Узел рамы для транспортного средства - RU2727644C1
Код документа: RU2727644C1
Чертежи
Описание
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА
[0001] Для целей Соединенных Штатов Америки эта заявка представляет собой продолжение заявки на патент США № 14/930273, поданной 2-го ноября 2015 г., которой заявляется приоритет предварительной заявки на патент США № 62/073602, поданной 31-го октября 2014 г., и предварительной заявки на патент США № 62/109375, поданной 29-го января 2015 г.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится к узлам рамы для транспортных средств и к способам их сборки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Рамы транспортных средств состоят из соединенных друг с другом элементов рамы различных видов, в том числе из трубчатых элементов рамы, балок, сплошных стержней и кронштейнов разных видов. Для обеспечения требуемых точности и допусков в собранной конструкции рамы элементы рамы в основном предварительно собирают с применением сборочных приспособлений, необходимых для удерживания элементов рамы в их соответствующих положениях, пока их соединяют друг с другом, например, сваркой. Важным фактором в отношении окончательной точности, обеспечиваемой в собранной раме, является точность и допуски различных частей самого сборочного приспособления для предварительной сборки. Сборочные приспособления, применяемые для предварительной сборки элементов рамы, в частности трубчатых элементов рамы, часто являются сложными и дорогими в изготовлении. Предварительная сборка трубчатых элементов на сборочных приспособлениях также часто является довольно трудоемкой и занимающей много времени.
[0004] Следовательно, существует необходимость в узле рамы и способе сборки узла рамы для транспортного средства, которые являются надежными и удобными в применении, эффективными в обеспечении требуемых точности и допусков, а также подходящими для применения в массовом производстве.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Цель настоящего изобретения заключается в устранении по меньшей мере некоторых недостатков, известных из уровня техники.
[0006] Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложен узел рамы для транспортного средства, содержащий первый элемент рамы, образующий ось первого элемента рамы. Первый элемент рамы также снабжен пазом и содержит соединительную часть первого элемента рамы рядом с пазом. Второй элемент рамы образует ось второго элемента рамы. Второй элемент рамы содержит выступ и соединительную часть второго элемента рамы рядом с выступом. Выступ введен в паз. Соединительная часть первого элемента рамы соединена с соединительной частью второго элемента рамы с образованием соединительной области. Ось второго элемента рамы расположена под ненулевым углом относительно оси первого элемента рамы в соединительной области.
[0007] В некоторых вариантах осуществления каждый из первого и второго элементов рамы является трубчатым.
[0008] В некоторых вариантах осуществления каждый из первого и второго элементов рамы является цилиндрическим.
[0009] В некоторых вариантах осуществления выступ является прямым, T-образным или L-образным.
[0010] В некоторых вариантах осуществления паз является прямым, T-образным или L-образным.
[0011] В некоторых вариантах осуществления выступ расположен на закрытом конце паза.
[0012]В некоторых вариантах осуществления паз представляет собой первый паз; выступ представляет собой первый выступ; один из первого и второго элементов содержит второй паз, а другой из первого и второго элементов содержит второй выступ, введенный во второй паз и расположенный на расстоянии от первого выступа.
[0013] В некоторых вариантах осуществления выступ содержит несколько выступов, расположенных на расстоянии друг от друга.
[0014] В некоторых вариантах осуществления соединительная часть первого элемента рамы приварена к соединительной части второго элемента рамы.
[0015] В некоторых вариантах осуществления каждый из паза и выступа получен вырезанием лазером.
[0016] В некоторых вариантах осуществления соединительная часть второго элемента рамы и выступ расположены на конце второго элемента рамы.
[0017] В некоторых вариантах осуществления соединительная часть второго элемента рамы представляет собой поверхность конца второго элемента рамы, и выступ проходит от поверхности конца в направлении, параллельном оси второго элемента рамы.
[0018] В некоторых вариантах осуществления часть первого элемента рамы расположена между частью выступа и поверхностью конца.
[0019] В некоторых вариантах осуществления соединительная часть второго элемента рамы ограничивает паз первого элемента рамы.
[0020] В некоторых вариантах осуществления в первом элементе рамы выполнено отверстие, проходящее сквозь него, при этом соединительная часть второго элемента рамы ограничивает это отверстие.
[0021] В некоторых вариантах осуществления паз выполнен с отверстием за одно целое.
[0022] В некоторых вариантах осуществления паз представляет собой первый паз, а выступ представляет собой первый выступ. Первый элемент рамы содержит второй паз. Второй элемент рамы содержит второй выступ, введенный во второй паз и расположенный на расстоянии от первого выступа. Соединительная часть второго элемента рамы ограничивает отверстие, первый паз и второй паз.
[0023] В некоторых вариантах осуществления каждый из первого и второго пазов выполнен с отверстием за одно целое.
[0024] В некоторых вариантах осуществления в одном из первого и второго элементов рамы выполнено отверстие, проходящее сквозь него. Другой из первого и второго элементов рамы проходит сквозь отверстие.
[0025] В некоторых вариантах осуществления во втором элементе рамы выполнено отверстие, проходящее сквозь него. Выступ второго элемента рамы проходит в отверстие. Паз первого элемента рамы проходит от конца первого элемента рамы. Первый элемент рамы проходит сквозь отверстие так, что выступ введен в паз, и стенка отверстия соединена с первым элементом рамы.
[0026] В некоторых вариантах осуществления второй элемент рамы является трубчатым. Отверстие представляет собой первое отверстие. Во втором элементе рамы выполнено второе отверстие, проходящее сквозь него, при этом первое и второе отверстия расположены на противоположных сторонах относительно оси второго элемента рамы. Первый элемент рамы проходит сквозь первое и второе отверстия.
[0027] В некоторых вариантах осуществления первое и второе отверстия образуют ось отверстий, при этом ось отверстий расположена в целом перпендикулярно оси второго элемента рамы.
[0028] Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ сборки узла рамы. Узел рамы содержит первый элемент рамы с осью первого элемента рамы и второй элемент рамы с осью второго элемента рамы. Способ включает введение выступа второго элемента рамы в паз первого элемента рамы и введение в контакт соединительной части первого элемента рамы с соединительной частью второго элемента рамы с образованием соединительной области. При этом первый и второй элементы рамы размещают для соединения так, что ось второго элемента рамы расположена под ненулевым углом относительно оси первого элемента рамы в соединительной области. После размещения первого и второго элементов рамы для соединения соединительную часть первого элемента рамы соединяют с соединительной частью второго элемента рамы.
[0029] В некоторых вариантах осуществления соединительная часть второго элемента рамы ограничивает паз, когда соединительная часть первого элемента рамы соединена с соединительной частью второго элемента рамы.
[0030] В некоторых вариантах осуществления, когда соединительная часть первого элемента рамы соединена с соединительной частью второго элемента рамы, соединительная часть второго элемента рамы ограничивает отверстие, выполненное в первом элементе рамы.
[0031] В некоторых вариантах осуществления отверстие выполнено с пазом за одно целое. Введение выступа в паз включает размещение выступа в отверстии и перемещение выступа из отверстия в паз.
[0032] В некоторых вариантах осуществления соединение включает приваривание.
[0033] В некоторых вариантах осуществления введение выступа в паз включает введение первого элемента рамы в зацепление со вторым элементом рамы.
[0034] В некоторых вариантах осуществления после введения выступа в паз и перед соединением соединительной части первого элемента рамы с соединительной частью второго элемента рамы выступ перемещают вдоль паза.
[0035] В некоторых вариантах осуществления выступ перемещают вдоль паза до тех пор, пока не разместят выступ на конце паза.
[0036] В некоторых вариантах осуществления паз представляет собой первый паз, а выступ представляет собой первый выступ. Один из первого и второго элементов рамы содержит второй паз, а другой из первого и второго элементов рамы содержит второй выступ. Способ дополнительно включает введение второго выступа во второй паз после перемещения первого выступа вдоль первого паза и перед соединением соединительной части первого элемента рамы с соединительной частью второго элемента рамы.
