Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10534
.pdf
Такая система подчиняется простым гармоническим законам и характеризуется тем, что её период T всегда
является функцией D; соотношение между T и D выражается формулой T = c /D, где c — константа для
любого заданного значения g, ускорения свободного падения. Поскольку D является функцией y, отсюда
следует, что периодичность такой системы будет изменяться с приложенной нагрузкой, становясь медленнее
и, следовательно, более комфортной для больших нагрузок. Тот факт, что комфортная периодичность
достигается только при больших нагрузках, является существенным недостатком обычных систем подвески,
особенно в таких случаях, как коммерческие автомобили и легковые автомобили, где изменение нагрузки
сравнительно велико; поскольку высокая и некомфортная периодичность должна быть допустима для малых
нагрузок, чтобы избежать непрактичного прогиба при больших нагрузках.
Идеальная система — это система, в которой периодичность не определяется деформацией, а остается
постоянной, по крайней мере, на той части деформации, которая возникает при увеличении нагрузки.
Как было указано в моей патентной заявке № 263925, можно показать, что система подвески будет иметь
постоянную периодичность, если соотношение между нагрузкой и прогибом выражено через y? =e', где x —
отклонение, измеренное от lPriee 1/-l, нуля кривой такой формы, а a — частное, полученное по соотношению
dy y, и является константой.
Чехия/.
Система подвески, полностью подчиняющаяся этому закону, будет иметь гораздо больший начальный прогиб
до точки, где поддерживается минимальная нагрузка, чем тот, который может быть допустим в системах
подвески, поэтому целесообразно вводить эту характеристику, начиная с точки на кривой зависимости
нагрузки от прогиба, соответствующей, скажем, минимальной нагрузке.
Такая кривая зависимости нагрузки от прогиба представлена точкой O B на рис. 1, где от O до A, которая
представляет собой минимальную нагрузку, система в принципе является простой гармонической 65, а от A
до B, которая является точкой за пределами диапазона нагрузки, система подчиняется закону постоянной
периодичности, как было определено ранее.
Линия O C представляет собой теоретическую кривую зависимости нагрузки от прогиба для обычной формы
подвесной системы, имеющей простую гармоническую характеристику по всей длине. В такой системе,
поскольку периодичность является функцией прогиба при любой конкретной нагрузке, достаточно низкая и
комфортная периодичность обычно допускается только при максимальной нагрузке, обозначенной F, которая
соответствует тому же значению y, что и B на линии O B 80. Обращаясь к рис. 1, основной целью моего
изобретения является преобразование обычной простой гармонической подвесной системы, представленной
линией O C, в систему, имеющую характеристики, обозначенные линией O B 85, путем введения
дополнительного прогиба, представленного D 1, в пропорциях, необходимых для этого преобразования. Это
достигается путем последовательного соединения с простыми гармоническими пружинами упругого
устройства 90 любого подходящего типа таким образом, чтобы его кривая зависимости нагрузки от прогиба
удовлетворяла соотношениям yi-f (D') и имела форму, показанную на рис. 2, в которой прогиб D 1
соответствует требуемому дополнительному прогибу 95 ции Di на рис. 1.
Известно, что упругие устройства различных типов соединялись последовательно с простыми
гармоническими пружинами с целью обеспечения дополнительного отклонения, но настоящее изобретение
отличается от них тем, что величина обеспечиваемого дополнительного отклонения такова, что она точно или
почти удовлетворяет закону (Di), как определено выше. При реализации моего изобретения я могу
использовать любое упругое устройство, которое может быть введено последовательно с пружинами
подвески простого гармонического типа и которое в сочетании с этими простыми гармоническими пружинами
приводит к кривой вынужденного отклонения порядка y = eax, как определено ранее.
5. В тех случаях, когда требуется, чтобы мое изобретение функционировало последовательно с
существующими пружинами, которые не являются простыми гармоническими, его характеристика
зависимости силы от деформации может быть соответствующим образом изменена для обеспечения такой
величины деформации приложенной нагрузки, чтобы результирующая кривая зависимости нагрузки от
деформации точно или приблизительно описывалась законом y=e x.
Совершенно очевидно, что мое изобретение может принимать множество различных форм, и в качестве
примера несколько таких форм схематически показаны на фиг. 3–7. Эти чертежи носят чисто схематический
характер и не претендуют на точность в отношении профиля, размера или относительного положения
деталей. Более того, я не ограничиваюсь этими конкретными вариантами. На всех этих схемах рама и
простые гармонические (или существующие) пружины обозначены цифрами 1 и 2 соответственно.
