Стойка стабилизатора поперечной устойчивости

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к системе подрессоривания автомобилей, и может быть использована в конструкции подвески легковых автомобилей.
Известна конструкция стойки стабилизатора поперечной устойчивости, содержащая: два шарнира стойки стабилизатора и соединительный элемент в виде стержня, причем каждый из шарниров состоит из корпуса, выполненного в виде кольца цилиндрической формы со сквозным отверстием для установки вкладыша, причем корпус шарнира имеет со стороны одной торцевой поверхности элемент, фиксирующий вкладыш от перемещения в осевом направлении, в виде уменьшенного внутреннего диаметра, получаемый путем чеканки торцевой поверхности корпуса с деформацией кромки, сопрягаемой с наружной поверхностью вкладыша; вкладыша донной (глухой) конструкции с внутренней сферической и наружной цилиндрической поверхностями, образующего неразъемное соединение с корпусом шарнира за счет бурта на наружной поверхности вкладыша, контактирующего со специальным фиксирующим элементом на торцевой поверхности корпуса; шарового пальца со сферической головкой, установленной во вкладыш; защитного чехла без гофр, закрепленного на вкладыше посредством фиксации бурта чехла между вкладышем и корпусом шарнира и на шаровом пальце с помощью уплотнительного кольца. (Патент ЕР 0751310 B1, Int. CL. F16C 11/06, 1995 г.).
Однако известная конструкция стойки стабилизатора поперечной устойчивости обладает рядом недостатков:
Недостаточная фиксация вкладыша от проворота в корпусе шарнира.
Фиксация осуществляется только за счет установки вкладыша в корпус шарнира с натягом, который образуется путем чеканки торцевой поверхности корпуса с деформацией кромки, что влечет за собой предъявление высоких требований к точности внутреннего диаметра кольца корпуса и наружного диаметра вкладыша, поскольку эти параметры необходимы для обеспечения моментов качания и вращения после запрессовки подсобранных вкладыша с шаровым пальцем в корпус шарнира, а также высокой точности технологической операции чеканки.
Отсутствие кольцевых гофр защитного чехла (два и более чередующихся через определенные расстояния перегибов образующей, изогнутых последовательно «по часовой и против часовой стрелок», т. е. в разных направлениях).
Отсутствие кольцевых гофр (далее по тексту гофр или перегибов) у образующей защитного чехла не позволяет эксплуатировать шарнир стойки при повышенных углах качания пальца шарового относительно корпуса. Чем больше угол качания, тем большое пространство вокруг шарнира занимает чехол защитный, не имеющий гофр, вследствие чего возможно появление ненужных контактов между защитным чехлом и других деталей стойки (корпусом, соединительным стержнем), а также с другими окружающими стойку автокомпонентами подвески автомобиля, что может привести к преждевременному износу и разрушению чехла и шарнира стойки.
Неравномерный износ элементов шарнира.
Непостоянство диаметра внутренней поверхности корпуса вызывает неравномерность действия сил на наружную поверхность вкладыша и далее на поверхность сферической головки шарового пальца, что является причиной неравномерного износа и, как следствие, сниженного ресурса работы изделия.
Повышенная трудоемкость сборки.
Фиксация вкладыша в осевом направлении путем технологической операции чеканки торцевой поверхности влечет за собой повышенные требования к точности выполнения данной операции, фиксация защитного чехла между вкладышем и корпусом шарнира посредством бурта на вкладыше затрудняет процесс автоматизированной сборки, поскольку на подсобранные вкладыш с шаровым пальцем защитный чехол должен устанавливаться до запрессовки подсобранного элемента в корпус шарнира, что приводит к усложнению сборочного оборудования и приспособлений.
Известна конструкция стойки стабилизатора поперечной устойчивости, включающая: два шарнира стойки стабилизатора и соединительный стержень, причем каждый шарнир состоит из корпуса в виде кольца цилиндрической формы со сквозным отверстием, вкладыша донной (глухой) конструкции с внутренней сферической и наружной цилиндрической поверхностями, образующего неразъемное соединение с корпусом шарнира за счет бурта на корпусе шарнира, получаемого пластической деформацией металла корпуса шарнира прессованием или закаткой, либо за счет формирования бурта на наружной поверхности вкладыша пластической деформацией материала вкладыша, причем фиксация от проворота в случае деформации бурта на корпусе шарнира осуществляется за счет создания натяга между вкладышем и корпусом, а в случае наличия бурта на вкладыше - за счет специальных элементов треугольной формы, выполненных на торцевой поверхности корпуса; шарового пальца со сферической головкой, установленной во вкладыш; защитного чехла без гофр образующей чехла, закрепленного на шаровом пальце и на корпусе шарнира комплектом уплотнительных колец (Патент US4904107, Int. CL. F16C 11/00, B21D 53/10, 1988 г.).
Однако известная конструкция стойки стабилизатора поперечной устойчивости обладает рядом недостатков.
Сложность обеспечения моментов качания и вращения в заданном диапазоне.