[0037] В некоторых вариантах осуществления паз представляет собой первый паз, а выступ представляет собой первый выступ. Один из первого и второго элементов рамы содержит второй паз, а другой из первого и второго элементов рамы содержит второй выступ. После введения первого выступа в первый паз и перед соединением соединительной части первого элемента рамы с соединительной частью второго элемента рамы способ дополнительно включает перемещение второго элемента рамы относительно первого элемента рамы с выравниванием второго выступа со вторым пазом. После выравнивания второго выступа со вторым пазом второй выступ вводят во второй паз.
[0038] В некоторых вариантах осуществления введение выступа второго элемента рамы в паз первого элемента рамы включает перемещение второго элемента рамы относительно первого элемента рамы в направлении введения, параллельном оси первого элемента рамы или оси второго элемента рамы.
[0039] Кроме того, термины, касающиеся направления в пространстве, такие как вперед, назад, передний, задний, верхний, нижний, левый и правый, представлены так, как их в большинстве случаев понимал бы водитель транспортного средства, сидящий в нем в обычном положении водителя, когда транспортное средство находится в вертикальном положении и движется в направлении прямо вперед. Определения терминов, используемых в данном документе, превалирует над определениями в документе, включенном в данный документ посредством ссылки.
[0040] Варианты осуществления настоящего изобретения включают по меньшей мере один из вышеуказанных цели и/или аспектов, но необязательно включают их всех.
[0041] Дополнительные и/или альтернативные признаки, аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения будут очевидны из следующего описания, сопроводительных графических материалов и прилагаемой формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0042] Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из следующего подробного описания, рассматриваемого в сочетании с прилагаемыми графическими материалами, в которых:
[0043] на фиг. 1 представлено изображение в перспективе, взятое с передней, правой стороны передней части узла рамы транспортного средства с расположением кресел в ряд;
[0044] на фиг. 2A представлено изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, части узла рамы на фиг. 1, на котором отдельно показаны два элемента рамы, соединенные друг с другом;
[0045] на фиг. 2B представлено изображение в перспективе, взятое с левой стороны, части узла рамы на фиг. 2A, при этом два элемента рамы показаны не соединенными друг с другом;
[0046] на фиг. 2C представлено другое изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, узла рамы на фиг. 2B;
[0047] на фиг. 2D представлено изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, части узла рамы на фиг. 2B, при этом два элемента рамы расположены так, как на одном этапе сборки;
[0048] на фиг. 2E представлено изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, части узла рамы на фиг. 2B, при этом первый и второй элементы рамы расположены так, как на другом этапе сборки после этапа, показанного на фиг. 2D;
[0049] на фиг. 2F представлено изображение в разрезе части узла рамы на фиг. 2E, взятое по линии, соответствующей линии 2F-2F, показанной на фиг. 2B;
[0050] на фиг. 2G представлено изображение в разрезе части узла рамы на фиг. 2A, взятое по линии, соответствующей линии 2F-2F, показанной на фиг. 2B;
[0051] на фиг. 3A представлено изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, части узла рамы на фиг. 1, на котором показан другой вариант осуществления одного из элементов рамы;
[0052] на фиг. 3B представлено изображение сверху части элемента рамы согласно другому варианту осуществления;
[0053] на фиг. 3C представлено изображение сверху части элемента рамы согласно другому варианту осуществления;
[0054] на фиг. 4A представлено изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, другой части узла рамы на фиг. 1, на котором отдельно показаны два элемента рамы, соединенные друг с другом;
[0055] на фиг. 4B представлено изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, части узла рамы на фиг. 4A, при этом два элемента рамы показаны не соединенными друг с другом;
[0056] на фиг. 4C представлено изображение в перспективе одного из элементов рамы, показанного отдельно, части узла рамы на фиг. 4A;
[0057] на фиг. 5A представлено изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, другого варианта осуществления узла рамы на фиг. 4A, при этом его первый элемент рамы и его второй элемент рамы показаны отдельно не соединенными друг с другом;
[0058] на фиг. 5B представлено изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, на котором элементы рамы на фиг. 5A показаны соединенными друг с другом;
[0059] на фиг. 5C представлено изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, не соединенных друг с другом первого элемента рамы на фиг. 5A и другого варианта осуществления второго элемента рамы на фиг. 5A;
[0060] на фиг. 5D представлено изображение в перспективе, взятое сверху и спереди, на котором элементы рамы на фиг. 5C показаны соединенными друг с другом;
[0061] на фиг. 6A представлено изображение в перспективе, взятое с передней и левой стороны, части узла рамы согласно другому варианту осуществления, при этом ее первый элемент рамы и ее второй элемент рамы показаны перед сборкой;
[0062] на фиг. 6B представлено изображение в перспективе, взятое с передней и левой стороны, части узла рамы на фиг. 6A, на котором первый и второй элементы рамы показаны соединенными друг с другом;
[0063] на фиг. 7A представлено изображение сверху части узла рамы согласно другому варианту осуществления, при этом ее первый элемент рамы и ее второй элемент рамы показаны перед сборкой;
[0064] на фиг. 7B представлено изображение сверху части узла рамы на фиг. 7A, на котором первый и второй элементы рамы показаны соединенными друг с другом.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0065] Настоящее изобретение ниже будет описано относительно узла рамы для транспортного средства с расположением кресел в ряд (SSV), рассчитанного на размещение двух едущих (водителя и пассажира), сидящих бок о бок в открытой области кабины. Тем не менее следует иметь в виду, что некоторые аспекты изобретения могут применяться для узла рамы транспортных средств других типов, таких как внедорожное транспортное средство на одного пассажира, SSV на два, четыре или больше пассажира, гольфмобили, грузовые автомобили малой грузоподъемности, легковые автомобили и т.п.
[0066] На фиг. 1 показана передняя часть узла 12 рамы SSV (не показано). SSV в данном документе описано не будет. Передняя часть узла 12 рамы выполнена для обеспечения опоры и закрепления на ней компонентов SSV, в том числе, но без ограничения, каркаса безопасности, проходящего над областью кабины SSV, приборной панели, проходящей вдоль передней части области кабины, радиатора, левого и правого узла передней подвески и узла рулевого управления. Дополнительные сведения о SSV и об узле 12 рамы SSV приведены в предварительной заявке на патент США №62/109375, поданной 29-го января 2015 г., которая во всей своей полноте включена в данный документ посредством ссылки.
[0067] Узел 12 рамы содержит несколько соединенных друг с другом элементов рамы, в том числе трубчатых элементов рамы, и различные виды кронштейнов. Описание в данном документе касается частей узлов 100, 100’, 100”, 100”’, 200, 300, 400, 500 и 600 рамы, которые далее в данном документе для удобства называются узлами 100, 100’, 100”, 100”’, 200, 300, 400, 500 и 600 рамы.
[0068] Узел 100 рамы и способ сборки узла 100 рамы далее будут описаны со ссылкой на фиг. 2A–2G. Узел 100 рамы содержит элемент 110 рамы, соединенный с другим элементом 120 рамы. Соединительная часть 126 элемента рамы (фиг. 2A и 2C) элемента 120 рамы соединена с соединительной частью 116 элемента рамы (фиг. 2B) элемента 110 рамы с образованием тем самым соединительной области 102 узла 100 рамы.
[0069] Как показано на фиг. 2A–2G, элемент 110 рамы является трубчатым и цилиндрическим. Элемент 110 рамы имеет центральную ось 112 или ось 112 элемента рамы. Элемент 110 рамы содержит задний правый соединительный элемент 190, состоящий из первого паза 130, второго паза 132 и отверстия 134. Задний правый соединительный элемент 190 расположен на задней правой боковой части элемента 110 рамы, если смотреть сверху, как на фиг. 2A. Задний правый соединительный элемент 190 предназначен для соединения элемента 120 рамы с элементом 120 рамы. Каждый из пазов 130, 132 выполнен с отверстием 134 за одно целое. Тем не менее следует иметь в виду, что один или оба из пазов 130, 132 могут отстоять от отверстия 134. Оба из первого паза 130 и второго паза 132 являются прямыми и проходят параллельно оси 112 элемента рамы. Как лучше всего видно на фиг. 5A, отверстие 134 является в целом круглым. Следует иметь в виду, что отверстие 134 может иметь форму, отличную от круглой. Форма пазов 130, 132 также может отличаться от указанной в данном документе. В показанном варианте осуществления узла 100 рамы первый и второй пазы 130, 132 в целом выполнены одинаковых размеров и расположены на диаметрально противоположных сторонах отверстия 134. Пазы 130, 132 отстоят друг от друга в направлении, параллельном оси 112 элемента рамы. Следует иметь в виду, что пазы 130, 132 могут отстоять друг от друга в направлении, проходящем под углом относительно оси 112 элемента рамы. Также следует иметь в виду, что пазы 130, 132 могут быть расположены в местах, которые относительно отверстия 134 не являются диаметрально взаимно противоположными друг другу. Паз 130 может иметь разные форму и размер по сравнению с пазом 132, как в вариантах осуществления на фиг. 3A и 3B. Пазы 130, 132 выполнены сопрягаемыми с выступом 140, 142 элемента 120 рамы, как будет описано ниже. Отверстие 134 выполнено для снижения общего веса элемента 110 рамы и, следовательно, всей рамы 12. Также следует иметь в виду, что отверстие 134 может быть не предусмотрено, как в вариантах осуществления на фиг. 3A–3C. Также следует иметь в виду, что может быть не предусмотрен один из пазов 130, 132.