На фиг. 3 два аналогично изогнутых элемента 3 и 3а шарнирно соединены один с рамой 1, а другой с
пружиной 2 и приспособлены для перекатывания друг относительно друга под действием изменяющихся сил,
преодолевая сопротивление упругой стяжки или стяжек 4, обладающих такими характеристиками и
соединенных между элементами 3 и 3а таким образом, что концы, шарнирно соединенные с рамой
транспортного средства и пружиной, приближаются друг к другу, обеспечивая для любой заданной нагрузки
дополнительное отклонение, обозначенное Di на фиг. 2. Изогнутые поверхности или кромки могут быть
математически определены для точного определения зависимости между нагрузкой и отклонением D',
необходимой для получения в результирующей системе зависимости силы от отклонения, представленной
y-e. Более того, можно показать, что в этой конструкции профиль изогнутых поверхностей может быть
настолько близок к дуге окружности, что при необходимости можно соединить звено от центра кривизны к
центру кривизны.
В тех случаях, когда профиль не соответствует дуге окружности, гибкие проволоки или ленты могут быть
соединены от внешнего конца каждого изогнутого элемента с внутренним концом другого изогнутого
элемента, чтобы обеспечить постоянное синхронное движение каждого профиля относительно другого.
На схемах, показанных на рис. 4 и рис. 5, пара эллиптических элементов одинаковых размеров
приспособлена для перекатывания друг относительно друга под действием силы соответствующим образом
сконструированного упругого элемента, который соединен между двумя относительно движущимися точками
таким образом, чтобы обеспечить требуемое соотношение между y и D'. Совершенно очевидно, что при такой
универсальной форме, как эллипс, можно найти две такие относительно движущиеся точки,
удовлетворяющие этим условиям со значительной степенью точности. На рис. 4 и рис. 5 эллиптические
элементы соединены между собой шарнирным соединением от внешнего фокуса одного элемента к
внутреннему фокусу другого; межосевое расстояние этого соединения предпочтительно совпадает с главной
осью эллипса; при этих условиях соприкасающиеся поверхности будут перекатываться друг относительно
друга без проскальзывания.
На фиг. 4 шарнирные соединения 85 с рамой автомобиля и основной пружиной осуществляются посредством
части или продолжения одного из эллиптических элементов в одном случае и посредством продолжения
звена, соединяющего фокусы, в другом. На фиг. 5 P 9 эти соединения с автомобилем осуществляются в обоих
случаях посредством части или продолжения эллиптических элементов.
На рисунках 6 и 7 показаны эквивалентные соединения, соответствующие рисункам 4 и 5 соответственно. В
этих конфигурациях расстояния a b и a' b' равны и представляют собой большие оси эквивалентных эллипсов,
а a a 1 и b b' также равны и представляют собой фокусные расстояния указанных эллипсов. Однако эти
равенства не являются существенными в a:
Схема соединения.
Упругий элемент или элементы, такие как упругая стяжка или упругая стойка, которые не показаны на рис. 4,
5, 6 и 7, могут быть соединены между любыми двумя относительно движущимися точками, которые
удовлетворяют требуемому условию, и точное местоположение которых может быть определено
математически.
На фиг. 8 показана еще одна конструкция 10, в которой рычаг специальной формы, шарнирно закрепленный
на одной из пары скоб, соединяющих раму и существующие пружины, предназначен для контакта с роликом,
шарнирно закрепленным на второй из указанных скоб, и для управления им; между двумя относительно
подвижными точками для указанной цели соединен упругий элемент любого подходящего типа.
Рычаг особой формы также может быть математически определен таким образом, чтобы удовлетворять
требуемому соотношению 120 y=f (D).
Совершенно очевидно, что любую из этих конфигураций можно спроектировать таким образом, чтобы
установить соотношение между y и Dli, удовлетворяющее результирующему закону зависимости силы от
деформации 125, отличному от y=e', если это необходимо.
Для обеспечения необходимой упругости я могу использовать любую форму упругости, такую как винтовые
пружины, листовые пружины, торсионные стержни, резина и сжатый воздух. Кроме того, в мое изобретение
могут быть включены средства для введения трения.
В тех случаях, когда в качестве необходимого упругого материала используется резина, две вышеупомянутые
относительно подвижные точки могут быть выбраны в соответствии с характеристиками зависимости силы от
деформации резины, которые в значительной степени определяются способом ее применения, то есть,
используется ли данная резина при растяжении, сжатии или сдвиге.
Если мое изобретение применяется только на одном конце симметрично нагруженной полуэллиптической
пружины, то фактическое дополнительное отклонение, очевидно, должно быть равно 2 D', поскольку D'
показано на рисунках.
1
а 2 представляет собой дополнительное вертикальное отклонение результирующей системы в проходе.
Дата изготовления этой глиняной пластины: 22 ноября 1929 года.
