узел крепления аккумулятора моторного отсека транспортного средства

Формула изобретения

1. Узел крепления аккумулятора моторного отсека транспортного средства, содержащий лонжерон с верхней полкой, опору, соединенную, по меньшей мере, одной вертикальной стенкой с лонжероном и имеющую горизонтальный элемент, расположенный на уровне верхней полки лонжерона и закрепленный на ней, нижнюю прижимную планку, верхнюю прижимную планку, соединенную через стяжки с двумя кронштейнами, отличающийся тем, что над горизонтальным элементом опоры и верхней полкой лонжерона размещена аккумуляторная площадка, закрепленная в районе одной из своих сторон к дальнему от лонжерона краю горизонтального элемента и закрепленная в районе другой ее стороны, противоположной первой, на верхней полке лонжерона двумя разъемными соединениями, проходящими через продолговатые установочные отверстия в ее усилительных элементах, выполненных на ней вблизи и вдоль двух других ее сторон, поперечно расположенных к лонжерону, кронштейны же закреплены на аккумуляторной площадке посередине сторон, в районе которых аккумуляторная площадка соединена с опорой и лонжероном, а нижние части стяжек выполнены в виде пластин с горизонтально отогнутыми концами Т-образной формы, расположенными с фиксацией в ответных отверстиях кронштейнов.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что усилительные элементы выполнены в аккумуляторной площадке в виде углублений, обращенных донной частью вниз к лонжерону.

3. Узел по п.1, отличающийся тем, что разъемные соединения осуществлены болтовыми соединениями.

4. Узел по п.1, отличающийся тем, что ответное отверстие каждого кронштейна выполнено с отходящей от него в радиальном направлении и под углом к аккумуляторной площадке глухой прорезью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к крепежу узлов и агрегатов транспортных средств, а именно к закреплению аккумулятора на автомобиле.

Известен узел крепления аккумулятора моторного отсека автомобиля (решение о выдаче свидетельства на полезную модель РФ от 10.03.94 г. по заявке N 9402083/20 с приоритетом от 27.06.94г. МКИ B 60 R 18/02) (аналог), содержащий опорную площадку аккумулятора, неразъемно соединенную с брызговиком и щитком передка автомобиля своими передней и задней стенками соответственно, прижимную планку с отверстиями по ее концам, через которые продеты верхними концами передняя и задняя шпильки и закреплены в них, а нижние концы шпилек выполнены загнутыми и продеты через отверстия кронштейнов, закрепленных посередине двух противоположных сторон опорной площадки, соединенных с передней и задней станками, перпендикулярно расположенными к продольной оси кузова.

Недостатком данного технического решения является то, что такая конструкция не может быть применена с расположением на лонжероне, т.к. при деформации лонжерона, например при фронтальном ударе автомобиля, он претерпевает более сильные деформации (в сравнении с деформацией брызговика около щитка передка при таких же условиях), вызывающие большие максимальные значения разрушающих сил узла крепления аккумулятора, на которые данная конструкция не рассчитана.

Известно устройство для закрепления аккумуляторной батареи и защитный экран (патент США N 5086860 МКИ 5: B 60 R 16/04, публикация 11.02.92 г.) (аналог), содержащее специальный лоток с расположенной на нем аккумуляторной батареей, имеющий монтажный конец, связанный с одним элементом кузова (лонжероном), и второй конец, который подвергается вертикальным колебаниям при движении транспортного средства, комбинированное демпфирующее и удерживающее устройство, имеющее жесткий кронштейн. Первый конец кронштейна крепят ко второму концу лотка, а второй конец крепят жестко к кузовному элементу. Между этими концами кронштейна располагается удерживающая часть устройства, которая обеспечивает гашение вертикальных перемещений первого конца кронштейна относительно его второго конца и, располагаясь над батареей сверху, фиксирует батарею в лотке.

Такое крепление аккумуляторной батареи обеспечивает нормальное гашение вертикальных колебаний незакрепленного конца лотка, но не обеспечивает гарантированного удерживания батареи в процессе эксплуатации автомобиля, особенно при дорожно-транспортном происшествии.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является узел крепления аккумулятора моторного отсека транспортного средства (авт. св. N 1620347 МКИ 5: B 60 R 16/04, публикация 15.01.91 г.) (ныне патент РФ N 1620347), включающий брызговик, С-образный в поперечном сечении лонжерон с верхним и нижним фланцами крепления его неразъемно к брызговику, опору аккумулятора, горизонтальную площадку опоры, на которой размещены элементы крепления аккумулятора. Опора своей вертикальной стенкой неразъемно соединена с вертикальной стенкой лонжерона и при этом расположена своей горизонтальной площадкой на уровне верхней полки лонжерона с образованием вместе с ней площадки для опирания аккумулятора.

