RU137581U1 - Шаровой шарнир транспортного средства - Google Patents

Abstract

1. Шаровой шарнир транспортного средства, содержащий корпус шарнира со сквозным отверстием, в котором установлен шаровой палец со сферической головкой и хвостовиком, вкладыш, охватывающий сферическую головку и прижатый упругим элементом и крышкой, отличающийся тем, что стенка отверстия корпуса шарнира образована комбинацией цилиндрических поверхностей разного диаметра и сферических поверхностей, а вкладыш выполнен в виде втулки, один край которой выполнен с вертикальными прорезями, при этом наружная поверхность вкладыша конгруэнтна поверхности стенки отверстия корпуса, а внутренняя поверхность участка вкладыша с прорезями выполнена сферической.2. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде кольца из упругого материала.3. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что вкладыш выполнен из композиционного материала.4. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что крышка выполнена плоской.5. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что крышка закреплена в корпусе неразъемно, например, завальцовкой.6. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что крышка закреплена в корпусе разъемно, например, при помощи стопорного кольца.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности касается шарнирных узлов подвесок и рулевого управления транспортных средств и может использоваться на грузовых автомобилях.

Известен шаровой шарнир с наконечником, содержащий корпус наконечника с присоединительным элементом к сопрягаемой детали, установленный в отверстии корпуса шаровой палец со сферической головкой и коническим хвостовиком, прижатый со стороны сферической головки поджимным вкладышем, упругим элементом в виде пружины и крышкой, а со стороны конического хвостовика шаровой палец закрыт защитным элементом, отверстие в корпусе наконечника выполнено ступенчатым, причем часть отверстия, контактирующая с крышкой, выполнена цилиндрической с переходом в коническую, а часть отверстия, контактирующая со сферической головкой пальца, выполнена сферической, защитный элемент со стороны конического хвостовика шарового пальца выполнен в виде упора и чехла, герметично закрепленного на корпусе наконечника и на конической части шарового пальца (см. патент №RU 83557, МПК (01.2006) F16C 11/06, 2009 г.).

Данная конструкция обладает низкими эксплуатационными характеристиками из-за отсутствия вкладыша между сферической головкой пальца и корпусом шарнира, что приводит к образованию люфтов между ними.

Известен шаровой шарнир, содержащий палец с шаровой головкой, размещенный на ней вкладыш, установленный в корпусе, поджатый упругим элементом и закрытый заглушкой, где вкладыш выполнен из двух частей, и между частями вкладыша при сборке образован зазор (см. патент №RU 31155, МПК 7 F16C 11/06, 2003 г.).

Данная конструкция обладает низкими эксплуатационными характеристиками в процессе работы, гак как вкладыши при износе не обеспечивают плотного прилегания к сферической головке пальца, образуется люфт, перекос вкладыша приводит к образованию радиального и осевого биения, смещения и поворотам оси вкладыша, что отрицательно сказывается на долговечности.

Наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков является шаровой шарнир транспортного средства, содержащий корпус шарнира, установленный в отверстии корпуса шаровой палец со сферической головкой, вкладыш, поджатый поджимной пружиной в виде кольца, отверстие корпуса выполнено сквозным, а стенка отверстия образована комбинацией цилиндрических и конических поверхностей, наружная поверхность вкладыша имеет конические участки, контактирующие с конгруэнтной поверхностью корпуса и поджимной пружиной, которая прижата крышкой, установленной в корпусе (см. патент №RU 121020, МПК (01.2006) F16C 11/06, 2012 г.).

Недостатком известной конструкции является низкие эксплуатационные характеристики в процессе работы, так как вкладыш при износе не обеспечивает плотного прилегания к сферической головке пальца, образуется люфт, перекос вкладыша приводит к образованию радиального и осевого биения, смещения и поворотам оси вкладыша, что отрицательно сказывается на долговечности.

Была поставлена задача повысить эксплуатационные характеристики шарового шарнира транспортного средства, заключающиеся в увеличении долговечности шарового шарнира.