ДЖЕО КАРВАРДАЙН.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 16094, 1930 г.
Усовершенствования подвески для автомобилей и аналогичной техники.
Я, Джордж Карварди, 17, Маколей, Бат, Сомерсет, подданный Великобритании, настоящим заявляю, что
данное изобретение имеет следующий характер: изобретение относится к определенным
усовершенствованиям и дополнениям по отношению к моей предыдущей предварительной заявке №.
:3.5,994129.
В моей предыдущей заявке я описал, как простая система гармонических пружин, обычно устанавливаемая в
автомобилях, может быть преобразована в систему с низкой и постоянной периодичностью путем
последовательного соединения с основными пружинами подвески устройства, которое вносит
дополнительное отклонение (обозначенное как D1 на рис. 1 той заявки) в пропорциях, необходимых для этого
преобразования; и были показаны и описаны некоторые варианты в качестве примеров того, как можно
получить эти результаты.
Целью данного описания является более подробное изложение некоторых договоренностей, которые были
лишь косвенно раскрыты в указанной предварительной заявке.
В одном из вариантов конструкции двухрычажный рычаг (например, коромысловый рычаг, в котором рычаги
не обязательно расположены под углом 90°) поворачивается к раме транспортного средства таким образом,
что конец одного рычага может быть повернут или прикреплен к одному из концов основных пружин подвески,
и таким образом, что подходящий упругий элемент, такой как пружина или пружины, может быть установлен
между вторым рычагом рычага и подходящей точкой на раме или прикреплен к ней.
Конец главной пружины, который шарнирно закреплен или соединен скобой с одним из рычагов коромысла,
обычно шарнирно закреплен или соединен скобой непосредственно с рамой, и из описанной конструкции
будет ясно, что реакция нагрузки от транспортного средства вызовет отклонение этого рычага вверх,
которому будет противодействовать пружина или пружины, расположенные между вторым рычагом и рамой, и
такая конструкция может быть выполнена таким образом, чтобы обеспечить соотношение между крутящим
моментом и отклонением, которое достаточно точно удовлетворяет закону y=/ (D 1), как определено в моей
предыдущей заявке № 7.
35,994/29 и, кроме того, быть представлены кривой зависимости силы от деформации, показанной на рис. 2 в
данной спецификации.
Точка на раме, к которой крепится упругий элемент или элементы 75, для удобства может представлять собой
проушину, к которой первоначально была прикреплена или закреплена основная пружина, и от этой точки к
точке, где двухрычажный рычаг поворачивается к раме 80, может быть соединено звено или звенья, чтобы
воспринимать реакцию указанных пружин и, таким образом, разгрузить раму от этих дополнительных сил.
Данная конструкция может быть инвертирована в том смысле, что указанный двухрычажный рычаг может
быть 85 шарнирно соединен с основными пружинами подвески, а конец первого рычага может быть шарнирно
или прикреплен скобой к раме. В этом случае упругий элемент будет соединен между вторым рычагом и 90
точкой на основной пружине или прикреплен к ней.
В качестве альтернативы, указанный упругий элемент может быть соединен между вторым плечом рычага и
рамой, при этом указанный двухплечевой рычаг может быть преобразован в более или менее прямой рычаг
третьего порядка. Кроме того, в любом из этих вариантов двухплечевой рычаг может быть преобразован в
более или менее прямой рычаг первого, второго или третьего порядка в зависимости от расположения
упругого элемента.
Я могу использовать любую другую комбинацию рычагов и скоб в качестве редукторного механизма в
сочетании с соответствующими упругими элементами для обеспечения соотношения между нагрузкой и
прогибом, которое точно или приблизительно удовлетворяет закону ?
y=/ (Di), как указано в моей предыдущей заявке №.
3
.5 994/29: или «который при использовании в серии 110 с существующими системами подвески даст в
результате систему, достаточно близкую для практических целей к закону y =en», как показано в моей
британской патентной заявке № 263925.
На схеме, показанной на фиг. 3 чертежного листа, приложенного к указанной предыдущей заявке №
35,994129, контур катящихся элементов может быть достаточно точно представлен дугой окружности a', центр
которой, в случае элемента 3, находится выше линии, соединяющей точки опоры пружины 3 и рамы 1, и при
условии, что элементы 3 и 3a имеют одинаковую форму и размер, они могут удерживаться в положении и в
режиме катящегося шага с помощью звена или звеньев, соединенных от точки справа от центра кривизны
элемента 3 к точке слева от центра кривизны элемента 3a.
