ШАРОВОЙ ШАРНИР КАК УЗЕЛ ЗАЦЕПЛЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТА ПРИВОДА СИСТЕМЫ БЛОКИРОВКИ
BALL JOINT AS ENGAGEMENT UNIT FOR LOCKING SYSTEM DRIVE ELEMENT

Изобретение относится к шаровому шарниру как узлу зацепления для элемента привода и системы блокировки. Шаровой шарнир и система блокировки используются, в частности, для дверей автомобиля, приводимых в действие с помощью электропривода.
Дверцы автомобиля, такие, например, как двери или задние откидные двери, известны из предшествующего уровня техники. Известны также системы блокировки с электрическим приводом, обеспечивающие открытие и закрытие дверей автомобиля для повышения комфорта управления транспортным средством. В частности, используются системы натяжки троса, с помощью которого двери автомобиля могут перемещаться из запертого положения в открытое и наоборот. Соответствующая система блокировки, например, раскрыта в документе EP 1905629 A2.
При такой системе блокировки два кабеля идут главным образом параллельно по крайней мере одному направляющему рельсу дверцы автомобиля, предпочтительно двери на роликах в пазах кузова транспортного средства. С этой целью система блокировки может включать соответствующие направляющие поверхности и/или натяжные ролики. Один конец двух кабелей кабельного привода в каждом случае прикреплен к дверце автомобиля. Кабельные концы прикрепляются к дверце автомобиля при помощи мест закрепления, чтобы прочно закрепить кабельные концы. Противоположные концы обоих кабелей соединены с приводом. С помощью этой системы блокировки дверца автомобиля может открываться и закрываться. Во время движения при закрытии двери на роликах в пазах эта дверь сначала перемещается параллельно продольной оси кузова автомобиля вдоль по крайней мере одного направляющего рельса, а затем поворачивается в дверной проем кузова автомобиля прежде, чем достигнуть положения закрытия.
Во время этого поворотного движения, когда дверца автомобиля прижимается к дверным уплотнениям, иногда возникает проблема с местами закрепления, поскольку механическое соединение может стать (частично) нарушенным, если оно подверглось значительным усилиям на растяжение и, таким образом, потребует восстановления системы блокировки. Также стало очевидно, что изменение положения кабелей во время движения открытия/закрытия может вызывать нежелательные шумы.
Поэтому перед изобретением ставится задача, по крайней мере, частично решить очевидную из предшествующего уровня техники проблему и обеспечить, в частности, чтобы шаровой шарнир как узел зацепления для элемента привода представлял бы собой чрезвычайно высокую степень надежности и его можно было бы также бесшумно поворачивать.
Эти задачи решаются путем применения шарового шарнира в качестве узла зацепления для элемента привода согласно отличительным признакам, изложенным в пункте 1 формулы изобретения. Другие преимущественные варианты осуществления шаровых шарниров представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы. Необходимо отметить, что отдельные особенности, раскрытые в зависимых пунктах формулы, могут быть объединены любым технически разумным способом и они могут определять дальнейшие варианты осуществления изобретения. Особенности, раскрытые в пунктах формулы, также описываются и объясняются при изложении других преимущественных вариантов осуществления раскрываемого изобретения.
Шаровой шарнир как узел зацепления для элемента двигателя включает шаровую головку и гнездо с опорным отверстием; с шаровой головкой, имеющей шип для ограничения поворота шаровой головки в опорном отверстии, где шаровая головка вместе с шипом по крайней мере частично располагаются в опорном отверстии, в котором также находится по меньшей мере один амортизирующий элемент для того, чтобы избежать контакта шипа с гнездом во время поворота шаровой головки.
