RU2362920C1 - Spherical joint - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to automobile mechanical engineering field and corresponds spherical joint of automobile suspension bracket. Joint contains case with spherical inner surface, pin with ball end, installed in case, and two bush. The first bush is located from the side of bush, and the second bush of hemispherical shape is located from the side opposite to pin. The second bush allows solid outside surface and is implemented with thickness, exceeding 1/3 sphere radius by pins is outfitted by iron ring, installed in circumferential groove of case with groove "h" and operating as fixing element.

EFFECT: increment of load, received by joint.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и направлено на усовершенствование сферического шарнира подвески транспортного средства.The invention relates to the field of transport engineering and is aimed at improving the spherical hinge of a vehicle suspension.

Из уровня техники известен сферический шарнир, содержащий корпус со сферической внутренней поверхностью, палец с шаровой головкой, установленный в корпусе, первый вкладыш, расположенный на шаровой головке со стороны пальца, второй вкладыш полусферической формы, расположенный на шаровой головке со стороны, противоположной пальцу, в контакте с фиксирующим элементом, обеспечивающим осевое посадочное усилие см. патент RU 2127834 С, опубл. 20.03.1999 г.A spherical hinge is known from the prior art, comprising a housing with a spherical inner surface, a finger with a ball head mounted in the housing, a first insert located on the ball head on the finger side, a second hemispherical insert located on the ball head on the side opposite to the finger, contact with a locking element that provides axial landing force, see patent RU 2127834 C, publ. 03/20/1999

Недостаток указанного аналога состоит в том, что во втором вкладыше, расположенном на шаровой головке со стороны фиксирующего элемента, выполнены меридиональные пазы. Такое техническое решение приводит к снижению (ограничению) осевых нагрузок, воспринимаемых этим шарниром, вследствие пластической деформации меридиональных выступов, образованных меридиональными канавками и появлению зазоров между вкладышем и пальцем. Это приводит к появлению стуков, особенно в передней подвеске.The disadvantage of this analogue is that in the second insert located on the ball head from the side of the locking element, there are meridional grooves. This technical solution leads to a decrease (limitation) of axial loads perceived by this hinge due to plastic deformation of the meridional protrusions formed by the meridional grooves and the appearance of gaps between the liner and the finger. This leads to knocking, especially in the front suspension.

Предложенный сферический шарнир выполнен с вторым вкладышем, расположенным на шаровой головке со стороны, противоположной пальцу, и имеющим сплошную поверхность. При этом толщина этого вкладыша составляет не менее 1/3 радиуса сферы пальца, а фиксирующий элемент выполнен в виде обоймы, образующей с корпусом со стороны вкладыша гарантированный зазор «h». В совокупности этих признаков данное техническое решение позволяет благодаря большой толщине второго вкладыша 4 создать в его центре напряжение, необходимое для надежной работы шарнира, и значительно повысить допускаемую осевую нагрузку, воспринимаемую шарниром в направлении обоймы 5.The proposed spherical hinge is made with a second liner located on the ball head from the side opposite the finger and having a continuous surface. Moreover, the thickness of this insert is not less than 1/3 of the radius of the finger sphere, and the fixing element is made in the form of a holder, which forms a guaranteed clearance “h” with the housing on the side of the insert. In the aggregate of these features, this technical solution allows, due to the large thickness of the second liner 4, to create in its center the voltage necessary for reliable operation of the hinge, and to significantly increase the permissible axial load perceived by the hinge in the direction of the yoke 5.

Приведен чертеж шарнира как пример реализации данного изобретения. Шарнир состоит из корпуса 1, шарового пальца 2, первого вкладыша 3 и второго вкладыша 4, обоймы 5, выполняющей роль фиксирующего элемента, который завальцовывается в корпус 1 при сборке шарнира.The hinge drawing is given as an example of implementation of the present invention. The hinge consists of a housing 1, a spherical pin 2, a first liner 3 and a second liner 4, a holder 5, which acts as a locking element, which is rolled into the housing 1 when assembling the hinge.

Корпус выполнен цельнометаллическим со сферической внутренней поверхностью, переходящей в цилиндрическую. Корпус содержит фланец 6, с помощью которого происходит его крепление к деталям подвески, кольцевую выточку для установки фиксирующей обоймы 5, которая при сборке завальцовывается.The casing is made all-metal with a spherical inner surface turning into a cylindrical one. The housing contains a flange 6, with the help of which it is fastened to the suspension parts, an annular groove for installing a retaining clip 5, which is rolled during assembly.

Шаровой палец 2 имеет сферическую поверхность и галтель 7 между сферической поверхностью и ножкой 8 пальца.The ball finger 2 has a spherical surface and a fillet 7 between the spherical surface and the leg 8 of the finger.

Вкладыш 3 выполнен из полимера, армированного углеволокном. Наружная и внутренняя поверхности вкладыша 3 смещены взаимно по продольной оси симметрии вкладыша.The liner 3 is made of a carbon fiber reinforced polymer. The outer and inner surfaces of the liner 3 are offset mutually along the longitudinal axis of symmetry of the liner.

Центр сферы шарового пальца имеет смещение относительно центра внутренней сферы корпуса шарнира. Полость внутри шарнира, образованная двумя вкладышами и пальцем шаровым, а также полость внутри чехла защитного заполнены смазкой для ее обновления в шарнире в процессе эксплуатации. При сборке шарнира между обоймой 5 и кольцевой ступенькой в корпусе остается зазор «h», который вбирается при закатке (завальцовке) шарнира.The center of the sphere of the ball finger has an offset relative to the center of the inner sphere of the hinge body. The cavity inside the hinge, formed by two liners and a ball finger, as well as the cavity inside the protective cover is filled with grease to update it in the hinge during operation. When assembling the hinge between the yoke 5 and the ring step, a gap “h” remains in the housing, which is absorbed when the hinge is rolled (rolled).