В известной конструкции моменты качания и вращения обеспечиваются за счет посадки сферической головки шарового пальца во вкладыш и посадки с натягом подсобранных вкладыша с шаровым пальцем в корпус по цилиндрической поверхности, что накладывает жесткие ограничения на допуски размеров сопрягаемых поверхностей, в частности, на внутренний диаметр корпуса шарнира.
Низкий ресурс работы шарнира из-за возможных деформаций вкладыша вследствие неравномерного распределения напряжений во вкладыше после его запрессовки в корпус. Запрессовка вкладыша с подсобранным пальцем шаровым в корпус с натягом, а также, в случае наличия бурта на вкладыше, наличие специальных элементов треугольной формы, выполненных на торцевой поверхности корпуса, неравномерно деформирует материал вкладыша с образованием неравномерного распределения контактных напряжений между внутренней контактной поверхностью вкладыша и наружной контактной поверхностью сферической головки пальца. Неравномерное распределение контактных напряжений, приводит к неравномерному износу внутренней контактной поверхности вкладыша, наиболее интенсивное в местах повышенного контактного давления.
Недостаточная фиксация вкладыша от проворота в корпусе шарнира.
На внутренней кромке торца корпуса шарнира выполнены специальные элементы, которые должны предотвращать проворот вкладыша в корпусе.  Специальные элементы, выполнены только на внутренней кромке торцевой поверхности корпуса шарнира без продления на внутреннюю цилиндрическую и торцевую поверхности корпуса шарнира и контактируют с деформированной частью вкладыша (фланцем), фиксирующей вкладыш в корпусе шарнира. Ограниченные размеры специальных элементов и отсутствие или незначительное их заполнение материалом вкладыша, могут оказаться недостаточными для предотвращения проворота вкладыша в корпусе шарнира в процессе эксплуатации. Неравномерный износ вкладыша снижает натяг между вкладышем и корпусом шарнира, что может привести к повороту вкладыша относительно корпуса шарнира. Периодическое смещение с поворотом вкладыша относительно корпуса шарнира за счет износа наружной контактной поверхности вкладыша существенно снижает ресурс эксплуатации стойки стабилизатора поперечной устойчивости.
Трудоемкость сборки подсобранного вкладыша с пальцем в корпус шарнира.
В известной конструкции корпус шарнира выполнен без фаски со стороны запрессовки вкладыша, что может привести к перекосу и даже деформации наружной поверхности вкладыша при запрессовке с образованием складки или стружки. Для дальнейшей эксплуатации такие шарниры уже непригодны.
Отсутствие гофр образующей защитного чехла.
Отсутствие гофр у образующей защитного чехла не позволяет эксплуатировать шарнир стойки при повышенных углах качания пальца шарового относительно корпуса. Чем больше угол качания, тем большое пространство вокруг шарнира занимает чехол защитный, не имеющий гофр, вследствие чего возможно появление ненужных контактов между защитным чехлом и других деталей стойки (корпусом, соединительным стержнем), а также с другими окружающими стойку автокомпонентами подвески автомобиля, что может привести к преждевременному износу и разрушению чехла и шарнира стойки.
Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности из известных решений является конструкция стойки стабилизатора поперечной устойчивости, состоящая из двух шарниров стойки и соединительного элемента, где центра шарниров шаровых равноудалены относительно оси соединительного элемента корпуса стойки. Каждый из шарниров шаровых стойки состоит из корпуса в виде кольца цилиндрической формы со сквозным отверстием для установки вкладыша донной конструкции с внутренней сферической поверхностью, образующего за счет деформируемой части неразъемное соединение с корпусом шарнира; шарового пальца с усеченной сферической головкой, установленной во вкладыш; защитного чехла, закрепленного на вкладыше и шаровом пальце комплектом уплотнительных колец. При этом боковая образующая защитного чехла выполнена с радиальными гофрами к оси симметрии.
А наружная поверхность вкладыша, сопрягающаяся с внутренней поверхностью корпуса шарнира, в свободном состоянии до сборки имеет непостоянство диаметра с максимальным значением в области деформируемой части, ликвидирующееся после установки вкладыша в корпус шарнира до получения неразъемного соединения.
Корпус шарнира выполнен с переходной поверхностью, сопрягающей внутреннюю и одну из торцевых поверхностей, на которой выполнены стопорные элементы (рифление) в произвольном количестве, имеющие выпуклые и вдавленные грани, при этом элементы могут продолжаться по прилегающим поверхностям, или как вариант, на торцевой поверхности корпуса шарнира со стороны формирования неразъемного соединения стопорные элементы (рифление) могут занимать собой частично или полностью площадь торцевой поверхности корпуса шарнира. Причем материал вкладыша после сборки частично или полностью занимает пространство этих элементов (Патент RU 157664 U1, МПК F16C 11/06, B60G 11/06, приоритет от 06.11.2014 г.).
Однако известная конструкция стойки стабилизатора поперечной устойчивости обладает рядом недостатков:
Недостаточная фиксация вкладыша от проворота в корпусе шарнира.