[0070] Как показано на фиг. 2A, элемент 110 рамы содержит задний левый соединительный элемент 192, состоящий из двух пазов и одного отверстия, выполненных в задней левой части элемента 110 рамы, для соединения с элементом 170 рамы (фиг. 1), который представляет собой зеркальное отображение элемента 120 рамы. Следовательно, задний левый соединительный элемент 192 выполнен в виде зеркального отображения заднего правого соединительного элемента 190. Для каждого из пазов 130, 132 и отверстия 134 заднего правого соединительного элемента 190 в заднем левом соединительном элементе 192 предусмотрен соответствующий ему элемент. Следовательно, соответствующие элементы заднего левого соединительного элемента 192 и заднего правого соединительного элемента 190 обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Элемент 110 рамы также содержит передний правый соединительный элемент 194, состоящий из пазов и отверстий (не показаны), выполненных в передней правой части элемента 110 рамы, для соединения с элементом 180 рамы (фиг. 1). Аналогично элемент 110 рамы содержит передний левый соединительный элемент 196, состоящий из пазов и отверстий (не показаны), выполненных в передней левой части элемента 110 рамы, для соединения с пятым элементом 180 рамы (фиг. 1). Передние соединительные элементы 194, 196 и элементы 170, 180, 182 рамы, а также их соединение с элементом 110 рамы не будут дополнительно описаны в данном документе. Если четко не указано иное, то все последующие ссылки на пазы 130, 132 и отверстие 134 относятся к заднему правому соединительному элементу 190.
[0071] Как показано на фиг. 2A–2G, элемент 120 рамы является трубчатым и цилиндрическим. Элемент 120 рамы имеет центральную ось 122 или ось 122 элемента рамы. Один конец 124 элемента 120 рамы расположен на изогнутой внешней поверхности элемента 110 рамы и приварен к ней, как будет описано ниже. Следовательно, конец 124 выполнен с изогнутой поверхностью 125 конца (фиг. 2B), которая совпадает с изогнутой внешней поверхностью элемента 110 рамы. Поверхность 125 конца будет плоской для соединения с плоской поверхностью элемента рамы.
[0072] Как видно на фиг. 2A, 2E и 2G, поверхность 125 конца элемента 120 рамы соединена с внешней поверхностью элемента 110 рамы с ограничиванием отверстия 134 и пазов 130, 132. Следовательно, в показанном варианте осуществления соединительная часть 126 элемента рамы представляет собой изогнутую поверхность 125 конца элемента 120 рамы. Соединительная часть 116 элемента рамы представляет собой часть 116 (фиг. 2C) изогнутой внешней поверхности элемента 110 рамы, окружающую пазы 130, 132 и отверстие 134, на которую накладывается изогнутая поверхность 125 конца. Следует иметь в виду, что соединительная часть 126 элемента рамы может быть частью поверхности 125 конца и что соединительная часть 126 элемента рамы не будет ограничивать пазы 130, 132 и отверстие 134, а будет лишь частично окружать пазы 130, 132 и отверстие 134.
[0073] В показанном варианте осуществления каждая ось 112, 122 элемента рамы проходит одной сплошной прямой линией по всей длине соответствующего элемента 110, 120 рамы. Тем не менее следует иметь в виду, что часть одного или обоих из элементов 110, 120 рамы может быть изогнутой или согнутой так, что соответствующая ось 112, 122 элемента рамы изогнута или согнута вдоль ее секции.
[0074] В показанном варианте осуществления ось 122 элемента рамы расположена относительно оси 112 элемента рамы под углом, который не является нулевым и не является перпендикулярным. В целом, ось 122 элемента рамы расположена под ненулевым углом относительно оси 112 элемента рамы по меньшей мере в соединительной области 102, образованной первой и соединительными частями 116, 126 элементов рамы.
[0075] Изогнутая поверхность 125 конца элемента 120 рамы содержит первый выступ 140 и второй выступ 142. Выступы 140 и 142 расположены на диаметрально противоположных сторонах относительно оси 122 элемента рамы. Первый выступ 140 вставлен в первый паз 130 элемента 110 рамы. Второй выступ 142 вставлен во второй паз 132 элемента 110 рамы, как будет описано ниже.
[0076] Как показано на фиг. 2B–2D, первый выступ 140 является T-образным. Осевая часть 140a первого выступа 140 проходит наружу от изогнутой поверхности 125 конца в направлении, параллельном оси 122 элемента рамы. Периферическая часть 140b T-образного выступа 140 соединена с концом осевой части 140a на расстоянии от поверхности 125 конца. Периферическая часть 140b проходит наружу от каждой стороны первой осевой части 140a в направлении по окружности элемента 120 рамы. Как показано на фиг. 2F–2G, в собранном узле 100 рамы осевая часть 140a проходит в паз 130 на конце первого паза 130, наиболее удаленном от отверстия 134. Изогнутая поверхность 125 конца и периферическая часть 140b выступа 140 расположены на противоположных сторонах паза 130, так что цилиндрическая стенка элемента 110 рамы рядом с концом паза 130 удерживается между изогнутой поверхностью 125 конца и периферической частью 140b первого выступа. Кривизна части 140b соответствует кривизне стенки элемента 110 рамы рядом с пазом 130. Следует иметь в виду, что первый выступ 140 может иметь форму, отличную от указанной в данном документе. Например, выступ 140 может быть прямым, при этом периферическая часть 140b не предусмотрена. Первый выступ также может иметь треугольную или L-образную форму вместо T-образной. В качестве другого примера часть 140b может иметь форму диска.
[0077] Как показано на фиг. 2B, второй выступ 142 является прямым и проходит наружу от изогнутой поверхности 125 конца в направлении, параллельном оси 122 элемента рамы. Как показано на фиг. 2G, в собранном узле 100 рамы второй выступ 142 расположен на конце второго паза 132, наиболее удаленном от отверстия 134.
[0078] Следует иметь в виду, что один или оба из элементов 110, 120 рамы могут не быть цилиндрическими и могут иметь поперечное сечение (в плоскости, перпендикулярной соответствующей оси 112, 122), отличное от круглого. Например, один или оба из элементов 110, 120 рамы могут иметь прямоугольное поперечное сечение. Также следует иметь в виду, что один или оба из элементов 110, 120 рамы могут не быть трубчатыми. Например, один или оба из элементов 110, 120 рамы могут иметь форму балки с C-образным поперечным сечением, I-образным поперечным сечением или т.п.
[0079] Ниже со ссылкой на фиг. 2A–2G рассмотрен способ сборки узла 100 рамы.