Основным недостатком такого технического решения является то, что данным узлом крепления не обеспечивается надежное удержание аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации автомобиля, особенно при дорожно-транспортном происшествии, и, в частности, во время фронтального удара автомобиля при таком расположении аккумулятора на лонжероне, т.е. в деформируемой зоне. Во время фронтального удара автомобиля происходит значительная деформация под аккумуляторной площадкой. В результате чего место под передней частью площадки уходит вниз, а инерционные силы самой батареи выталкивают ее вверх, что создает значительные усилия на фиксирующие устройства аккумулятора и вырывает их. Это недопустимо по правилам ЕЭК ООН N 34.

Задачей данного изобретения является обеспечение гарантированного удержания аккумулятора узлом крепления на автомобиле при любых условиях эксплуатации, включая дорожно-транспортные происшествия, т.е. повышение пассивной безопасности автомобиля.

Указанная задача достигается тем, что в узле крепления аккумулятора моторного отсека транспортного средства, содержащем лонжерон с верхней полкой, опору, соединенную, по меньшей мере, одной вертикальной стенкой с лонжероном и имеющую горизонтальный элемент, расположенный на уровне верхней полки лонжерона и закрепленный на ней, нижнюю прижимную планку, верхнюю прижимную планку, соединенную через стяжки с двумя кронштейнами, согласно изобретению, над горизонтальным элементом опоры и верхней полкой лонжерона размещена аккумуляторная площадка, закрепленная в районе одной из своих сторон к дальнему от лонжерона краю горизонтального элемента и закрепленная в районе другой ее стороны, противоположной первой, на верхней полке лонжерона двумя разъемными соединениями, проходящими через продолговатые установочные отверстия в ее усилительных элементах, выполненных на ней вблизи и вдоль двух других ее сторон, поперечно расположенных к лонжерону, кронштейны же закреплены на аккумуляторной площадке посередине сторон, в районе которых аккумуляторная площадка соединена с опорой и лонжероном, а нижние части стяжек выполнены в виде пластин с горизонтально отогнутыми концами Т-образной формы, расположенными с фиксацией в ответных отверстиях кронштейнов, усилительные же элементы выполнены в аккумуляторной площадке в виде углублений, обращенных донной частью вниз к лонжерону, а разъемные соединения осуществлены болтовыми соединениями и ответное отверстие каждого из кронштейнов выполнено с отходящей от него в радиальном направлении и под углом к аккумуляторной площадке глухой прорезью.

Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан узел крепления аккумулятора на лонжероне, в моторном отсеке автомобиля (вид сверху); на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид со стороны В на фиг. 2; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение горизонтального отогнутого конца нижней части стяжки по Г-Г на фиг. 2.

Узел крепления аккумулятора 1 моторного отсека автомобиля содержит: аккумуляторную площадку 2 с двумя кронштейнами 3, 4, присоединенными к ней в середине двух противоположных сторон 5, 6 соответственно, причем кронштейн 4 приварен к площадке 2, а кронштейн 3 установлен сверху нижней прижимной планки 7 на болт 8 и зафиксирован гайкой 9; лонжерон 10, имеющий верхнюю полку 11, на которой аккумуляторная площадка 2 размещена частью 12, ограниченной стороной 6, и закреплена к ней через ее отверстия и свои продолговатые установочные переднее 13 и заднее 14 отверстия в усилительных элементах 15, 16 посредством соответственно переднего болта 17 и заднего болта 18; опору 19, приваренную вертикальными стенками 20, 21 к вертикальной стенке лонжерона 10 и имеющую горизонтальный элемент 22, приваренный одним краем 23 к верхней полке 11 лонжерона 10 и соединенный вторым краем 24, дальним от лонжерона 10, через приваренный на участке 25 аккумуляторной площадки 2, под кронштейном 3, нижний кронштейн 26 посредством двух разнесенных между собой болтов 27; верхнюю прижимную планку 28, соединенную между стяжки 29 с кронштейном 3, 4.

Усилительные элементы выполнены методом штамповки в теле аккумуляторной площадки 2 вблизи и вдоль ее сторон 30, 31 в виде углублений, обращенных донной частью вниз, т. е. к горизонтальному элементу 22 и верхней полке 11 лонжерона 10. Отверстия 13 и 14 в аккумуляторной площадке 2 выполнены таким образом и расположены так относительно соответствующих отверстий в верхней полке 11 лонжерона, что шляпки болтов 17 и 18 прижимают только небольшие площади их противоположных кромок, расположенных под этими шляпками.

Нижние части 32 стяжек 29 имеют горизонтально отогнутые концы 33 Т-образной формы, которые расположены в соответствующих отверстиях 34 кронштейнов 3, 4 и зафиксированы в них. От отверстий 34, в радиальном направлении от них и под углом к аккумуляторной площадке 2, выполнены глухие прорези 35.