Под действием силы тяжести такое звено будет находиться в состоянии натяжения. В качестве альтернативы
это звено может быть соединено от точки слева от центра кривизны элемента 3 с точкой справа от центра
кривизны элемента 3а, в этом случае действие силы тяжести будет удерживать его в состоянии сжатия. Точки
опоры указанного звена или звеньев предпочтительно выбираются таким образом, чтобы, когда изогнутые
элементы находятся в состоянии покоя, линия от центра кривизны каждого из них до соседней точки опоры
была перпендикулярна центральной линии указанного звена или звеньев. Такое расположение обеспечит
непрерывность качения для всех обычных движений. Качение также может быть обеспечено путем установки
зацепляющихся зубьев шестерни на поверхностях или периферии катящихся элементов.
Вместо двух одинаковых по форме элементов я могу использовать два элемента разной формы, например,
один изогнутый и один плоский, которые приспособлены для прокатки друг по другу для указанной цели.
В эти устройства могут быть встроены средства для создания трения, а также могут быть соединены
противокачающие торсионные стержни между двумя устройствами для предотвращения крена.
Дата: 24 мая 1930 года.
GEO CARW Af RDINE.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования подвески для автомобилей и аналогичной техники.
Я, Джордж Карвардин, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Маколей, Бат, 17, графство
Сомерсет, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к системам подвески для автомобилей и подобных им устройств, в которых
используется вспомогательное устройство, приспособленное для работы совместно с основной системой
подвески с целью обеспечения постоянной периодичности и таким образом, что уравнение кривой
зависимости нагрузки от деформации для комбинированной системы подвески точно или приблизительно
соответствует y=e".
В обычных системах подвески для автомобилей и подобных им теоретический баланс между нагрузкой и
прогибом выражается формулой y = w/D, где y — нагрузка, D — прогиб системы, а -?
Нагрузка, необходимая для создания единичного прогиба.
Такая система подчиняется простым гармоническим законам и характеризуется тем, что её период T всегда
является функцией D; соотношение между T и D выражается формулой T = c/ΔΔCt, где c — постоянная для
любого заданного значения g, ускорения свободного падения. Поскольку D является функцией γ, отсюда
следует, что периодичность такой системы будет изменяться с увеличением приложенной нагрузки
медленнее, и, следовательно, она будет более комфортной для больших нагрузок. Тот факт, что комфортная
периодичность достигается только при больших нагрузках, является существенным недостатком
существующих систем подвески, особенно в таких случаях, как коммерческие автомобили и лёгкие легковые
автомобили, где изменение нагрузки сравнительно велико, поскольку для лёгких нагрузок необходимо
допускать высокую и некомфортную периодичность, чтобы избежать непрактичного отклонения при больших
нагрузках.
Идеальная система — это система, в которой периодичность не определяется отклонением на 90 градусов, а
остается постоянной, по крайней мере, для той части отклонения, которая возникает при увеличении нагрузки.
В моей предыдущей британской патентной заявке № 26392595 уже было показано, что система подвески
будет иметь постоянную периодичность, если соотношение между нагрузкой и прогибом выражается
формулой y = e", где x — прогиб, измеренный относительно нуля кривой прогиба, а a — постоянная величина,
представляющая собой обратную величину касательной к кривой.
Это уравнение также может быть выражено как -0 O PD e, 1 ( 05 349,582 характеристика из заранее
определенной точки на кривой зависимости нагрузки от прогиба, соответствующей, скажем, минимальной
нагрузке.
Обращаясь к рисункам 1 и 2, которые представляют собой 50 графиков, иллюстрирующих различные кривые
отклонения, основная цель моего изобретения состоит в преобразовании обычной простой гармонической
системы, представленной линией 0C, в систему, имеющую характеристики 55, обозначенные линией 0B,
путем введения дополнительного отклонения, представленного D1, в пропорциях, необходимых для
осуществления этого преобразования.
Обращаясь к прилагаемой таблице результатов розыгрыша № 60:
На рисунках с 3 по 15 представлены схематические изображения, иллюстрирующие различные формы,
которые может принимать изобретение.
На рисунках 16 и 17 представлены, соответственно, вид сбоку и вид сверху разработанной подвесной
системы, подобной той, что изображена на рисунке 3.
На рисунках 18 и 19 представлены аналогичные изображения модифицированной формы изобретения,
показанной на рисунках 16 и 17.
При реализации изобретения в одном удобном варианте, применяемом, например, к транспортному средству,
имеющему раму 1 и обычные рессорные пружины 75, показанные на рисунке 3, вспомогательное упругое
устройство включает в себя пару изогнутых элементов 3 и 3а и соединительный пружинный элемент 4.
Элемент 3 шарнирно соединен с рамой транспортного средства, а элемент 3а шарнирно соединен с концом
рессорной подвески 2, и оба элемента имеют изогнутые поверхности, предназначенные для перекатывания
друг относительно друга и, таким образом, вызывающие растяжение или сжатие пружинного элемента 4
способом, который будет описан далее.