[0080] Как видно на фиг. 2C–2D, элемент 120 рамы перемещают относительно элемента 110 рамы для введения первого выступа 140 элемента 120 рамы в отверстие 134 элемента 110 рамы. Как видно на фиг. 2E–2F, элемент 120 рамы затем перемещают относительно элемента 110 рамы для перемещения осевой части 140a первого выступа 140 в первый паз 130. Следовательно, в показанном варианте осуществления элемент 120 рамы перемещают в направлении, параллельном оси 112 элемента рамы, для введения первого выступа 140 в первый паз 130. Первый выступ 140 перемещают вдоль паза 130 (т.е. в направлении от отверстия 134) до тех пор, пока осевая часть 140a не упирается в стенку элемента 110 рамы рядом с закрытым концом первого паза 130, наиболее удаленным от отверстия 134, как видно на фиг. 2F. Когда первый выступ 140 расположен в закрытом конце паза 130, элемент 120 рамы опускают в направлении элемента 110 рамы для введения второго выступа 142 во второй паз 132, как видно на фиг. 2G. Также может потребоваться вращать элемент 120 рамы относительно элемента 110 рамы для выравнивания второго выступа 142 со вторым пазом 132. В показанном варианте осуществления пазы 130, 132 выполнены так, что второй выступ 142 выровнен с концом второго паза 132, наиболее удаленным от отверстия 134, когда первый выступ 140 расположен на конце первого паза 130. В этом варианте осуществления второй выступ 142 не может быть введен во второй паз 132 до тех пор, пока первый выступ 140 не будет расположен на конце первого паза 130.
[0081] Когда выступы 140, 142 размещены в соответствующих концах соответствующих пазов 130, 132, соединительная часть 126 элемента рамы расположена на соединительной части 116 элемента рамы с ограничиванием пазов 130, 132 и отверстия 134. В этом положении первый и элементы 110, 120 рамы скреплены друг с другом. Первый и элементы 110, 120 рамы нельзя вращать относительно друг друга, когда выступы 140, 142 размещены в соответствующих пазах 130, 132. Поскольку выступы 140, 142 размещены в соответствующих концах соответствующих пазов 130, 132, элемент 120 рамы также не может перемещаться относительно элемента 110 рамы в направлении, параллельном продольному направлению пазов 130, 132 (и оси 112 элемента рамы в показанном варианте осуществления). Ширина осевой части 140a первого выступа, расположенной в первом пазу 130, и второго выступа 142, расположенного во втором пазу 132, дополнительно ограничивает перемещение элемента 120 рамы относительно элемента 110 рамы в боковом направлении паза 130 (направление по окружности элемента рамы в показанном варианте осуществления). Когда выступы 140, 142 размещены в соответствующих концах соответствующих пазов 130, 132, стенка элемента 110 рамы удерживается между поверхностью 125 конца и периферической частью 140b первого выступа 140, так что элемент 120 рамы нельзя полностью вытащить из элемента 110 рамы в направлении, параллельном оси 122 элемента рамы. Таким образом, элемент 110 рамы введен в зацепление с элементом 120 рамы.
[0082] Тем не менее, если первый выступ 140 является прямым подобно второму выступу 142, элемент 110 рамы не введен в зацепление с элементом 120 рамы, когда оба выступа 140, 142 размещены в соответствующих пазах 130, 132. Тогда элемент 120 рамы можно вытащить из элемента 110 рамы в направлении, параллельном оси 122 элемента рамы. В этом случае, когда оба выступа 140, 142 являются прямыми, выступы 140, 142 можно ввести в соответствующие пазы 130, 132 одновременно или второй выступ 142 можно ввести во второй паз 132 перед введением первого выступа 140 в первый паз 130.
[0083] Когда выступы 140, 142 размещены в соответствующих пазах 130, 132, элементы 110, 120 рамы удерживаются в положении для соединения друг с другом, при этом их соответствующие оси 112, 122 расположены под углом друг к другу в соединительной области 102. Затем соединительную часть 116 элемента рамы приваривают к соединительной части 126 элемента рамы, при этом элементы 110, 120 рамы удерживаются в положении для соединения друг с другом. Следует иметь в виду, что элементы 110, 120 рамы вместо приваривания друг к другу могут быть скреплены друг с другом посредством крепежных средств, склеивающих веществ и т.п. В случае описанного выше узла 100 рамы не требуется применение сборочного приспособления для размещения и удерживания элементов 110, 120 рамы в их соответствующих положениях перед их соединением друг с другом.
[0084] В показанном варианте осуществления сварной шов (соединительная часть 116) ограничивает пазы 130, 132 и отверстие 134 так, что места концентрации напряжений, которые могут возникнуть из-за пазов 130, 132 и отверстия 134, расположены внутри сварного шва в области относительно низких напряжений. Кроме того, сварной шов выполнен для ограничивания пазов 130, 132 и отверстия 134; выполненный сварной шов является сплошным без каких-либо промежутков, что способствует жесткости и прочности узла 100 рамы. Следует иметь в виду, что отверстие 134 может быть не предусмотрено, как в вариантах осуществления на фиг. 3A–3C, описанных ниже.
[0085] На фиг. 3A показан альтернативный вариант осуществления 100’ узла 100 рамы. Соответствующие и подобные друг другу элементы в вариантах осуществления 100 и 100’ в данном документе обозначены одинаковыми ссылочными позициями и не будут снова подробно рассмотрены в данном документе.
[0086] Как показано на фиг. 3A, элемент 120 рамы узла 100’ рамы является идентичным элементу 120 рамы узла 100 рамы. Элемент 110 рамы узлов 100’ рамы похож на элемент 110 рамы узла 100 рамы, за исключением заднего левого соединительного элемента 192’ и заднего правого соединительного элемента 190’. Как и в узле 100 рамы, в узлах 100’ рамы задний левый соединительный элемент 192’ представляет собой зеркальное отображение заднего правого соединительного элемента 190’. Тем не менее задний левый соединительный элемент 192’ каждого из узлов 100’ рамы отличается от заднего левого соединительного элемента 192 узла 100 рамы, как будет описано ниже. Представленное ниже описание фигуры 3A выполнено в отношении заднего левого соединительного элемента 192’, поскольку заднего правого соединительного элемента 190’, ограниченного элементом 120 рамы, соединенным с элементом 110 рамы, на этой фигуре не видно.
[0087] Как показано на фиг. 3A, отверстие 134 узла 100 рамы не предусмотрено в соединительном элементе 192’ в узле 100’ рамы. Следовательно, первый и второй пазы 130’, 132 выполнены в виде двух отдельных, отстоящих друг от друга пазов 130’ и 132. Первый паз 130’ является T-образным, а не прямым. T-образный паз 130’ содержит первый участок 130a и второй участок 130b, проходящий перпендикулярно ему. В узле 100’ рамы периферическая часть 140b первого выступа элемента 120 рамы введена в участок 130b T-образного паза 130’ так, что осевая часть 140a первого выступа расположена в части 130b паза. Осевую часть 140a первого выступа затем перемещают из участка 130a первого паза 130’ в другой участок 130a первого паза 130’, тем самым размещая цилиндрическую стенку элемента 110 рамы между периферической частью 140b первого выступа и поверхностью 125 конца элемента 120 рамы. Первый паз 130’ выполнен таким, что второй выступ 142 выровнен со вторым пазом 132, когда часть 140a выступа расположена в конце части 130a паза, наиболее удаленной от части 130b паза. Также следует иметь в виду, что паз 130’ может быть L-образным, а не T-образным, как в варианте осуществления на фиг. 3B, описанном ниже.
[0088] На фиг. 3B показан другой вариант 110” осуществления элемента 110 рамы. Соответствующие и подобные друг другу элементы элементов 110 и 110” рамы в данном документе обозначены одинаковыми ссылочными позициями и не будут снова подробно рассмотрены в данном документе.
[0089] Как показано на фиг. 3B, элемент 110” рамы представляет собой не цилиндрический трубчатый элемент, а трубчатый элемент с прямоугольным поперечным сечением. Элемент 110” рамы содержит соединительный элемент 190”, похожий на задний правый соединительный элемент 190 элемента 110 рамы (фиг. 2B). Отверстие 134 узла 100 рамы не предусмотрено в соединительном элементе 190” в элементе 110” рамы. Следовательно, первый и второй пазы 130, 132 выполнены в виде двух отдельных, отстоящих друг от друга прямых пазов 130 и 132. Соединительный элемент 190”, состоящий из пазов 130, 132, выполнен в плоской стенке прямоугольного трубчатого элемента 110”.