Стопорные элементы (рифление) в виде выпуклых и вдавленных граней, выполненные в произвольном количестве на переходной поверхности кольцевого корпуса, сопрягающей внутреннюю и одну из его торцевых поверхностей, имеют ограниченные размеры по глубине и высоте. Так, например, стопорные элементы (рифления), выполненные в виде углублений на внутренней цилиндрической поверхности кольцевого корпуса шарнира, незначительно влияют на фиксацию вкладыша от проворота в корпусе шарнира, более того, если данные элементы не имею выпуклых граней, они только понижают фиксацию.
Недостаточная жесткость деформированной части вкладыша, образующей неразъемное соединение шарнира также влияет на фиксацию вкладыша от проворота в корпусе шарнира и ресурс его работы в процессе эксплуатации в составе автомобиля. При движении автомобиля на шаровые шарниры стойки стабилизатора поперечной устойчивости через пальцы шаровые передаются линейные (радиальные, осевые) и поворачивающие нагрузки (вращающие моменты) заставляющие пальцы через сферическую головку поворачиваться, качаться и пытаться сдвинуться как в осевом, так и в радиальном направлении. При этом углы качания и вращения пальцев шаровых ограничены конструкцией подвески, а осевые и радиальные и перемещения конструкцией вкладышей. От воздействия внешней нагрузки при малой толщине деформированной части вкладыша возможна ее деформация, то есть периодические отклонения от контактной торцевой поверхности корпуса шарнира, при которых материал вкладыша, попавший при сборке в стопорные элементы (рифление), выходит из контакта с данными элементами. Постепенно износ наружной поверхности вкладыша и отсутствие фиксации вкладыша от проворота в корпусе шарнира приводят к осевому повороту вкладыша вместе с пальцем шаровым относительно корпуса шарнира. При периодическом повороте вкладыша относительно корпуса шарнира стопорные элементы (рифление) как фреза стачивают деформированную часть вкладыша, усиливая осевое его осевое перемещение и возможность поворота относительно корпуса шарнира. Так появляется осевое, радиальное биения в шарнире, в том числе даже если внутренняя поверхность вкладыша не изношена, и разрушение шарнира.
Повышенная трудоемкость выполнения корпуса с элементами, предотвращающими проворот вкладыша относительно корпуса.
Наличие элементов, имеющих выпуклые и вдавленные грани, продолжающиеся по прилегающим (торцевой и внутренней цилиндрической) поверхностям корпуса шарнира на исходной заготовке приводит к значительному увеличению стоимости исходной заготовки. Особенно это касается формирование выпуклых и вогнутых граней по всей длине на внутренней цилиндрической поверхности кольцевого корпуса шарнира.
Повышенный износ чехла в области возможного контакта боковых наружных поверхностей гофр, сопряженных радиальным кольцевым перегибом по меньшему наружному диаметру образующей гофры чехла в процессе эксплуатации шарнира.
Применение конструкции защитного чехла с радиальным расположением гофр, сопряженных радиальным кольцевым перегибом по меньшему наружному диаметру образующей гофры чехла при повышенных углах качания пальца относительно корпуса может привести к возникновению трения скольжения между соседними гофрами чехла, и как следствие, к повышенному износу и разрушению защитного чехла с потерей герметичности шарнира. Также при радиальном расположением гофр защитного чехла, даже при небольших углах качания пальца относительно корпуса, возможно смыкание соседних гофр с образованием локальных, замкнутых полостей в которых в процессе эксплуатации накапливаются абразивные частицы внешней среды (паль, песок и т. д.), что также увеличивает износ защитного чехла.
Разрушение чехла в следствии порыва или пробоя его образующей элементами внешней среды (низкая температура, мелкие камни, абразив, ветки, арматура и т. д.) или при обслуживании автомобиля. Чем больший объем в пространстве занимает защитный чехол, тем большая вероятность его разрушения.
Недостаточный ресурс работы шарнира в процессе его эксплуатации в составе автомобиля в результате потери герметичности шарнира, вызванной:
коррозией поверхности пальца шарового, особенно в области контактной горловины чехла. Под влиянием внешней среды коррозия, разрастаясь по поверхности пальца шарового со стороны резьбового участка и бурта, попадает под горловину чехла, разъедая контактную поверхность пальца с образованием ржавчины (дисперсных частиц гидроксида и оксида железа) и язвин. Наличие язвин и частиц гидроксида, при вращении пальца шарового относительно контактной горловины чехла, воздействует как абразив, истирая контактную уплотняющую поверхность горловины чехла;
коррозией уплотнительных колец, а также отсутствием, или недостаточным натягом, формируемым внутренним диаметрами и свойствами материалов колец при их сборке с чехлом защитным. Коррозия уплотнительных колец приводит к их разрушению, при этом, так же как при отсутствии или недостаточном натяге между уплотнительным кольцом и горловиной чехла в сборе с шаровым шарниром, снижается возможность уплотнительных горловин чехла удержать чехол в посадочных местах ответных деталей и обеспечить герметичность шарнира от разрушающих элементов внешней среды под внешним воздействием данных элементов (вода, грязь, мелкие камни, абразив, ветки, арматура и т. д.).