Из рисунка видно, что по мере увеличения нагрузки на транспортное средство пружина 2 будет
деформироваться в соответствии со своей известной простой гармонической характеристикой, но в то же
время пружинный элемент 4 будет подвергаться повышенному напряжению из-за увеличения силы,
передаваемой через рычаг, обеспечиваемый двумя элементами 3 и 3a. Следовательно, пружина 4 будет
растягиваться на величину, зависящую от ее характеристики и от рычага, представленного горизонтальным
расстоянием между точками опоры катящихся элементов, их общей точкой контакта и точками соединения.
В результате растяжения пружины 4 элементы 3 и 3 будут катиться друг относительно друга, так что две
точки, в которых они шарнирно соединены (рама и основная пружина соответственно), сблизятся и, таким
образом, будут двигаться ближе друг к другу.
дополнительное отклонение, т.е. общее отклонение нагрузки будет суммой t;lat a Iorded lby основной подвески
2 и ii O thai Qf вспомогательного устройства. Поскольку члены 3 и 3 играют роль, если мы обозначим P как
количество колебаний в минуту, то из соотношения между T и D мы получим уравнение, из которого, и если
мы обозначим, то получим =Cv/.
P-cvx/P= D 60 Cl=( 60) ' pi=j,a) Теперь линейное выражение y=w D представляется прямой линией,
расположенной под углом к основанию, равным tan-' y/D, а периодичность в любой точке линии определяется
абсциссой D. Однако, если мы рассматриваем прямую линию как предельный случай кривой, мы можем
сказать, что периодичность в любой точке определяется касательной в этой точке D; поскольку в линейном
соотношении касательная совпадает с абсциссой. Поскольку /= r w D, dy_,D d-D 4, а касательная равна /4 d Y'
=;l D.
Подставляя y/I или YD вместо D в выражение j d D dy для периодичности, получаем / C 1 P-d D dy, которое
представляется как общее выражение для периодичности в системе подвески, независимо от того, является
ли она простой гармонической или нет.
Последнее уравнение можно записать как dy -P 2 Y=, решение которого имеет вид P-l) cy=e, где D — абсцисса
от начала координат и эквивалентна x в y=ex, а p 2 Ci эквивалентно a, обратной величине касательной.
Подвесная система, полностью подчиняющаяся этому закону, будет иметь гораздо большее начальное
отклонение до точки, где поддерживается минимальная нагрузка, чем это допустимо в подвесных системах,
поэтому целесообразно ввести описанный выше способ, в результате чего их общая точка контакта сместится
вправо, как показано на рисунке 3, и, следовательно, обеспечиваемое ими плечо будет изменяться, причем
эффект S эквивалентен постепенному увеличению жесткости пружины 4 по мере увеличения нагрузки. Кроме
того, будет ясно, что изменение плеча для данного растяжения или сжатия пружины 4 будет зависеть от
профиля элементов 3 и 3', и что, соответствующим образом выбрав такой профиль, скорость изменения
плеча и, следовательно, упругости Вспомогательное устройство может быть настроено на следование
любому заранее установленному или выбранному закону.
Теперь обратимся к рисунку 1, пусть 0 A B обозначает характеристику, требуемую в данном случае; такая
кривая должна подчиняться закону y = e и, кроме того, должна удовлетворять обычным требованиям
проектировщика в отношении таких факторов, как допустимое максимальное и минимальное отклонение.
Кривая 0 O основной подвески 2 также изображена, как показано на рисунке; Основной подвеской может быть
существующая пружина, или же может быть выбрана пружина с характеристиками, достаточно близкими к
теоретически желаемым, как показано на кривой 0 A B. Горизонтальное расстояние между двумя кривыми
представляет собой дополнительное отклонение, необходимое для каждой нагрузки, и его можно
представить, как показано на рисунке 2, получив кривую, ранее обозначенную как y=f(D 1), где f — любая
функция. Из этой кривой можно получить дополнительное отклонение, которое должно быть обеспечено
вспомогательным устройством при любой нагрузке, и из кривой видно, что величина необходимого
дополнительного отклонения уменьшается с увеличением нагрузки. Теперь достаточно просто выбрать
пружину 4 с требуемой начальной упругостью и рассчитать различные рычаги, которые необходимо
обеспечить, чтобы преобразовать известную характеристику пружины 4 в требуемую характеристику,
представленную на рисунке 2. При желании можно использовать графический метод, при этом рассчитанный
рычаг устанавливается для каждого положения рамы 1 и пружины 2, соответствующего различным нагрузкам,
и таким образом можно определить профиль элементов 3 и 38. Необходимо дать подробное объяснение
конструкции, поскольку из приведенных выше указаний специалисту в данной области будет очевиден данный
метод.