[0090] Как показано на фиг. 3B, соединительный элемент 190” элемента 110” рамы выполнен для присоединения цилиндрического трубчатого элемента рамы (не показан), похожего на элемент 120 рамы узла 100 рамы. Трубчатый цилиндрический элемент рамы (не показан), соединенный с элементом 110” рамы, похож на элемент 120 рамы (фиг. 2B), за исключением того, что вместо изогнутой поверхности 125 конца элемент рамы (не показан), соединенный с элементом 110” рамы, имеет плоскую поверхность конца, совпадающую с плоской внешней поверхностью плоской стенки трубчатого элемента 110”. Таким образом, элемент 110” рамы содержит соединительную часть 116” эллиптической формы. Следует иметь в виду, что элемент 110” рамы может быть элементом рамы любого другого типа с по меньшей мере одной плоской внешней поверхностью. Следует иметь в виду, что элемент рамы, соединенный с элементом 110” рамы, может быть элементом рамы любого типа, в том числе трубчатым элементом рамы с некруглым поперечным сечением, C-образной балкой, сплошным стержнем и т.п.
[0091] Как показано на фиг. 3B, элемент 120 рамы расположен для соединения с элементом 110” рамы путем введения T-образного выступа 140 в первый паз 130” периферической частью 140b выступа, выровненной относительно продольного направления прямого первого паза 130. Выступ 140 введен в паз 130 так, что периферическая часть 140b проходит сквозь паз 130, а осевая часть 140a расположена в пазу 130. Тогда второй выступ 142 выравнивают со вторым пазом 132 путем вращения элемента 120 рамы относительно элемента 110” рамы и перемещения элемента 120 рамы в продольном направлении первого паза 130 для перемещения первого выступа 140 к закрытому концу первого паза 130. Когда элемент 120 рамы вращают, вторую часть 140b располагают под углом относительно продольного направления первого паза 130, тем самым вводя в зацепление с элементом 110” рамы (т. е. стенка элемента 110” рамы удерживается между периферической частью 140b первого выступа и поверхностью 125 конца элемента 120 рамы).
[0092] На фиг. 3C показан еще один элемент 110”’ рамы, похожий на элемент 110” рамы на фиг. 3B. Соответствующие и подобные друг другу элементы элементов 100, 110” и 100”’ рамы в данном документе обозначены одинаковыми ссылочными позициями и не будут снова подробно рассмотрены в данном документе.
[0093] Как показано на фиг. 3C, элемент 110” рамы представляет собой трубчатый элемент с прямоугольным поперечным сечением. Элемент 110”’ рамы содержит соединительный элемент 190”’, похожий на соединительный элемент 190” элемента 110” рамы (фиг. 3B). Соединительный элемент 190” содержит один прямой паз 198 с противоположными друг другу концевыми частями 130’”, 132’” вместо отстоящих друг от друга пазов 130 и 132 соединительных элементов 190 и 190”. Одна или обе из концевых частей 130’”, 132’” могут содержать метку, чтобы их можно было отличить друг от друга.
[0094] Как показано на фиг. 3C, элемент 120’” рамы расположен для соединения с элементом 110’” рамы так, как описано выше относительно узла 100” рамы на фиг. 3B. T-образный выступ 140 сначала вводят в паз 198 периферической частью 140b, выровненной относительно продольного направления паза 198. Периферическая часть 140b проходит сквозь паз 198, а осевая часть 140a расположена в пазу 198. Элемент 120 рамы затем вращают относительно элемента 110’” рамы и перемещают вдоль продольного направления паза 198 так, что выступ 140 расположен в концевой части 130”’, а второй выступ 142 выровнен с концевой частью 132”’. Второй выступ 142 затем вводят в выровненную часть 132’” паза перед привариванием элемента 110’” рамы к элементу 120’” рамы.
[0095] Как показано на фиг. 3C, соединительный элемент 190”’ элемента 110”’ рамы выполнен для присоединения прямоугольного трубчатого элемента рамы (не показан) с плоской поверхностью конца, совпадающей с плоской внешней поверхностью плоской стенки трубчатого элемента 110”’, и выступами 140, 142, выходящими из него. Таким образом, элемент 110”’ рамы содержит соединительную часть 116” прямоугольной формы. Следует иметь в виду, что элемент 110”’ рамы может быть элементом рамы любого другого типа с по меньшей мере одной плоской внешней поверхностью. Следует иметь в виду, что элемент рамы, соединенный с элементом 110”’ рамы, может быть элементом рамы любого типа, в том числе трубчатым элементом рамы с круглым или некруглым поперечным сечением, C-образной балкой, сплошным стержнем и т.п.
[0096] Несмотря на то что в показанных вариантах осуществления на фиг. 2A–3C оба из пазов 130 и 132, 130’ и 132’, 130” и 132”, 130’” и 132’” выполнены в элементе 110, 110’, 110”, 110”’ рамы и оба из выступов 140, 142 выполнены в элементе 120, 120”’ рамы, следует иметь в виду, что каждый из пазов 130 и 132, 130’ и 132’, 130” и 132”, 130’” и 132’” может быть выполнен в любом из элементов 110 и 120, 110’ и 120, 110’” и 120’”, и соответствующий выступ 140, 142 будет выполнен в другом из элементов 110 и 120, 110’ и 120, 110’” и 120’”. Следует иметь в виду, что может быть больше чем два выступа и что каждый из выступов может быть вставлен в соответствующий паз или в соответствующую часть одного паза.
[0097] Пазы 130, 132, выступы 140, 142 и отверстие 134, описанные выше, получены вырезанием лазером соответствующих форм в трубчатом цилиндрическом элементе рамы. Вырезание лазером обеспечивает более высокую точность в отношении размеров, чем точность в случае штамповки соответствующих элементов в трубчатом элементе рамы. Отверстие 134 может быть выполнено перед выполнением пазов 130, 132 и выступов 140, 142 или после него. Тем не менее следует иметь в виду, что любой из пазов 130, 132, выступов 140, 142 и отверстия 134 может быть выполнен другими подходящими способами.
[0098] Ниже со ссылками на фиг. 4A–4C описан узел 200 рамы и способ сборки узла 200 рамы. Узел 200 рамы содержит элемент 210 рамы, соединенный с элементом 220 рамы в соединительной области 202. Соединительная часть 218 элемента рамы элемента 210 рамы соединена с соединительной частью 256 элемента рамы элемента 220 рамы с образованием тем самым соединительной области 202 узла 200 рамы.
[0099] Как показано на фиг. 4C, элемент 210 рамы является трубчатым и цилиндрическим. Элемент 210 рамы имеет центральную ось 212 или ось 212 элемента рамы. От конца 214 элемента 210 рамы проходит паз 230. Паз 230 является прямым и проходит параллельно оси 212 элемента рамы.
[0100] Как показано на фиг. 4B, элемент 220 рамы является трубчатым и цилиндрическим и имеет центральную ось 222, или ось 222 элемента рамы. Диаметр элемента 220 рамы больше, чем у элемента 210 рамы. Элемент 220 рамы содержит два отверстия 250, 252, выполненных в его цилиндрической стенке. Каждое из отверстий 250, 252 выполнено для приема цилиндрического элемента 210 рамы, проходящего в него. Соответствующие центры отверстий 250, 252 расположены диаметрально противоположно друг другу относительно оси 222 элемента рамы. Отверстия 250, 252 образуют ось 251 отверстий, проходящую через ось 222 элемента рамы и соответствующие центры обоих отверстий 250, 252. В отверстие 252 проходит выступ 242 элемента рамы. Выступ 242 выполнен с цилиндрической стенкой элемента 220 рамы за одно целое. Выступ 242 проходит в радиальном направлении относительно оси 251 отверстий.
[0101] Как показано на фиг. 4A, элемент рамы проходит сквозь отверстия 250, 252 так, что ось 212 элемента рамы расположена соосно с осью 251 отверстий, и выступ 242 элемента 220 рамы размещен в пазу 230 элемента 210 рамы. Выступ 242 расположен на закрытом конце паза 230. Часть 218 изогнутой внешней поверхности элемента 210 рамы, расположенная рядом с концом паза 230, упирается в стенку 256 отверстия 252 и приварена к ней. Стенка 254 отверстия 250 (показано схематически пунктирными линиями) также приварена к элементу 210 рамы в части 216 изогнутой внешней поверхности, упирающейся в стенку 254 отверстия. Части 216, 218 элемента 210 рамы образуют соединительные части элемента рамы. Стенки 254, 256 отверстий 250, 252, соответственно, элемента 220 рамы образуют соединительные части элемента рамы.
