworzywa sztuczne takie jak elastomery, poliuretan, polistyren, polipropylen, przy czym tworzywa te mogą być zastosowane zarówno do elementów z komorami powietrznymi jak i do pełnych elementów 17B' jak pokazano na fig. 4. Korzystnym wykonaniem elementu 17 do rozpraszania/pochłaniania energii uderzenia jest zastosowanie co najmniej dwóch materiałów o różnej sztywności, przy czym górna warstwa 20 (fig. 5) jest wykonana z materiału o większej sztywności, a kolejne niższe warstwy lub dolna część 21 są wykonane z materiału o mniejszej sztywności. Dzięki temu naprężenia wywołane uderzeniem krawędzi drutu pękniętej sprężyny są przenoszone poprzez niższe warstwy materiału równomiernie na wyprofilowaną powierzchnię 14 siedziska 13. W ten sposób energia uderzenia jest rozpraszana i częściowo pochłaniana głównie przez dolną część 21.

Element 17 do rozpraszania/pochłaniania energii pokazany na fig. 7 ma na swojej dolnej powierzchni 17D typowe elementy zatrzaskowe 22 wciskane w otwory 23 siedziska 13 podobnie jak pokazano również na fig. 3, 4 i 5. Element 17 może być również wulkanizowany na siedzisku sprężyny.

Fig. 8 przedstawia element do rozpraszania energii, w którym po stronie powierzchni podpierającej siedziska wykonane są żebra.

Fig. 9 przedstawia przykład wykonania siedziska 13', który posiada dwie rozłączne części, jedna 27 na powierzchni chwytającej 16 i druga 25 na głównej powierzchni podpierającej 15. Fig. 10 pokazuje przekrój przez część 25, która jest zbudowana z zewnętrznej powłoki 25A wykonanej z tworzywa sztucznego o większej sztywności oraz wewnętrznej części 25B wykonanej z tworzywa sztucznego o mniejszej sztywności.

Fig. 11 przedstawia siedzisko sprężyny, na którym zamocowany jest element 17 do rozpraszania/pochłaniania energii uderzenia sprężyny, który może być zintegrowany z podkładką 28 pod pierwszy zwój sprężyny.

Claims (10)

1. Siedzisko sprężyny przystosowane do mocowania na korpusie amortyzatora, wykonane z tworzywa sztucznego, posiadające powierzchnię podpierającą do opierania sprężyny i powierzchnię chwytającą, znamienne tym, że na powierzchni podpierającej (15) i/lub powierzchni chwytającej (16) posiada element do pochłaniania/rozpraszania energii (17) uderzenia pękniętej sprężyny.

2. Siedzisko według zastrz. 1, znamienne tym, że element do pochłaniania/rozpraszania energii (17) obejmuje co najmniej jedną zamkniętą komorę powietrzną.

3. Siedzisko według zastrz. 1, znamienne tym, że element do pochłaniania/rozpraszania energii (17) posiada żebra od strony powierzchni podpierającej (15) siedziska.

4. Siedzisko według zastrz. 1, znamienne tym, że element do pochłaniania/rozpraszania energii (17) jest wykonany z co najmniej dwóch rodzajów tworzywa sztucznego, przy czym materiał o najmniejszej lub mniejszej sztywności jest usytuowany od strony powierzchni podpierającej (15).

5. Siedzisko według zastrz. 1, znamienne tym, że element do pochłaniania/rozpraszania energii (17) wykonany jest z materiału wybranego z grupy obejmującej elastomery, poliuretan, polistyren, polipropylen.

6. Siedzisko według zastrz. 1, znamienne tym, że element do pochłaniania/rozpraszania energii (17) stanowi wkładkę na powierzchni podpierającej (15).

7. Siedzisko według któregokolwiek z zastrzeżeń od 1 do 6, znamienne tym, że element do pochłaniania/rozpraszania energii (17) jest wykonany z co najmniej dwóch części.

8. Siedzisko według któregokolwiek z zastrzeżeń od 1 do 6, znamienne tym, że element do pochłaniania/rozpraszania energii (17) jest wykonany z co najmniej dwóch części połączonych elementami łącznikowymi (18).

9. Siedzisko według któregokolwiek z zastrzeżeń od 1 do 8, znamienne tym, że element do pochłaniania/rozpraszania energii (17) posiada elementy zatrzaskowe (22) do mocowania elementu w siedzisku.

10. Amortyzator do sprężystego układu zawieszenia pojazdu obejmujący korpus, znamienny tym, że korpus wyposażony jest w siedzisko sprężyny według któregokolwiek z zastrzeżeń od 1 do 9.