Шаровой шарнир служит узлом зацепления или опорной точкой/инсталляционной точкой для элемента привода, которым является, в частности, натяжной трос блокировочной системы или тяги привода управления других подвижных компонентов дверцы автомобиля, таких как исполнительный механизм замка. Элемент привода двигателя, в частности, крепится к шаровому шарниру таким способом, чтобы тяговые усилия, например, привода могли быть введены в шаровой шарнир через элемент привода. С этой целью шаровой шарнир имеет шаровую головку, к которой предпочтительно крепится элемент привода, а также гнездо для шаровой головки, которое может крепиться, например, к дверце автомобиля. Для этого шаровая головка с возможностью поворота (по крайней мере частично) располагается в опорном отверстии гнезда. Чтобы шаровая головка и гнездо обладали надлежащей износостойкостью, предпочтительно, чтобы они были сделаны из металла. Желательно, чтобы диаметр шара шаровой головки был от 4 мм до 20 мм [миллиметры], а предпочтительно от 5 мм до 16 мм.
Шаровая головка также содержит (по меньшей мере) один шип, который предпочтительно представляет собой цилиндрический или квадратный выступ, выходящий из сферической поверхности шаровой головки. Диаметр шипа - предпочтительно от 1 мм до 6 мм [миллиметры], а особенно предпочтительно - от 2 мм до 4 мм. Шаровая головка и шип предпочтительно представляют собой единое целое. Шип и шаровая головка по крайней мере частично находятся в опорном отверстии гнезда, ограничивая поворот шаровой головки в опорном отверстии. Это означает, в частности, что угол вертикального отклонения в шарнире, на который может поворачиваться продольная ось шаровой головки относительно центральной оси опорного отверстия, ограничивается шипом (механический или контактный стопор). Необходимо отметить, что продольной осью является ось симметрии шаровой головки. Максимальный угол вертикального отклонения в шарнире должен быть от 5° до 40°, а предпочтительно от 8° до 20°. Иначе говоря, шип блокирует шаровую головку, препятствуя ее дальнейшему повороту при достижении определенного угла вертикального отклонения в шарнире. Кроме того, предпочтительно, чтобы шип существенно не препятствовал бы вращению шаровой головки вокруг ее продольной оси. Это обеспечивается с помощью шипа, ограничивающего поворот шаровой головки во время нормального функционирования, когда избыточным поворотом шаровая головка не может быть выдернута из опорного отверстия. Чтобы уменьшить или даже полностью устранить нежелательные шумы, производимые шаровым шарниром, не должно быть никакого непосредственного контакта между шипом и гнездом. Поэтому по крайней мере один амортизирующий элемент встраивается в опорное отверстие. Этот (по меньшей мере один) амортизирующий элемент может, например, (по крайней мере частично) прикрывать опорное отверстие и/или шип. Предпочтительно, чтобы амортизирующий элемент был изготовлен из материала, более мягкого, чем материал шипа шаровой головки и/или гнезда.
Предпочтительно, чтобы по крайней мере один амортизирующий элемент, хотя бы частично, изготавливался из пластмассы или резины. Такая конструкция амортизирующего элемента способствует достижению особенно хорошего шумового демпфирования.
Также целесообразно, чтобы по крайней мере один амортизирующий элемент располагался на шипе. Это означает, например, что по крайней мере один амортизирующий элемент по крайней мере частично прикреплялся к одной поверхности шипа. В частности, это может, например, также быть покрытием поверхности шипа.
Целесообразно также, чтобы по меньшей мере один амортизирующий элемент имел бы форму цилиндра с центральной осью опорного отверстия, которая соосна оси вращения по крайней мере одного амортизирующего элемента. Такая конструкция облегчает, в частности, сборку по крайней мере одного (отдельного) амортизирующего элемента в опорном отверстии. Центральная ось опорного отверстия может, например, быть осью канала опорного отверстия.
Предпочтительно, чтобы по крайней мере один амортизирующий элемент был неподвижно закреплен в опорном отверстии посредством прессовой посадки. Это гарантирует, что по крайней мере один (отдельный) амортизирующий элемент не может существенно изменить свое положение в опорном отверстии.