Таким образом, коррозия пальца шарового и уплотнительных колец открывают доступ элементам внешней среды (вода, пыль, песок, грязь и т. д.) под защитный чехол шарнира, что приводит к преждевременному износу элементов шарнира и выходу шарнира из строя.
Задачей полезной модели является создание конструкции стойки стабилизатора поперечной устойчивости, характеризующейся повышенными эксплуатационными свойствами и повышенной долговечностью при повышении технологичности сборки за счет:
улучшения фиксации вкладыша в корпусе шарнира и повышение жесткости деформированной части вкладыша, образующей неразъемное соединение шарнира;
повышение герметичности шарнира путем применения защитного чехла, занимающего минимальное пространство при качании пальца шарового относительно корпуса, исключающего контакт чехла с окружающими деталями, создание замкнутых полостей и трение между элементами гофр, улучшение герметичности чехла в областях горловин со стороны пальца шарового и вкладыша шарового шарнира;
обеспечивание герметичности шарнира путем повышения коррозионной стойкости элементов шарнира (пальца шарового, уплотнительных колец), и создание определенных натягов в контактных местах креплений защитного чехла с пальцем шаровым и вкладышем;
снижение трудоемкости выполнения корпуса с элементами, предотвращающими проворот вкладыша относительно корпуса.
Техническим результатом при использовании предложенной конструкции стойки стабилизатора является:
повышение эксплуатационных свойств, надежности, долговечности и технологичности изделия за счет исключения проворота вкладыша относительно корпуса шарнира при эксплуатации путем применения на корпусе шарнира специальных фиксирующих элементов, повышающих жесткость деформированной части вкладыша, образующей неразъемное соединение шарнира;
повышение герметичности и долговечности эксплуатации шарнира, путем применения защитного чехла, образующая боковую часть которого выполнена бочкообразной, либо цилиндрической формы, либо в форме усеченного конуса, причем на торцевой части образующей защитного чехла со стороны горловины, контактирующей с пальцем шаровым, выполнены концентрические гофры. Форма, положение и геометрические параметры гофр выполнены таким образом, что позволяют чехлу занимать меньшее пространство при качании пальца шарового относительно корпуса, тем самым исключая контакт чехла с окружающими деталями, создание замкнутых полостей и трение между элементами гофр. Герметизирующие кольцевые выступы на внутренних поверхностях горловин защитного чехла, создают области локального уплотнения, а наружные уплотняющие кромки защитного чехла, выполненные под углом к его оси, прикрывают места стыков защитного чехла и ответных деталей от попадания элементов внешней среды, в том числе и в шарнир. Палец шаровой выполнен с защитным антикоррозионным покрытием поверхности, за исключением поверхностей сферической головки и галтели, а уплотнительные кольца выполнены из пружинной стали с защитным антикоррозионным покрытием поверхности, или из нержавеющей стали, препятствуя появлению и распространению коррозии внутрь шарнира, обеспечивая его герметичность и повышая ресурс эксплуатации.
Технический результат при осуществлении предлагаемого решения достигается тем, что предложена конструкция стойки стабилизатора поперечной устойчивости передней подвески автомобиля, содержащая два шаровых шарнира стойки и соединительный элемент в виде стержня, соединенный с шарнирами посредством контактной сварки. А каждый из шарниров состоит: из корпуса, выполненного в виде кольца, имеющего внутреннюю, наружную и торцевые поверхности; вкладыша донной конструкции с внутренней сферической поверхностью и наружной поверхностью сложной формы, выполненного из полимерного композиционного материала, характеризующегося хорошим сопротивлением износу и высокими антифрикционными свойствами, образующего за счет деформируемой части неразъемное соединение с корпусом шарнира; шарового пальца, выполненного в виде стержня с резьбовым участком, буртом и галтелью, переходящей в сферическую головку, выполненную в виде усеченной сферы, установленную во вкладыш; защитного чехла, имеющего гофру, две герметизирующие горловины с наружными уплотняющими кромками, закрепленного в посадочных местах вкладыша и пальца шарового с применением комплекта уплотнительных колец, выполненных из стали.
На корпусе шарнира в области перехода внутренней цилиндрической в торцевую поверхность со стороны формирования с вкладышем неразъемного соединения, выполнены фиксирующие элементы в произвольном количестве, имеющие вдавленные и выпуклые грани, а материал вкладыша после сборки частично или полностью занимает пространство этих элементов. Причем фиксирующие элементы выполнены в виде радиально расположенных оттисков призм, в совокупности образующих кольцевой массив на торцевой поверхности и с выходом на внутреннюю поверхность корпуса. Каждый из фиксирующих элементов выполнен с постоянным профилем переменного сечения, а ребро каждого из фиксирующих элементов выполнено под острым углом к оси корпуса шарниры со стороны формирования с вкладышем неразъемного соединения.