Поставленная задача решается за счет того, что в шаровом шарнире транспортного средства, содержащем корпус шарнира со сквозным отверстием, в котором установлен шаровой палец со сферической головкой и хвостовиком, вкладыш, охватывающий сферическую головку пальца и прижатый упругим элементом и крышкой, стенка отверстия корпуса шарнира образована комбинацией цилиндрических поверхностей разного диаметра и сферических поверхностей, а вкладыш выполнен в виде втулки, один край которой выполнен с вертикальными прорезями, при этом наружная поверхность вкладыша конгруэнтна поверхности стенки отверстия корпуса, а внутренняя поверхность участка вкладыша с прорезями выполнена сферической.

Упругий элемент выполнен в виде кольца из упругого материала. Вкладыш выполнен из композиционного материала. Крышка выполнена плоской, и может быть закреплена в корпусе шарнира как неразъемно, завальцовкой, так и разъемно, при помощи стопорного кольца.

Новыми признаками являются то, что стенка отверстия корпуса шарнира образована комбинацией цилиндрических поверхностей разного диаметра и сферических поверхностей, а вкладыш выполнен в виде втулки, один край которой выполнен с вертикальными прорезями, при этом наружная поверхность вкладыша конгруэнтна поверхности стенки отверстия корпуса, а внутренняя поверхность участка вкладыша с прорезями выполнена сферической. Использование вышеперечисленных признаков позволяет исключить зазоры и обеспечив плотное прилегание сопрягаемых поверхностей шарового шарнира, предотвратить образование люфтов.

Выполнение вкладыша из композиционного материала, прижатым упругим элементом в виде кольца из упругого материала, а выполнение крышки плоской, также способствует исключению зазоров и плотному прилеганию сопрягаемых поверхностей шарового шарнира, тем самым предотвращая образование люфтов при работе. Закрепление крышки в корпусе шарнира при помощи стопорного кольца позволяет создать разборную конструкцию.

В процессе эксплуатации упругий элемент позволяет производить поджатие внутренней сферической поверхности вкладыша к сферической головке пальца, чем достигается постоянная компенсация износа трущихся поверхностей, ликвидация зазоров в узле и увеличение износостойкости, что препятствует образованию люфтов вследствие износа сопрягаемых поверхностей.

Вышеуказанные признаки позволили повысить эксплуатационные характеристики шарового шарнира, а также получить дополнительный технический результат, заключающийся в повышений герметизации узла шарнирного соединения за счет того, что при закреплении крышки в корпусе упругий элемент меняя свою геометрию (расплющиваясь), образует плотное прилегание к посадочной поверхности в корпусе и к крышке, тем самым герметизирует шарнирное соединение от окружающей среды со стороны крышки.

Таким образом, технический результат достигнут.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели - «новизна».

Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами.

Фиг. 1 - общий вид шарового шарнира транспортного средства в разрезе.

Фиг. 2 - общий вид вкладыша шарового шарнира.

Шаровой шарнир транспортного средства содержит корпус 1 шарнира с присоединительным элементом 2 к сопрягаемой детали, шаровой палец 3 со сферической головкой 4 и хвостовиком 5, установленный в отверстии корпуса 1, вкладыш 6, упругий элемент 7 и крышку 8.

Корпус 1 выполнен металлическим цельноштампованным и имеет центральное сквозное отверстие. Стенка отверстия образована комбинацией цилиндрических поверхностей разного диаметра и сферических поверхностей. Стенка отверстия корпуса 1 может иметь канавку (не показано) под стопорное кольцо. На наружной поверхности корпуса 1 выполнена канавка для фиксации защитного чехла. Присоединительный элемент 2 корпуса 1 выполнен с наружной или внутренней резьбой.

Шаровой палец 3 выполнен металлическим со сферической головкой 4 и хвостовиком 5. Наружная поверхность хвостовика 5 образована комбинацией конических и цилиндрических поверхностей. Одна из цилиндрических поверхностей выполнена с наружной резьбой. Хвостовик 5 может иметь участок с лысками.