[0102] В показанном варианте осуществления узла 200 рамы оси 212 и 251 расположены перпендикулярно оси 222 элемента рамы в соединительной области 202. Тем не менее следует иметь в виду, что оси 212, 252 могут быть расположены под углом, отличным от угла, перпендикулярного оси 222 элемента рамы. В этом случае центры отверстий 250, 252 будут расположены на противоположных сторонах оси 222 элемента рамы, а не диаметрально противоположно друг другу относительно оси 222 элемента рамы.
[0103] В показанном варианте осуществления элементы 210, 220 рамы проходят в целом прямолинейно по всей длине. Другими словами, соответствующие оси 212, 222 элементов рамы образуют одну прямую линию по всей своей длине. Тем не менее следует иметь в виду, что часть элемента 220 рамы может быть изогнутой или согнутой так, что ось 222 элемента рамы изогнута или согнута вдоль ее секции.
[0104] Следует иметь в виду, что один или оба из элементов 210, 220 рамы могут не быть цилиндрическими и иметь поперечное сечение, отличное от круглого. Например, один или оба из элементов 210, 220 рамы могут иметь эллиптическое или прямоугольное поперечное сечение. Также следует иметь в виду, что один или оба из элементов 210, 220 рамы могут не быть трубчатыми. Например, один или оба из элементов 210, 220 рамы могут иметь форму балки с C-образным поперечным сечением, I-образным поперечным сечением или т.п.
[0105] Ниже со ссылкой на фиг. 4A–4C рассмотрен способ сборки узла 200 рамы.
[0106] Конец 214 элемента 210 рамы вводят в элемент 220 рамы сквозь отверстие 250, а затем выводят из отверстия 252. Таким образом, элемент 210 рамы вводят в направлении оси 251 отверстий и оси 212 элемента рамы. Перед введением конца 214 сквозь отверстие 252 элемент 210 рамы вращают относительно оси 212 элемента рамы для выравнивания паза 230 с выступом 242. Когда выступ 242 вставлен в паз 230, элемент 210 рамы не может вращаться относительно оси 212 элемента рамы. Введение элемента 210 рамы в направлении оси отверстий ограничено выступом 242, упирающимся в конец паза 230. Когда выступ 242 упирается в конец паза 230, элемент 210 рамы расположен относительно элемента 220 рамы для соединения. Соединительную часть 216 элемента рамы затем приваривают к соединительной части 254 элемента рамы, а соединительную часть 218 элемента рамы приваривают к соединительной части 256 элемента рамы. Следует иметь в виду, что элементы 210, 220 рамы вместо приваривания друг к другу могут быть скреплены друг с другом посредством крепежных средств, склеивающих веществ и т. п. В случае узла 200 рамы, описанного выше, не требуется применение сборочного приспособления для размещения элементов 210, 220 рамы перед их соединением друг с другом.
[0107] В показанном варианте осуществления отверстие 250 не содержит выступа, похожего на выступ 242 отверстия 252. Следует иметь в виду, что паз 230 может быть длиннее, чем показанный в данном документе, и что конец 214 элемента 210 рамы может быть введен в элемент 220 рамы сквозь отверстие 252 и выведен из него сквозь отверстие 250 так, что конец 215 без паза 230 расположен рядом с концом 250 с выступом 242.
[0108] Следует иметь в виду, что отверстие 250 может содержать выступ, похожий на выступ 242 отверстия 252. Следует иметь в виду, что выступы обоих отверстий 250, 252 могут быть выровнены друг с другом в направлении по окружности относительно оси 251 отверстий и оси 212 элемента рамы. В таком случае выровненные в направлении по окружности выступы отверстий 250, 252 будут введены в паз 230, который будет длиннее, чем показанный на фиг. 4A и 4C. Также следует иметь в виду, что элемент 210 рамы может содержать два паза, проходящие от конца 214 и отстоящие друг от друга в направлении по окружности элемента 210 рамы, при этом в каждый паз введен соответствующий один из выступов соответствующего одного из отверстий 250, 252. Пазы элемента 210 рамы, отстоящие друг от друга в направлении по окружности, и соответствующие выступы отверстия 250, 252, отстоящие друг от друга в направлении по окружности, обеспечат то, что элемент 210 рамы может быть введен в элемент 220 рамы лишь в одном направлении вдоль оси 251.
[0109] Следует иметь в виду, что вместо паза 230 элемент 210 рамы может быть снабжен плоским участком, полученным механической обработкой на внешней цилиндрической поверхности, и тогда по меньшей мере одно из отверстий 250, 252, соответственно, будет снабжено частью с прямыми краями, соответствующей плоскому участку элемента 210 рамы.
[0110] Также следует иметь в виду, что на элементе 210 рамы может быть выполнен выступ 242, а рядом с отверстием 250 и/или 252 в элементе 220 рамы может быть выполнен соответствующий сопрягаемый с ним паз 230. Например, выступ 242 может быть выполнен проходящим в радиальном направлении наружу от внешней поверхности элемента 210 рамы.
[0111] В показанном варианте осуществления элемент 210 рамы представляет собой цилиндрический элемент, имеющий постоянный диаметр по всей своей длине от конца 214 до противоположного конца 215. Также следует иметь в виду, что часть элемента 210 рамы рядом с одним из концов 214, 215 может иметь меньший диаметр, чем часть рядом с другим из концов 214, 215. Соответственно, отверстия 150, 152 будут выполнены для введения в них части элемента 210 рамы с меньшим или большим диаметром. Также будет понятным то, что элемент 210 рамы затем будет введен в элемент 220 рамы сквозь одно из отверстий 250 или 252, которое выполнено для введения в него части элемента 210 рамы с большим диаметром.
[0112] Кроме того, следует иметь в виду, что отверстие 250 может быть не предусмотрено, и что элемент 220 рамы может содержать лишь отверстие 252 с выступом 242. В этом случае элемент 210 рамы будет введен в элемент 220 рамы путем введения конца 214 в элемент 220 рамы сквозь отверстие 252.
[0113] Ниже со ссылками на фиг. 5A и 5B описаны узел 300 рамы, похожий на узел 200 рамы, и способ сборки узла 300 рамы.
[0114] Узел 300 рамы содержит первый элемент 310 рамы, похожий на элемент 210 рамы, и второй элемент 320 рамы, похожий на элемент 220 рамы. Составляющие узла 300 рамы, которые похожи на соответствующие составляющие узла 200 рамы, обозначены теми же ссылочными позициями, что и в узле 200 рамы, за исключением того, что вместо первой цифры «2» применяется цифра «3». Узел 300 рамы будет рассмотрен ниже подробно лишь в отношении его отличий от узла 200 рамы.
[0115] Паз 330 содержит первую часть 332, проходящую внутрь от конца 314, и вторую часть 334, проходящую внутрь от первой части 332 в направлении от конца 314. Ширина 336 первой части 332 больше, чем ширина 338 второй части 334. Ширина паза 330 дискретно изменяется в направлении от первой части 332 до второй части 334 с образованием упора 340. Наличие двух отдельных частей 332, 334 позволяет применять элемент 310 рамы со вторым элементом 320 рамы узла 300 рамы и вторым элементом 420 рамы узла 400 рамы, как будет описано ниже.
[0116] Элементы 310, 320 рамы собирают подобно элементам 210, 220 рамы узла 200 рамы и тоже без сборочного приспособления. Выступ 342 второго элемента 320 рамы вставляют в более узкую вторую часть 334 паза 330, чтобы он упирался в конец паза 330. Часть 344 изогнутой внешней поверхности элемента 310 рамы, расположенная рядом с концом паза 330, упирается в стенку 356 отверстия 352 и приварена к ней. Стенка 354 отверстия 350 (показано схематически пунктирными линиями) приварена к элементу 310 рамы в части 348 изогнутой внешней поверхности, упирающейся в стенку 354. Части 344, 348 образуют соединительную часть элемента рамы элемента 310 рамы, а стенки 354, 356 образуют соединительную часть элемента рамы элемента 320 рамы.