В реальном примере, где минимальная нагрузка на транспортное средство составляла 400 фунтов, прогиб
основных пружин при минимальной нагрузке 2 дюйма, результирующая постоянная периодичность в минуту
85 и жесткость вспомогательной пружины 65 фунтов на дюйм деформации, в таблице ниже показан
требуемый прогиб вспомогательного устройства на конце основной пружины 2: Требуемый прогиб
Вспомогательная пружина вспомогательного устройства приращение деформации на конце основной
пружины 318 дюймов.
Дюймы Дюймы.
4
.3 6 4.675 6 528 5.05 7 046 5.425 7 548 5.8 8 034 6.175 8 492 6.55 8 918 Шкала отклонений, подобная
приведенной выше, может быть получена путем приравнивания требуемой упругости вспомогательного
устройства D' (т. е. площади y d D 1 Dqmin.).
под кривой, показанной на рисунке 2), с известной упругостью вспомогательной пружины 4.
Определив криволинейный профиль 85 прокатных элементов указанным выше методом, можно установить,
что в общем случае такая кривизна достаточно близка или может быть достаточно близка к дуге окружности,
чтобы обеспечить возможность установки соединительного звена 90 между двумя центрами кривизны для
предотвращения смещения элементов.
В тех случаях, когда профиль не соответствует дуге окружности, необходимое соотношение 95 может быть
обеспечено путем соединения гибких элементов, таких как проволока или ленты, между внешним концом
каждого изогнутого элемента и внутренним концом другого изогнутого элемента.
При проектировании альтернативного расположения, описанного ниже, те же принципы могут быть
использованы в тех случаях, когда изменение рычага достигается за счет катящихся элементов. В случае
использования рычажных механизмов изменение рычага будет зависеть от изменяющихся углов звеньев для
разных положений механизма и легко поддается расчету, предпочтительно графическими методами. Поэтому
следует понимать, что в приведенных ниже примерах описание, в интересах краткости, ограничивается
общим расположением различных механизмов, и предполагается, что любой специалист в данной области
сможет легко спроектировать такие механизмы, отвечающие требуемым условиям, с помощью ранее данных
указаний и приведенных ниже примеров, чтобы более четко описать изобретение и способ его реализации.
Таким образом, со ссылкой на вариант осуществления изобретения, схематически изображенный на рисунке
3, указанный выше масштаб удовлетворяет 125 6 G 349,582 рисункам 4-7, причем такой упругий элемент или
элементы соединены между любыми двумя относительно подвижными точками, которые удовлетворяют
требуемому условию, и точное местоположение которых может быть определено математически.
На рисунке 8 показана еще одна конструкция, в которой вспомогательное подвесное устройство включает
рычаг 4d, который шарнирно соединен с одной из пары скоб 4f, соединяющих раму 1 и основную пружину 2
соответственно, причем указанный рычаг расположен таким образом, чтобы контактировать с роликом 4g,
шарнирно соединенным со скобой 4f, и приводиться в действие им, а пружина 4h соединена между двумя
относительно подвижными точками вспомогательной подвески для указанной цели. Форма рычага 4d также
может быть определена математически таким образом, чтобы удовлетворять требуемому соотношению =/f
(D) 85. На рисунках 9–15 схематически показаны различные другие механические устройства и конструкции, с
помощью которых может быть реализовано изобретение.
Обращаясь к схеме, изображенной на рисунке 90, следует отметить, что она включает в себя рычаг первого
порядка 5, который шарнирно соединен с основной пружиной 2 и соединен с элементом 5, который имеет или
несет круглый сектор 5b, предназначенный для перемещения по кронштейну 5' (закрепленному на раме 1) под
действием комбинированной силы упругого элемента 5a и реакции нагрузки на конце основной пружины 2,
причем упругий элемент соединен 100 между внешним концом рычага 5 и кронштейном 5 или точкой на раме
1.
На рисунке 10 показана конструкция, включающая два рычага 6 и 6', которые шарнирно соединены с рамой 1
и главной пружиной 2 соответственно и опираются на общее звено 6b. Упругий элемент 6' также соединен
между соответствующими точками на 6 и 6c. В показанной конструкции упругий элемент выполнен в виде
эластичной стойки, но если бы рычаги 6 и 6' были первого порядка, упругий элемент располагался бы с другой
стороны звена 6b и в виде эластичной стяжки, причем данная конструкция по принципу действия была бы
эквивалентна показанной на рисунках 16–19, упомянутых далее.