Между сферической головкой 4 шарового пальца 3 и корпусом 1 установлен вкладыш 6, который выполнен из антифрикционного износоустойчивого композиционного материала. Вкладыш 6 выполнен в виде втулки. Один край вкладыша 6 выполнен с вертикальными прорезями 9, в виде лепестков, что обеспечивает более плотное прилегание сферической головки 4 пальца 3. Наружная поверхность вкладыша 6 выполнена конгруэнтной поверхности стенки отверстия корпуса 1. Участок вкладыша 6 с вертикальными прорезями 9 имеет внутреннюю сферическую поверхность, охватывающую сферическую головку 4 пальца 3. Вкладыш 6 прижат упругим элементом 7 и крышкой 8.

Упругий элемент 7 выполнен в виде кольца из упругого полимерного материала и поджат крышкой 8. Упругий элемент 7 позволяет производить поджатие внутренней сферической поверхности вкладыша 6 к сферической головке 4 пальца 3 за счет изменения своей геометрии, чем достигается постоянная компенсация износа трущихся поверхностей, ликвидация зазоров в узле, одновременно образует плотное прилегание к посадочной поверхности в корпусе 1 и к крышке 8, тем самым герметизирует шарнирное соединение, что увеличивает износостойкость, обеспечивая высокие эксплуатационные характеристики.

Крышка 8 выполнена металлической плоской. Крышка 8 закреплена в корпусе 1 неразъемно, завальцовкой, или разъемно при помощи стопорного кольца, зафиксированного в канавке корпуса 1.

Со стороны хвостовика 5 шаровой шарнир закрыт защитным чехлом 10, который выполнен из упругого композиционного материала. Защитный чехол 10 герметично закреплен на корпусе 1 и хвостовике 5 пальца 3 уплотнительными кольцами 11. Защитный чехол 10 предназначен для предотвращения попадания влаги и грязи в шарнирное соединение.

Сборка шарового шарнира осуществляется следующим образом.

Шаровой палец 3 устанавливается сферической головкой 4 во вкладыш 6. Далее совместно с вкладышем 6 устанавливается в отверстие корпуса 1. Шаровой палец 3 со стороны вкладыша 6 поджимается упругим элементом 7 и крышкой 8. Крышка 8 закрепляется в корпусе 1 неразъемно при помощи завальцовки кромок корпуса 1 на крышку 8. Затем со стороны хвостовика 5 устанавливается защитный чехол 10 и фиксируется уплотнительными кольцами 11.

Металлические детали шарового шарнира транспортного средства выполнены с защитным покрытием от коррозии.

Использование вышеперечисленных признаков, обеспечивает постоянную компенсацию износа трущихся поверхностей, ликвидацию зазоров в узле, следовательно повышаются эксплуатационные характеристики узла. Таким образом, технический результат достигнут.

Заявляемый шаровой шарнир транспортного средства может быть изготовлен на стандартном оборудовании с использованием известных технологий и материалов.

Claims (6)

1. Шаровой шарнир транспортного средства, содержащий корпус шарнира со сквозным отверстием, в котором установлен шаровой палец со сферической головкой и хвостовиком, вкладыш, охватывающий сферическую головку и прижатый упругим элементом и крышкой, отличающийся тем, что стенка отверстия корпуса шарнира образована комбинацией цилиндрических поверхностей разного диаметра и сферических поверхностей, а вкладыш выполнен в виде втулки, один край которой выполнен с вертикальными прорезями, при этом наружная поверхность вкладыша конгруэнтна поверхности стенки отверстия корпуса, а внутренняя поверхность участка вкладыша с прорезями выполнена сферической.

2. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде кольца из упругого материала.

3. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что вкладыш выполнен из композиционного материала.

4. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что крышка выполнена плоской.

5. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что крышка закреплена в корпусе неразъемно, например, завальцовкой.

6. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что крышка закреплена в корпусе разъемно, например, при помощи стопорного кольца.

Images