[0117] Ниже со ссылками на фиг. 5C и 5D описан узел 400 рамы, похожий на узел 300 рамы, и способ сборки узла 400 рамы. Узел 400 рамы содержит первый элемент 310 рамы, описанный выше, и второй элемент 420 рамы, похожий на элемент 220, 320 рамы. Составляющие элемента 420 рамы, которые похожи на соответствующие составляющие элемента 320 рамы, обозначены теми же ссылочными позициями, что и в узле 300 рамы, за исключением того, что вместо первой цифры «3» применяется цифра «4». Узел 400 рамы будет рассмотрен ниже подробно лишь в отношении его отличий от узла 300 рамы.
[0118] Выступ 442 второго элемента 420 рамы шире, чем выступ 342 элемента 320 рамы (ширина измеряется в направлении по окружности). Ширина выступа 442 больше, чем ширина 338 второй части 334 паза 330, и меньше, чем ширина 336 первой части 332.
[0119] В показанном варианте осуществления оба элемента 320, 420 рамы являются трубчатыми и цилиндрическими и имеют одинаковый диаметр, но следует иметь в виду, что элементы 320, 420 рамы могут иметь разные диаметры и что один или оба из элементов 320, 420 могут не быть цилиндрическими и/или трубчатыми.
[0120] Элементы 310, 420 рамы собирают подобно элементу 310, 320 рамы узла 300 рамы. Выступ 442 второго элемента 420 рамы вставляют в более широкую первую часть 332 паза 330, чтобы он упирался в упор 340. Таким образом, в узле 300 рамы конец 314 первого элемента 310 рамы проходит за стенку 356 дальше, чем в узле 400 рамы в отношении стенки 456. Стенка 456 отверстия 452 упирается в часть 342 изогнутой внешней поверхности элемента 310 рамы, расположенной рядом с упором 340, и приварена к ней. Стенка 454 отверстия 450 (показано схематически пунктирными линиями) приварена к элементу 310 рамы в части 346 изогнутой внешней поверхности, упирающейся в стенку 454. Части 342, 346 образуют соединительную часть элемента рамы элемента 310 рамы, а стенки 454, 456 образуют соединительную часть элемента рамы элемента 420 рамы. Как будет понятно, относительные положения соединительных частей 346 и 348 могут отличаться от указанных в данном документе и в целом будут зависеть от относительного диаметра трубчатых элементов 320, 420 рамы и от угла введения элемента 310, 410 рамы.
[0121] Паз 330 с двумя отдельными частями 332, 334 позволяет применять элемент 310 рамы со вторым элементом 320 рамы узла 300 рамы, равно как и со вторым элементом 420 рамы узла 400 рамы. Разумеется, каждый из вторых элементов 320, 420 рамы также можно применять с соответствующим первым элементом рамы, похожим на элемент 210 рамы с пазом 230, размеры которого позволяют вставлять соответствующий выступ 342 или 442. Тем не менее элемент 310 рамы с пазом 330 позволяет сократить количество изготавливаемых частей разных типов, устраняя необходимость в изготовлении элементов 210 рамы двух разных типов. Изготовление одного элемента 310 рамы, который можно применять с обоими элементами 320, 420 рамы, обеспечивает снижение уровня сложности и сокращение времени и затрат в отношении изготовления и сборки по сравнению с изготовлением и сборкой элементов 210 рамы двух отдельных типов, один из которых можно применять с элементом 320 рамы, а другой можно применять с элементом 420 рамы.
[0122] Следует иметь в виду, что паз 330 может содержать больше чем две части 332, 334. Также следует иметь в виду, что паз 330 может быть выполнен с шириной, постепенно уменьшающейся в направлении дальше от конца 314. Паз 330 с больше чем двумя частями паза или наличие паза с постепенно уменьшающейся шириной обеспечат возможность применения элемента 310 рамы с больше чем двумя типами элементов рамы, при этом каждый тип характеризуется соответствующей шириной выступа. Также следует иметь в виду, что любой из элементов 310, 320, 420 рамы может отличаться от трубчатых и/или цилиндрических элементов рамы.
[0123] Для обеспечения более высокой точности, чем достигаемая за счет штамповки, пазы 230, 330, выступы 242, 342, 442 и отверстия 250, 252, 350, 352, описанные выше, выполняют вырезанием лазером соответствующих форм в трубчатом цилиндрическом элементе рамы. Тем не менее следует иметь в виду, что любой из этих вышеуказанных элементов может быть выполнен другими подходящими способами.
[0124] Ниже со ссылками на фиг. 6A и 6B описаны узел 500 рамы и способ сборки узла 500 рамы.
[0125] Узел 500 рамы содержит элемент 510 рамы, соединенный с другим элементом 520 рамы. Соединительная часть 526 элемента рамы элемента 520 рамы соединена с соединительной частью 516 элемента рамы элемента 510 рамы с образованием тем самым соединительной области 502 узла 500 рамы.
[0126] Элемент 510 рамы является трубчатым и цилиндрическим. Элемент 510 рамы содержит два паза 530 и круглое отверстие 535 для соединения с элементом 520 рамы. Каждый из пазов 530 проходит в направлении по окружности. Пазы 530 отстоят друг от друга в осевом направлении элемента 510 рамы, и отверстие 535 отстоит от обоих пазов 530 в направлении по окружности. В осевом направлении отверстие 535 расположено по центру между двумя пазами 530.
[0127] Элемент 520 рамы представляет собой U-образный кронштейн с двумя плечами 540, соединенными друг с другом посредством в целом плоской части 542. Один конец 524 элемента 520 рамы расположен на изогнутой внешней поверхности элемента 110 рамы и приварен к ней, как будет описано ниже. Следовательно, каждое из плеч 540 образует на конце 524 изогнутую поверхность 525 конца, которая совпадает с изогнутой внешней поверхностью элемента 510 рамы. Поверхности 525 концов будут плоскими для соединения с плоской поверхностью элемента рамы.
[0128] Как видно на фиг. 6B, поверхности 525 концов элемента 520 рамы проходят в направлении по окружности, когда расположены на внешней поверхности элемента 510 рамы. Левая поверхность 525 конца соединена с элементом 510 рамы вдоль проходящей в направлении по окружности соединительной части 544 рядом с левым пазом 530, а правая поверхность 525 конца соединена с элементом 510 рамы вдоль проходящей в направлении по окружности соединительной части 544 рядом с правым пазом 530. Концевая часть направленной внутрь поверхности (поверхность, направленная к плечам 540) плоской части 542 расположена на внешней поверхности элемента 510 рамы. Край 527 плоской части 542 соединен с элементом 510 рамы вдоль проходящей в осевом направлении соединительной части 544 элемента 510 рамы. Следовательно, в показанном варианте осуществления, как видно на фиг. 6A, соединительная часть 526 элемента рамы второго элемента 520 рамы образована двумя изогнутыми поверхностями 525 концов плеч 540 и краем 527 плоской части 542. Как видно на фиг. 6A, соединительная часть 516 элемента рамы первого элемента 510 рамы образована левой проходящей в направлении по окружности частью 544, проходящей в осевом направлении частью 546 и правой левой проходящей в направлении по окружности частью 544.
[0129] Как видно на фиг. 6A, каждая поверхность 525 конца элемента 520 рамы содержит соответствующий крючкообразный выступ 550 (на фигурах видно лишь левый выступ 550), который при сборке введен в соответствующий один из пазов 530 элемента 510 рамы (как на фиг. 6B). В показанном варианте осуществления правый выступ (не показан) похож на левый выступ 550. Следовательно, в данном документе описан лишь левый выступ 550. Выступ 550 является L-образным. Первая часть 550a выступа 550 проходит наружу от поверхности 525 конца ко второй части 550b, а вторая часть 550b проходит от первой части 550a в направлении, в целом параллельном поверхности 525 конца. Таким образом, вторая часть 550b выступа 550 отстоит от поверхности 525 конца. Выступ 550 проходит в паз 530 так, что первая часть 550a расположена в пазу 530, и изогнутая поверхность 525 конца и вторая часть 550b выступа 550 расположены на противоположных сторонах цилиндрической стенки элемента 510 рамы рядом с концом паза 530 для удерживания цилиндрической стенки элемента 510 рамы рядом с концом паза 530 между ними. Кривизна второй части 550b выступа 550 соответствует кривизне стенки элемента 510 рамы рядом с пазом 530. Следует иметь в виду, что выступ 550 может иметь форму, отличную от указанной в данном документе. Например, выступ 550 может быть T-образным, а не L-образным.