В месте выхода фиксирующих элементов на внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса выполнен второй кольцевой массив с внутренним диаметром меньшим внутреннего диаметра цилиндрического отверстия корпуса, а сам кольцевой массив выполнен зубчатым, из фрагментов, полученных при формировании граней стопорных элементов в корпусе шарнира.
Защитный чехол выполнен с образующей боковую рабочую часть чехла бочкообразной, либо цилиндрической формы, либо в форме усеченного конуса, причем торцевая часть образующей защитного чехла со стороны горловины, контактирующей с пальцем шаровым, выполнена с концентрическими гофрами за счет двух кольцевых коаксиальных перегибов, оси которых совпадают с осью защитного чехла, а форма, положение и геометрические параметры гофр выполнены таким образом, что позволяют чехлу занимать меньшее пространство при качании пальца шарового относительно корпуса, тем самым исключают контакт чехла с окружающими деталями.
Герметизирующие горловины чехла со стороны контакта с пальцем шаровым и со стороны контакта с вкладышем выполнены с внутренними диаметрами, обеспечивающими при сборке с шарниром посадки с определенным натягом на шаровом пальце и вкладыше.
На внутренних поверхностях горловин защитного чехла выполнены последовательно расположенные герметизирующие кольцевые выступы и впадины, создающие области локального уплотнения. Оси кольцевых выступов и впадин совпадают с осью защитного чехла. А наружные уплотняющие кромки защитного чехла выполнены под углом к его оси симметрии.
Палец шаровой выполнен с защитным антикоррозионным покрытием поверхности, за исключением поверхностей сферической головки и галтели, а уплотнительные кольца выполнены из пружинной стали с защитным антикоррозионным покрытием поверхности, или из нержавеющей стали, в том числе и с декоративным (цветным) покрытием. Причем уплотнительные кольца выполнены с внутренними диаметрами, обеспечивающими сборку колец на горловины защитного чехла, предварительно собранного с шарниром, с определенным натягом.
Среди признаков, характеризующих предложенную конструкцию стойки стабилизатора поперечной устойчивости, существенными являются:
1. Фиксирующие элементы, имеющие выпуклые и вдавленные грани, выполнены на корпусе шарового шарнира в виде радиально расположенных оттисков призм, в совокупности образующих кольцевой массив на торцевой поверхности и с выходом на внутреннюю поверхность корпуса, а каждый из фиксирующих элементов выполнен с постоянным профилем переменного сечения, при этом ребро каждого из фиксирующих элементов выполнено под острым углом к оси корпуса шарниры со стороны формирования с вкладышем неразъемного соединения шарнира. Ось кольцевого массива совпадает с осью корпуса шарнира.
Предложенное конструктивное решение обеспечивает надежную фиксацию вкладыша в корпусе шарнира, исключая осевые, радиальные смещения и поворот вкладыша внутри шарнира. Оттиск материала вкладыша, сформированный внутри каждой полости фиксирующего элемента, выполняет функцию ребра жесткости, усиливая жесткость деформированной части вкладыша, препятствуя повороту и качанию вкладыша внутри корпуса шарнира.
2. В месте выхода фиксирующих элементов на внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса выполнен второй кольцевой массив с внутренним диаметром меньшим внутреннего диаметра цилиндрического отверстия корпуса, а сам кольцевой массив выполнен зубчатым, из фрагментов, полученных при формировании граней стопорных элементов в корпусе шарнира.  Ось зубчатого кольцевого массива совпадает с осью корпуса шарнира.
Предлагаемое конструктивное решение в совокупности с конструктивным решением по п.1 существенных признаков, характеризующих предложенную конструкцию стойки стабилизатора направлено на надежную фиксацию вкладыша в корпусе шарнира, исключая осевые, радиальные смещения и поворот вкладыша внутри шарнира. Кольцевой зубчатый массив выполнен в корпусе в области деформируемой части вкладыша, поэтому не мешает при сборке шарнира. Более того, после образования неразъемного соединения корпуса шарнира с вкладышем, зубчатый массив получается «замурованным» материалом вкладыша. Таким образом предлагаемая конструкция шарового шарнира повышает надежность и долговечность стойки стабилизатора в процессе эксплуатации, исключая проворот и разрушение вкладыша в корпусе в процессе эксплуатации.
3. Защитный чехол выполнен с образующей боковой рабочей частью чехла бочкообразной, либо цилиндрической формы, либо в форме усеченного конуса, причем торцевая часть образующей защитного чехла со стороны горловины, контактирующей с пальцем шаровым, выполнена с концентрическими гофрами за счет двух кольцевых коаксиальных перегибов, оси которых совпадают с осью защитного чехла.