Корпус шарового шарнира выполнен цельнометаллическим; содержит внутреннюю сферу, фланец, в котором выполнены отверстия для крепления шарнира к деталям подвески. В корпусе выполнена кольцевая полость, в которую при сборке устанавливается обойма 5.The ball joint housing is made all-metal; contains an inner sphere, a flange in which holes are made for fastening the hinge to the suspension parts. An annular cavity is made in the housing, into which a clip 5 is mounted during assembly.

Палец шаровой содержит галтель 7 для обеспечения необходимых углов качания и ножку 8. Ножка 8 состоит из цилиндрической поверхности (между галтелью и конической поверхностью), конической поверхности для контакта (крепления) к деталям подвески и резьбовую поверхность для фиксации пальца в ответной детали, (не показаны).The ball finger contains a fillet 7 to provide the necessary swing angles and leg 8. Leg 8 consists of a cylindrical surface (between the fillet and the conical surface), a conical surface for contact (attachment) to the suspension parts, and a threaded surface for fixing the finger in the reciprocal part, (not shown).

Вкладыш 3 выполнен из угленаполненного полиамида с антифрикционными добавками. На внутренней сферической поверхности вкладыша 3 выполнены вертикальные смазочные канавки.The liner 3 is made of carbon-filled polyamide with anti-friction additives. On the inner spherical surface of the liner 3 made vertical lubrication grooves.

На верхней части вкладыша 3 на наружной цилиндрической поверхности выполнена кольцевая ступенька. Внутренняя и внешняя сферические поверхности имеют смещение вдоль оси симметрии вкладыша.An annular step is made on the upper part of the liner 3 on the outer cylindrical surface. The inner and outer spherical surfaces are offset along the axis of symmetry of the liner.

Вкладыш 4 выполнен из угленаполненного полиамида с антифрикционными добавками.The liner 4 is made of carbon-filled polyamide with anti-friction additives.

На внутренней сферической поверхности выполнены вертикальные смазочные канавки.Vertical lubrication grooves are made on the inner spherical surface.

На внешней стороне вкладыша 4 выполнен кольцевой вырез, в центре вкладыша выполнено отверстие.An annular cutout is made on the outer side of the insert 4, an opening is made in the center of the insert.

Обойма 5 выполнена из листовой стали, состоит из внешней и внутренней сферической поверхности. Внутренняя сферическая поверхность выполнена такого же радиуса, как и внешняя сферическая поверхность вкладыша 4.The holder 5 is made of sheet steel, consists of an external and internal spherical surface. The inner spherical surface is made of the same radius as the outer spherical surface of the liner 4.

Чехол 9 защитный выполнен из эластичного материала. В месте контакта чехла с пальцем чехол армирован металлическим кольцом 10.Protective cover 9 is made of elastic material. In the place of contact of the cover with a finger, the cover is reinforced with a metal ring 10.

Благодаря увеличению площади контакта между вкладышем 4 и обоймой 5 увеличивается и напряжение, воспринимаемое вкладышем от пальца 2 в осевом направлении. Для создания напряжения и как следствие - упругой деформации вкладыша 4, необходимой для компенсации зазора между вкладышами и шаровым пальцем 2, возникающего при износе, между обоймой 5 и вырезом в корпусе при сборке шарнира остается гарантированный зазор «h». При завальцовке обоймы 5 зазор частично выбирается и во вкладыше 4 создается необходимое напряжение. Данное техническое решение позволяет увеличить нагрузку, воспринимаемую вкладышем 4 в направлении обоймы 5.Due to the increase in the contact area between the insert 4 and the holder 5, the stress perceived by the insert from the pin 2 in the axial direction also increases. To create tension and, as a consequence, elastic deformation of the liner 4, necessary to compensate for the gap between the liners and the spherical pin 2 caused by wear, the guaranteed gap “h” remains between the yoke 5 and the cutout in the housing when assembling the hinge. When rolling the holder 5, the gap is partially selected and the necessary voltage is created in the insert 4. This technical solution allows to increase the load perceived by the liner 4 in the direction of the yoke 5.

Claims (1)

Сферический шарнир, содержащий корпус со сферической внутренней поверхностью, палец с шаровой головкой, установленной в корпусе, первый вкладыш, расположенный на шаровой головке со стороны пальца, второй вкладыш полусферической формы, расположенный на шаровой головке со стороны, противоположной пальцу, отличающийся тем, что второй вкладыш, расположенный со стороны, противоположной пальцу, имеет сплошную наружную поверхность и выполнен с толщиной, превышающей 1/3 радиуса сферы пальца, и снабжен обоймой, установленной в кольцевой выточке корпуса с зазором h и выполняющей роль фиксирующего элемента. A spherical hinge comprising a housing with a spherical inner surface, a finger with a ball head mounted in the housing, a first liner located on the ball head on the finger side, a second hemispherical liner located on the ball head on the side opposite to the finger, characterized in that the second the liner, located on the side opposite the finger, has a continuous outer surface and is made with a thickness exceeding 1/3 of the radius of the sphere of the finger, and is equipped with a clip installed in an annular groove orpusa with clearance h and to serve as the fixing member.