[0130] Как видно на фиг. 6A, плоская часть 542 содержит возле края 527 круглое отверстие 555. Когда каждый выступ 550 размещен в соответствующем пазу 530, отверстие 555 выровнено с отверстием 535 элемента 510 рамы. Узел 500 рамы также содержит заклепку 560, применяемую для сборки элементов 510, 520, как будет описано ниже. Заклепка 560 представляет собой удаляемую глухую заклепку, но следует иметь в виду, что в качестве заклепки 560 можно использовать любую подходящую заклепку или другое крепежное средство.
[0131] Ниже со ссылкой на фиг. 6A и 6B рассмотрен способ сборки узла 500 рамы. Элемент 520 рамы перемещают относительно элемента 510 рамы для введения выступов 550 элемента 520 рамы в соответствующие пазы 530 элемента 510 рамы. Элемент 520 рамы затем перемещают относительно элемента 510 рамы для размещения концевой части плоской части 542 на изогнутой поверхности элемента 510 рамы. Элементы 510, 520 рамы теперь установлены для соединения друг с другом. Часть стенки элемента 510 рамы рядом с каждым пазом 530 удерживается между второй частью 555b выступа и поверхностью 525 конца соответствующего плеча 540 для удерживания элементов 510, 520 рамы на месте для соединения. Затем сквозь выровненные отверстия 535, 555 вводят заклепку 560 для скрепления элементов 510, 520 рамы друг с другом. Изогнутая поверхность 525 конца и край 527 элемента 520 рамы (которые образуют соединительную часть 526 элемента рамы) затем приваривают к соединительным частям 544, 546 элемента рамы, при этом элементы 510, 520 рамы удерживаются закрепленными на месте посредством заклепки 560 и выступов 550, введенных в пазы 530. В показанном варианте осуществления заклепку 560 удаляют после приваривания элементов 510, 520 рамы друг к другу, но следует иметь в виду, что после приваривания элементов 510, 520 рамы друг к другу заклепку 560 можно оставить на месте. Также следует иметь в виду, что для закрепления элементов 510, 520 рамы на месте с целью приваривания можно использовать крепежное средство, отличное от заклепки 560.
[0132] В случае описанного выше узла 500 рамы не требуется применение сборочного приспособления для размещения и удерживания элементов 510, 520 рамы в их соответствующих положениях перед их соединением друг с другом. Заклепка 560 скрепляет элементы 510, 520 рамы друг с другом на месте для соединения и тем самым обеспечивает точное выравнивание. В показанном варианте осуществления каждый паз 530 покрыт поверхностями концов соответствующего плеча 540. Сварной шов выполнен сплошным вдоль областей 546, 544 без каких-либо промежутков вдоль сварного шва, что способствует жесткости и прочности узла 500 рамы.
[0133] Ниже со ссылками на фиг. 7A и 7B описаны узел 600 рамы и способ сборки узла 600 рамы.
[0134] Узел 600 рамы содержит первый элемент 610 рамы, соединенный с другим элементом 620 рамы. Соединительная часть 626 элемента рамы элемента 620 рамы соединена с соединительной частью 616 элемента рамы элемента 610 рамы с образованием тем самым соединительной области 602 узла 600 рамы.
[0135] Элемент 610 рамы является трубчатым и цилиндрическим. Элемент 610 рамы имеет нейтральную ось 612. Нейтральная ось 612 представляет собой ось в основной части элемента 610 рамы, вдоль которой нет напряжений или усилий. Элемент 620 рамы имеет вид в целом плоского и треугольного кронштейна. Край 624 плоской поверхности элемента 620 рамы расположен на изогнутой внешней поверхности элемента 610 рамы и соединен с ней вдоль нейтральной оси 612. Следовательно, везде, кроме двух небольших областей 618, соединительная часть 616 элемента 610 рамы расположена вдоль нейтральной оси 612, как будет описано ниже. Соединительная часть 626 элемента 620 рамы образована краем 624.
[0136] Как видно на фиг. 7A, трубчатый элемент 612 рамы содержит два круглых отверстия 630, при этом каждое отверстие 630 расположено вдоль нейтральной оси 612.
[0137] Край 624 элемента 620 рамы в целом прямой везде, кроме двух отстоящих друг от друга частей 640, которые выступают наружу с противоположного края элемента 620 рамы. Элемент 620 рамы содержит отверстие 642, расположенное как раз внутри каждой части 640 края. Каждое отверстие 642 выровнено с прямой частью края 624 (т. е. прямая линия, включающая прямые части края 626, будет проходить через отверстия 642). Расстояние между отверстиями 642 соответствует расстоянию между отверстиями 630 так, что элемент 620 рамы может быть расположен на элементе 610 рамы так, что каждое отверстие 642 выровнено с соответствующим одним из отверстий 630.
[0138] Элементы 610, 620 рамы собирают без сборочного приспособления. Для сборки узла 600 рамы элемент 620 рамы размещают вдоль трубчатого элемента 610 рамы с выравниванием отверстий 642 с отверстиями 630. Для скрепления элементов 610, 620 рамы друг с другом на месте с целью их соединения сквозь левое из выровненных отверстий 630, 642 вводят первую заклепку 650, а сквозь правое из выровненных отверстий 630, 642 вводят вторую заклепку 650. Затем край 624, в том числе обе части 640, по всей длине приваривают к соединительной части 616 элемента рамы.
[0139] Большая часть сварного шва (соединительной части 616 элемента рамы) проходит вдоль нейтральной оси 612. Каждая часть 618 соединительной части 616, которую приваривают к соответствующей одной части 640 края, расположена снаружи нейтральной оси 612. Большая часть сварного шва расположена вдоль нейтральной оси 612 для снижения величины напряжений и усилий, которым сварной шов подвергается, и так, что часть элемента 610 рамы, на которой сварной шов выполнен, не представляет собой часть, которая при применении подвергается большим усилиям сжатия или растяжения, что в результате увеличивает жесткость и прочность узла 600 рамы. Кроме того, отверстия 630 расположены вдоль нейтральной оси для уменьшения вероятности возникновения трещин, начиная с места, в котором расположено любое из отверстий 630. Сварной шов проходит с небольшим отклонением от нейтральной оси 612 вокруг отверстий 630, чтобы быть выполненным сплошным без каких-либо промежутков. Выполненный непрерывным сварной шов также способствует прочности и жесткости узла 600 рамы.
[0140] Следует иметь в виду, что элемент 620 рамы может быть соединен с двумя (или больше) элементами рамы, такими как элемент 610 рамы. Например, часть края 624 вокруг одного из отверстий 642 может быть соединена с первым элементом 610 рамы, а часть края 624 вокруг другого отверстия 642 может быть соединена со вторым элементом рамы (не показан). Таким образом, элемент 620 рамы можно применять для соединения первого элемента 610 рамы со вторым элементом рамы (не показан).
[0141] Специалистам в данной области техники могут стать очевидными модификации и усовершенствования вышеописанных вариантов осуществления настоящего изобретения. Вышеизложенное описание следует рассматривать как носящее иллюстративный, а не ограничивающий характер. Следовательно, объем настоящего изобретения должен ограничиваться только объемом прилагаемой формулы изобретения.
Реферат
Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Узел рамы для транспортного средства содержит первый и второй элементы рамы, содержащие стенку и ось. Стенка первого элемента рамы имеет паз, проходящий через нее, и содержит соединительную часть рядом с пазом. Стенка второго элемента рамы содержит выступ и соединительную часть рядом с выступом. Выступ проходит сквозь паз. Соединительная часть первого элемента рамы соединена с соединительной частью второго элемента рамы с образованием соединительной области. Ось второго элемента рамы расположена под ненулевым углом относительно оси первого элемента рамы в соединительной области. Выступ выполнен одной из прямой, Т-образной и L-образной форм. Способ сборки узла рамы заключается в том, что вводят выступ сквозь паз и вводят в контакт соединительные части друг с другом. Достигается повышение надежности узла рамы транспортного средства. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 22 ил.