Предложенная конструкция чехла защитного повышает надежность и долговечность стойки стабилизатора в процессе эксплуатации за счет улучшения герметичности шарнира. Форма, положение и геометрические параметры гофр выполнены таким образом, что позволяют чехлу при качании пальца шарового внутри шарнира работать в основном за счет гофр, без соприкосновения и трения поверхностей образующей рабочей часть чехла как между собой, так и с окружающими деталями, в том числе деталями шарового шарнира. В процессе работы гофры перекатываются относительно друг друга практически без скольжения. Предложенная конструкция чехла защитного за счет гофрам, расположенных концентрически, оси которых совпадают с осью защитного чехла, позволяет чехлу занимать меньшее пространство при качании пальца шарового относительно корпуса, тем самым исключая контакт чехла с окружающими деталями, создание замкнутых полостей и трение между элементами гофр.
4. Палец шаровой выполнен с защитным антикоррозионным покрытием поверхности, за исключением поверхностей сферической головки и галтели, а уплотнительные кольца выполнены из пружинной стали с защитным антикоррозионным покрытием поверхности, или из нержавеющей стали, в том числе и с декоративным (цветным) покрытием.
Предложенное конструктивное решение направлено на обеспечивание герметичности и долговечности эксплуатации шарового шарнира за счет снижения интенсивности появления и распространения коррозии, в том числе и внутрь шарнира. При этом снижается износ контактной поверхности горловины чехла со стороны пальца шарового, вероятность попадания элементов внешней среды, износа чехла и коррозии пальца шарового внутрь шарнира. Как следствие этого сохраняются рабочие свойства смазки, заложенной внутри шарнира, снижается износ внутренней сферической поверхности вкладыша, продляя ресурс работы шарового шарнира, а отсутствие антикоррозионного покрытия на сферической головке пальца шарового сохраняет все эксплуатационные свойства шарнира.
5. Герметизирующие горловины чехла со стороны контакта с пальцем шаровым и со стороны контакта с вкладышем, выполнены с внутренними диаметрами, обеспечивающими при сборке с шарниром посадки с определенным натягом на шаровом пальце и вкладыше.
Предложенное конструктивное решение направлено на обеспечивание герметичности шарового шарнира. Диаметры посадочных мест горловин защитного чехла выполнены с условием, чтобы до установки комплекта уплотнительных колец, обеспечить натяг, который препятствует свободному вращению чехла в посадочном месте вкладыша и обеспечить, без потери герметичности, вращение пальца шарового в посадочном месте второй горловины чехла.
6. На внутренних поверхностях горловин защитного чехла выполнены последовательно расположенные герметизирующие кольцевые выступы и впадины, оси которых совпадают с осью защитного чехла.
Предложенное конструктивное решение направлено на обеспечивание герметичности шарового шарнира. Последовательно расположенные герметизирующие кольцевые выступы и впадины создают области локального уплотнения горловин чехла в посадочных местах вкладыша и пальца шарового посредством целенаправленной концентрации повышенных контактных давлений в зонах их локализации на вершинах кольцевых выступов.
7. Уплотнительные кольца выполнены из пружинной стали с защитным антикоррозионным покрытием поверхности, или из нержавеющей стали.
Предложенное конструктивное решение направлено на обеспечивание герметичности шарового шарнира и повышение долговечности его эксплуатации. Изготовление уплотнительных колец с антикоррозионным покрытием или из нержавеющей стали сохраняет их упругие свойства, позволяющие достаточно надежно и длительный период плотно охватывать уплотнительные горловины чехла, удерживая чехол в посадочных местах ответных деталей и обеспечивая герметичность шарнира от разрушающих элементов внешней среды.
8. Уплотнительные кольца выполнены с внутренними диаметрами, обеспечивающими сборку колец на горловины защитного чехла, предварительно собранного с шарниром, с определенным натягом.
В совокупности с пунктами 3, 5, 6 и 7 данное конструктивное решение направлено на обеспечивание герметичности шарового шарнира и повышение долговечности его эксплуатации. После установки уплотнительных колец на горловины чехла предлагаемые решения позволяют повысить герметичность шарнира за счет создания более плотного и равномерного прилегание контактных поверхностей горловин чехла как по диаметру, так и по высоте посадочных мест ответных деталей. Установленные натяги и наличие локальных уплотнений контактных поверхностей горловин чехла, дополнительно усиленные натяжением витков колец, конструкцией и длиной образующей рабочей части чехла, включая гофры, исключают растяжения рабочей части чехла с образованием зазоров между внутренними поверхностями горловин и наружными поверхностями посадочных мест под чехол вкладыша и пальца шарового в процессе качания пальца шарового во всем рабочем диапазоне заданного угла качания, препятствуя попаданию в шарнир элементов внешней среды (пыль, абразив, грязь, влага и т. д.). При этом обеспечивается надежное крепление горловины чехла к вкладышу, без проворота чехла относительно корпуса шарнира, исключается скручивание чехла и обеспечивается, без потери герметичности, вращение пальца шарового в контактной горловине чехла защитного в сборе с шаровым шарниром.
9. Наружные уплотняющие кромки защитного чехла выполнены под углом к его оси симметрии.