Соединяется каждая из стяжек 29 с соответствующими кронштейнами 3, 4 следующим образом: стяжка 29 наклоняется от вертикальной линии относительно кронштейна так, что плоскость ее отогнутого конца 33 совпадает с плоскостью глухой прорези 35, после чего отогнутый Т-образный конец 33 продевают через глухую прорезь 35 с отверстием 34 и, поворачивая стяжку 29 в вертикальное положение, заводят выступающие части конца 33 за кромку отверстия 34 в верхней его части. Такое зацепление стяжки с кронштейном позволяет ему выдерживать нагрузки в три раза большие по сравнению с известным крючковым зацеплением (когда шпилька в нижней ее части загнута как у одного из аналогов), у которого загнутая часть при больших нагрузках разгибается и стяжка вырывается из отверстия кронштейна.

При фронтальном ударе автомобиля часть лонжерона 10 под передней частью аккумуляторной площадки 2 уходит вниз, а на сам аккумулятор 1 в этот момент действует его инерционная сила, направленная вверх и вперед автомобиля, и тянущая в этом же направлении аккумуляторную площадку 2 через верхнюю прижимную планку 28, стяжки 29 и кронштейны 3, 4, в результате чего вырывается передний болт 17 из продолговатого переднего отверстия 13 площадки 2, оставаясь в перемещающемся вниз лонжероне 10. Вырывание переднего болта 17 из продолговатого переднего отверстия 13 аккумуляторной площадки 2 происходит в результате того, что на болту 17 и частях кромок отверстия 13, прижатых его шляпкой к верхней полке 11 лонжерона 10, концентрируются (в начальный момент фронтального удара автомобиля) разнонаправленные усилия с максимальными значениями от уходящего вниз лонжерона 10 и от перемещающейся вверх и вперед площадки 2 вместе с аккумулятором 1. Вырывание переднего болта 17 также способствует образование небольшого бугра (гофра) в районе его крепления в отверстии верхней поки 11 лонжерона 10, который (бугор) с усилием толкает в этот момент аккумуляторную площадку 2 вверх и одновременно смещает в горизонтальной плоскости месторасположение отверстия крепления болта 17 к верхней полке 11 лонжерона 10 относительно отверстия 13 в площадке 2.

Вырывание переднего болта 17 из переднего отверстия 13 аккумуляторной площадки 2 в первый же момент фронтального удара автомобиля позволяет ей не опускаться вместе с аккумулятором 1, загружая тем самым в последующий промежуток времени элементы крепления и предотвращая их разрушение. Конкретней, после отрыва переднего болта 17 от аккумуляторной площадки 2 аккумулятор 1 под действием его инерционной силы продолжает нагружать, через верхнюю прижимную планку 28, стяжки 29, кронштейны 3, 4, аккумуляторную площадку 2, соединение части 12 площадки 2 с лонжероном 10, образованное посредством заднего болта 18, соединение аккумуляторной площадки 2 с нижним кронштейном 26, образованное посредством сварочных точек, соединение нижнего кронштейна 26 с краем горизонтального элемента 22, образованное посредством двух болтов 27, соединение другого края 23 горизонтального элемента 22 с верхней полкой 11 лонжерона 10, образованного посредством сварочных точек, соединение вертикальных стенок 20, 21 с вертикальной стенкой лонжерона 10, образованного посредством сварочных точек.

Так как в этот промежуток времени значение силы инерции аккумулятора 1 уже меньше максимума, на которое рассчитаны вышеописанные соединения, то они нормально выдерживают дальнейшее ее уменьшающееся по значению действие. В этот промежуток времени происходит деформация горизонтального элемента 22 опоры 19 и деформация самой аккумуляторной площадки 2, причем т.к. кронштейны 3, 4 закреплены посередине сторон 5, 6, а усилительные элементы 15. 16 расположены вблизи и вдоль сторон 30, 31 и так как кронштейн 3 расположен над нижним кронштейном 26 и практически между точками его крепления (болтами 27) к краю 24 горизонтального элемента 22, то под действием силы инерции аккумулятора 1, приложенной к кронштейнам 3, 4, аккумуляторная площадка 2 изгибается по трем оставшимся закрепленными углам вниз с образованием бугра по линии, соединяющей кронштейны 3, 4, между которым и верхней прижимной планкой 28 остается то же расстояние, что и до удара, а значит, аккумулятор 1 удерживается креплением.

И на последней стадии гашения действия силы инерции аккумулятора 1 работают с полной загрузкой стяжки 29, оригинальное зацепление которых с отверстиями 34 кронштейнов 3, 4 посредством Т-образных отогнутых их концов 33 позволяет выдержать нагрузки, в три раза превышающие нагрузки известного зацепления шпильки с загнутым нижним концом.

В сравнении с базовым объектом (см. прототип) предлагаемое решение имеет следующее преимущество: повышается надежность крепления аккумулятора даже в случае деформации кузова в зоне установки аккумулятора, например, в случае фронтального удара автомобиля при дорожно-транспортном происшествии.