На рисунке 11 изображена конструкция, включающая рычаг 7, который закреплен на кронштейне 7' и имеет
шарнирное соединение 120 на свободном конце, а также ролик 7b, предназначенный для вращения на конце
главной пружины 2.
Также предусмотрен упругий элемент 7, обеспечивающий эластичное соединение между кронштейном 7 или
заданной точкой 125 на раме 1 и другой заданной точкой на рычаге 7.
На рисунке 12 представленное устройство включает рычаг 8, который соединен с основной пружиной 2 и
опирается на 130-градусную опору. Изогнутые элементы 3, 3' образованы своими активными частями в виде
частей окружностей, расстояние центров которых до ушка пружины 3d и ушка основной пружины 5 составляет
3 1/32 дюйма, а расстояние от их центров до точек 3f, 3g, в которых пружина 4 соединена с указанными
изогнутыми элементами, составляет 2 3/1 дюйма. Линии, соединяющие указанные центры и точки 3, 3 и 3f, 3g,
наклонены к горизонтали под углами 6 и 17 соответственно, причем центры находятся соответственно выше и
ниже линий 3d, 3f и 3e, 3g.
Обращаясь к схеме, изображенной на рисунках 4 и 5, следует отметить, что она включает в себя пару
эллиптических элементов 3b, 38, nhi h, имеющих одинаковые размеры и способных перекатываться друг
относительно друга под действием силы упругости, которая соединена между двумя относительно
подвижными элементами таким образом, чтобы обеспечить заданное соотношение между y и D1.
Совершенно очевидно, что при такой универсальной форме, как эллипс, можно найти две такие относительно
подвижные точки, которые будут удовлетворять вышеуказанным условиям со значительной степенью
точности. На обоих рисунках 4 и 5 эллиптические элементы соединены между собой шарнирным соединением
4, соединяющим внешний фокус одного из эллипсов с внутренним фокусом другого, причем межосевое
расстояние этого соединения предпочтительно должно совпадать с главной осью эллипса, при этом
контактирующие поверхности будут перекатываться друг относительно друга без проскальзывания.
На рисунке 4 шарнирные соединения между эллиптическими элементами и рамой автомобиля, а также
основной пружиной выполнены с помощью части или удлинения 4b в одном случае и удлинения 4C звена,
соединяющего фокусы двух эллипсов, в другом случае.
На рисунке 5 в обоих случаях соединение с транспортным средством осуществляется посредством части или
продолжения элементов эллиптической формы.
На рисунках 6 и 7 показаны системы подвески, использующие схему соединения звеньев, аналогичную той,
что представлена на рисунках 4 и 5 соответственно. На рисунках 6 и 7 длины звеньев a, b и a', bl равны и
представляют собой главные оси эллипсов, показанных на рисунках 4 и 5, а длины звеньев a, a1 и b, bl также
равны и представляют собой расстояния до фокусов указанных эллипсов. Однако эти равенства не являются
существенными для схемы соединения звеньев, подобной той, что показана на рисунках 6 и 7.
В сочетании с показанными на рисунке 349,582 элементами может использоваться упругий элемент или
элементы, такие как эластичная стяжка или стойка 4, прикрепленные к раме 1, при этом упругий элемент 8b
поворачивается между заданными точками на рычаге 8 и кронштейном 8a или рамой 1.
На рисунке 13 изображена пара рычагов 9, 9a, которые шарнирно прикреплены к раме 1 и основной пружине 2
соответственно и имеют круглые профилированные отверстия 9b, 90, вокруг которых натянута
соединительная лента или стяжка 9d, а между рычагами вставлена упругая стойка 9o, чтобы противостоять
сближению пружины 2 и рамы 1.
В конструкции, показанной на рисунке 14, она включает в себя рычаг 11, который крепится к основной пружине
2 и имеет круговой рычаг 11a, предназначенный для качения по кронштейну 11b, закрепленному на раме 1,
против силы упругой стяжки 11c, обеспечивающей контакт качения между 11a и кронштейном 11b, который
удерживается, например, зубьями шестерни 11b, расположенными на первом, и входит в зацепление с
зубчатой рейкой 110 на кронштейне.
В конструкции, показанной на рисунке 15, она включает в себя пару шарнирно закрепленных рычагов 12, 12а,
причем первый шарнирно закреплен на кронштейне 12б на раме 1, а второй шарнирно закреплен на главной
пружине 2, причем указанные шарнирно закрепленные рычаги предназначены для приложения нагрузки к
торсионному элементу, соединенному между ними и расположенному соосно с их общим шарниром 12.
Вместо торсионного элемента в данной конструкции может использоваться другая форма упругости при
условии, что прилагаемая сила в значительной степени пропорциональна угловому перемещению рычагов 12,
12а.