Наружные уплотняющие кромки защитного чехла выполняют функцию первого барьера на пути попадания элементов внешней среды (пыль, абразив, грязь, влага и т. д.) в шаровой шарнир. Их расположение под углом к оси симметрии защитного чехла лучше обеспечивают герметизацию мест стыков чехла с ответными деталями, при этом не мешая повороту и качанию чехла защитного в сборе с шаровым шарниром, относительно ответной детали с закрепленным пальцем шаровым, где это необходимо.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, описывающими конкретный способ реализации заявляемой полезной модели на примере стойки стабилизатора поперечной устойчивости легкового автомобиля, где на фиг. 1 показан общий вид стойки стабилизатора поперечной устойчивости (разрез); на фиг. 2 - общий вид шарового шарнира в сборе (разрез); на фиг. 3 - общий вид корпуса шарового шарнира; на фиг. 4 - общий вид защитного чехла (разрез); на фиг. 5 - выносные виды А и Б фиг. 4; на фиг. 6 - выносные виды В и Г фиг. 2.
В данном случае стойка стабилизатора поперечной устойчивости (фиг. 1) содержит: два шаровых шарнира 1 стойки и соединительный элемент 2 в виде стержня произвольного сечения, соединенного с шарнирами посредством контактной сварки. Каждый из шаровых шарниров стойки 1 состоит из: корпуса шарнира 3, выполненного в виде кольца; пальца шарового 4 в виде стержня с резьбовым участком 4а, буртом 4б и галтелью 4в, переходящей в сферическую головку 4г, установленную во вкладыш 5; защитного чехла 6, закрепленного на вкладыше 5 и шаровом пальце 4; комплектом уплотнительных колец 7.
1
1
2
2
На фиг. 2 показан общий вид шарового шарнира в сборе с чехлом защитным и обозначены посадочные места для герметизирующих горловин чехла на пальце шаровом диаметром d, высотой h и вкладыше диаметром d и высотой h, а также выносные виды герметизирующих областей (фиг. 6).
При сборке шарового шарнира в пространство между шаровой головкой 4г пальца 4 и внутренней сферической поверхностью вкладыша 5 закладывается смазка.
Предложенное техническое решение работает следующим образом (фиг. 1, фиг. 2): на каждый из корпусов шаровых шарниров 1 выполняют фиксирующие элементы 8 посредством пластического деформирования, затем в каждый из корпусов шаровых шарниров 1, соединенных стержнем 2 посредством сварки, подают предварительного подсобранный вкладыш 5 с пальцем шаровым 4. Далее формируют неразъемное соединение вкладыша 5 и корпуса шарнира 3 за счет деформированной части вкладыша 5а со стороны донного участка. На подсобранный шаровой шарнир 1 надевают защитный чехол 6 и закрепляют его в посадочных местах вкладыша 5 и пальца шарового 4 уплотнительными кольцами 7.
На рисунке фиг. 3 показан общий вид корпуса шарового шарнира 3 на торцевой и внутренней поверхностях которого выполнены, посредством пластического деформирования, фиксирующие элементы 8, имеющие выпуклые и вдавленные грани, в виде радиально расположенных оттисков призм, в совокупности образующих кольцевой массив на торцевой поверхности 9 и с выходом на внутреннюю поверхность 10 корпуса. Каждый из фиксирующих элементов выполнен с постоянным профилем переменного сечения, при этом ребро 11 каждого из фиксирующих элементов выполнено под острым углом α к оси корпуса шарнира 3 со стороны формирования с вкладышем неразъемного соединения шарнира (фиг. 2 и фиг. 3). Ось кольцевого массива совпадает с осью корпуса шарнира 3.
1
0
В месте выхода фиксирующих элементов 8 на внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса 10 (фиг. 2 и фиг. 3) выполнен второй кольцевой массив 12 с внутренним диаметром D, меньшим внутреннего диаметра цилиндрического отверстия D корпуса 10, а сам внутренний кольцевой массив 12 выполнен зубчатым, как продолжение зубчатого массива стопорных элементов 8, из фрагментов, полученных при формировании граней 13 стопорных элементов 8 в корпусе 3 шарнира 1.  Ось зубчатого кольцевого массива совпадает с осью корпуса шарнира. При этом максимальная высота зубчатого кольцевого массива, в направлении оси шарнира, включает глубину впадин и высоту выступов, образованных при формировании фиксирующих элементов.  В радиальном направлении высота сектора зубчатого кольцевого массива включает высоту выступов, образованных при формировании граней 13 фиксирующих элементов 8.
2
3
На фиг. 4 показан общий вид защитного чехла 6 (фиг. 1) в свободном состоянии до сборки, образующая боковую рабочую часть 6а которого выполнена бочкообразной. Торцевая часть образующей защитного чехла со стороны горловины 6б, контактирующей с пальцем шаровым, выполнена с концентрическими гофрами 6в, за счет двух кольцевых коаксиальных перегибов, оси которых совпадают с осью защитного чехла. Форма, положение и геометрические параметры гофр выполнены таким образом, что позволяют чехлу занимать меньшее пространство при качании пальца шарового относительно корпуса, тем самым исключают контакт чехла с окружающими деталями. Герметизирующие горловины чехла со стороны контакта с пальцем шаровым (фиг. 4 и фиг. 5, выносной элемент А) и со стороны контакта с вкладышем (фиг. 4 и фиг. 5, выносной элемент Б), выполнены с внутренними диаметрами D и D, обеспечивающими при сборке с шарниром посадки с определенным натягом на шаровом пальце и вкладыше.
1
2
1
2
1
2
1
2
На выносных видах А и Б (фиг. 5) и рисунке фиг. 4 показаны: параметры высоты двух герметизирующих горловин чехла H и H; кольцевые выступы высотой С и С; углы наклона α и αуплотняющих кромок 6г и 6д; высоты двух посадочных мест для уплотнительных колец в горловинах чехла m со стороны пальца шарового и m со стороны вкладыша.
С целью реализации концепции обеспечения герметичности работающего шарового шарнира (фиг. 1 и фиг. 2), а именно динамического (подвижного) уплотнения горловины со стороны пальца шарового 4 и статического (неподвижного) уплотнения горловины со стороны вкладыша 5 необходимо обеспечить, без потери герметичности шарнира, что суммарная сила сопротивления вращению чехла 6 относительно пальца шарового 4, в области герметизирующей горловины со стороны пальца шарового 4, меньше, чем в области горловины со стороны вкладыша 5.
При установке горловин чехла в посадочные места ответных деталей, с гарантированным натягом, выполнено соблюдение следующих соотношений:
1. По посадочным диаметрам чехла защитного и ответных деталей:
1
2
для герметизирующей горловины чехла со стороны пальца шарового d-D˃0;
2
3
для герметизирующей горловины чехла со стороны вкладыша d-D˃0, при этом
1
2
2
3
(d-D)≤(d-D);
2. По высоте посадочных мест чехла защитного и ответных деталей:
2
2
1
1
h-H˃0 и h-H=0
3. Момент скручивания чехла в сборе с шаровым шарниром должен быть больше момента трения скольжения горловины чехла относительно контактной поверхности пальца шарового.
На выносных видах В и Г (фиг. 6) показаны области локального уплотнения в посадочных местах двух горловин чехла, параметры посадочных мест для уплотнительных колец в горловинах чехла защитного и параметры уплотнительных колец, а именно:
4
5
d и d- диаметры посадочных мест под уплотнительные кольца в горловинах чехла защитного 6, соответственно со стороны контакта горловины с пальцем шаровым 4 и со стороны контакта горловины с вкладышем 5, до сборки шарнира с уплотнительными кольцами;
4
5
D и D - внутренние диаметры уплотнительных колец 7 после прохождении оправки и установки в посадочные места горловин чехла защитного 6, соответственно со стороны контакта горловины с пальцем шаровым 4 и со стороны контакта горловины с вкладышем 5;
1
2
n и n - высоты уплотнительных колец, соответственно со стороны контакта горловины с пальцем шаровым 4 и со стороны контакта горловины с вкладышем 5.
Области локального уплотнения созданы за счет наличия чередующихся кольцевых выступов и впадин, гарантированных натягов в осадочных местах чехла и комплекта уплотнительных колец, путем частичной или полной деформации кольцевых выступов внутренних поверхностей горловин чехла защитного.
При установке на шаровой шарнир с чехлом 6 в сборе уплотнительных колец 7, с гарантированным натягом, выполнено соблюдение следующих соотношений:
1. По посадочным диаметрам кольца уплотнительного 7 и чехла защитного 6:
для герметизирующей горловины чехла со стороны пальца шарового
4
4
d-D˃0;
для герметизирующей горловины чехла со стороны вкладыша
5
5
d-D˃0.
2. По высоте посадочных мест чехла защитного и ответных деталей:
1
1
2
2
n-m≥0 и n-m≥0.
При сборке шарового шарнира (фиг. 1 и фиг. 2) в пространство между шаровой головкой 4г пальца 4 и внутренней сферической поверхностью вкладыша 5, а также в полость под защитный чехол 6 заложена пластичная смазка, обеспечивающая заданную работоспособность шарнира. Для снижения силы сопротивления вращению чехла защитного 6 относительно пальца шарового 4 допускается в контактную область горловины чехла со стороны пальца шарового 4 вносить дополнительно силиконовую смазку, а также использовать чехлы защитные, или их элементы, изготовленные из морозостойких марок резин, в том числе с повышенными антифрикционными свойствами.
Предлагаемая конструкция стойки стабилизатора поперечной устойчивости характеризуется повышенными эксплуатационными свойствами, повышенными надежностью, долговечностью и может быть изготовлена на стандартном оборудовании из известных материалов с использованием известных технологий.
Стойка стабилизатора поперечной устойчивости не подлежит обслуживанию и ремонту.
Данную конструкцию стойки стабилизатора поперечной устойчивости можно применять в конструкции подвески легковых автомобилей. Эксплуатация предложенной конструкции стойки стабилизатора поперечной устойчивости является традиционной и не требует изменений конструкции и компоновки системы подрессоривания современных легковых автомобилей.