За исключением, возможно, схемы, показанной на рисунке 13, в описанных выше схемах (см. рисунки 9–15)
вместо упругих стяжек и распорок могут использоваться торсионные стержни для обеспечения необходимой
упругости, и они могут быть расположены так, чтобы быть соосными с общим рычагом. Рисунок 9, длина
длинного плеча рычага 5, длина короткого плеча рычага 5, угол наклона длинного плеча к горизонтали при
минимальной нагрузке, угол наклона короткого плеча к горизонтали при минимальной нагрузке 5 Н, жесткость
пружины 5d'. Сектор 5b представляет собой часть окружности радиусом, равным длине элемента 5a, причем
длина Ri не ограничена каким-либо конкретным размером.
В точке опоры для рычагов, эквивалентной точке опоры 12 на рисунке 15 50 b O lu, в вышеуказанных
конструкциях точка на раме, к которой крепится упругий элемент или элементы, для удобства может быть
ушком, к которому первоначально была прикреплена или зафиксирована основная пружина 55. В конструкции,
показанной на рисунке 3, контур катящихся элементов может быть достаточно точно представлен символом -.
дуга окружности, центр которой в случае элемента 3 находится выше линии 60, соединяющей точки опоры
пружины 4 и рамы 1, и при условии, что элементы 3 и 38 имеют одинаковую форму и размер, они могут
удерживаться в положении и в движении с помощью звена или звеньев, соединенных от точки 65 справа от
центра кривизны элемента 3 с точкой слева от центра кривизны элемента 3a.
Под действием силы тяжести такое звено будет находиться в натяжении. В качестве альтернативы это звено
70 может быть соединено от точки слева от центра кривизны элемента 3 с точкой справа от центра кривизны
элемента 38, в этом случае действие силы тяжести будет удерживать его в натяжении. Такое расположение
обеспечит непрерывность шага качения для всех обычных движений. Шаг качения также может быть
обеспечен путем установки зацепляющихся зубьев шестерни на поверхностях или периферии элементов
качения.
Вместо двух одинаковых по форме элементов я могу использовать два элемента разной формы, например,
один изогнутый и один плоский, которые приспособлены для прокатки одного по другому под углом 85° для
указанной цели.
Ниже приведены подробные сведения об воплощениях изобретения, изображенного на рисунках 9–15, для
следующих условий: 90. Минимальная нагрузка на транспортное средство, 400 фунтов.
Отклонение главной пружины под действием этой нагрузки: 2 дюйма. Требуемая постоянная периодичность:
85 в минуту, 95 6 1/1 дюймов.
4 с/1 дюйм.
17 фунт на дюйм напряжения.
l 349,582 9 Рисунок 10, длина длинного плеча рычага, длина короткого плеча рычага, угол наклона длинного
плеча к горизонтали при минимальной нагрузке, угол наклона короткого плеча при минимальной нагрузке,
жесткость пружины 6, Рисунок 11, длина длинного плеча рычага 7, длина короткого плеча рычага 7, угол
наклона длинного плеча к горизонтали при минимальной нагрузке, угол наклона короткого плеча к
горизонтали при минимальной нагрузке, жесткость пружины 7, Рисунок 12, длина длинного плеча рычага 8,
длина короткого плеча рычага 8, угол наклона длинного плеча к горизонтали при минимальной нагрузке, угол
между линией силы :30 пружины 8b и коротким плечом, жесткость пружины 8b, Рисунок 13, длина рычагов 9 9a
от центров окружностей (9b, 90), угол наклона рычагов к горизонтали, рычаг 9, минус рычаг 9a плюс диаметр
окружностей ( 9 b, 9 ), Жесткость пружины 9, Рисунок 14, длина рычага 11, Угол наклона рычага 11 к
горизонтали, Диаметр делительной окружности шестерни (ha), Жесткость пружины 11, Рисунок 15, длина
рычагов 12, 12 X, Угол наклона рычагов к горизонтали, o рычаг 12 a, минус рычаг 12, плюс Жесткость кручения
элемента, 295 дюйм-фунтов на радиан крутильного напряжения; t ts% крутильного напряжения для
поддержания нагрузки составляет 2 радиана.
Вышеуказанные условия также выполняются (рисунки 4–7), а рисунки 4 и 6 можно считать выполненными при
следующих условиях:
Длина большой оси эллипса, длина малой оси эллипса, 3 1/2 дюйма.
23 f 16 дюймов.
фунты на дюйм напряжения, 6 футов 1 дюйм.
43/8 дюймы.
17 фунт.
на дюйм напряжения.
61/,, дюймов.
4318 дюймы.
6
Соседние файлы в папке патенты