Целесообразно также, чтобы по крайней мере один амортизирующий элемент имел уступ и этот уступ поддерживал бы по крайней мере один амортизирующий элемент в первом направлении, параллельном оси вращения относительно гнезда. Уступом, в частности, является изменение в диаметре на внешней поверхности по крайней мере одного амортизирующего элемента..
В последующем варианте осуществления изобретения по крайней мере один амортизирующий элемент содержит по меньшей мере один зацеп с защелкой, обеспечивающей крепление по крайней мере одного амортизирующего элемента во втором направлении, параллельном оси вращения относительно гнезда. С этим по крайней мере одним зацепом по крайней мере один амортизирующий элемент особенно легко встраивается в опорное отверстие гнезда. Предпочтительно, чтобы предусматривался кольцеобразный зацеп (выступ) или зацепы по всей окружности.
Особенно полезна конструкция, в которой по крайней мере на амортизирующем элементе располагается направляющая зона для шаровой головки. Это означает, в частности, что своей внешней сферической поверхностью шаровая головка упирается по крайней мере частично в амортизирующий элемент, что приводит к точной и малошумящей ориентации по крайней мере одной шаровой головки в опорном отверстии конструкции. Поэтому предпочтительно, чтобы направляющая поверхность, хотя бы частично, была сферической (подобно шаровой головке).
Согласно еще одной особенности изобретения предлагается также система запора для дверцы автомашины, включающая по крайней мере один элемент привода, прикрепленный по меньшей мере к одному шаровому шарниру изобретения, в котором по крайней мере один элемент привода может приводиться в движение исполнительным механизмом.
Что касается общей конструкции системы блокировки, то делается ссылка, в частности, на вышеупомянутый документ EP 1905629 A2, содержащий подробное описание приводного блока, натяжения тросов и операции по открытию и закрытию.
Кроме того, предлагается, чтобы автомобиль содержал по меньшей мере одну дверцу с системой блокировки согласно изобретению.
Изобретение и технические детали более подробно объясняются ниже со ссылками на чертежи. Необходимо отметить, что на чертежах изображены особенно предпочтительные варианты осуществления изобретения, однако данное изобретение не ограничивается только ими. Схематические диаграммы демонстрируют:
ФИГ. 1 - вид шарового шарнира в разрезе;
ФИГ. 2 - автомобиль с системой блокировки согласно изобретению.
На ФИГ. 1 изображен шаровой шарнир 1, включающий шаровую головку 2, находящуюся в опорном отверстии 4 гнезда 3. Шаровая головка 2 шарового шарнира 1 также содержит шип 5, имеющий высоту 27, выступающий из сферической поверхности 23 шаровой головки 2 в направлении продольной оси 18, имеющей диаметр сферы 25. В одном варианте осуществления изобретения шип 5 имеет цилиндрическую форму с диаметром шипа 26 и поверхностью 15. Опорное отверстие 4 гнезда 3 также содержит амортизирующий элемент 6, чей поперечный разрез показан заштрихованными линиями. Амортизирующий элемент 6 также имеет трубчатую форму и имеет ось вращения 8, которая соосна центральной оси 7 опорного отверстия 4 и продольной оси 18 шаровой головки 2, когда шаровая головка 2 находится в нейтральном положении, как показано на ФИГ. 1. Амортизирующий элемент 6 на своей наружной поверхности имеет уступ 10, на котором амортизирующий элемент 6 удерживается в первом направлении 11 относительно гнезда 3. В этом варианте осуществления изобретения амортизирующий элемент 6 вытянут в первом направлении 11 (параллельном центральной оси 7 и оси вращения 8), исходящем из гнезда 3, образуя на торцевой поверхности 28 зацепку 13, закрепляющую амортизирующий элемент 6 во втором направлении 12 (параллельном центральной оси 7 и оси вращения 8) относительно гнезда 3. Шаровая головка 2 может поворачиваться в опорном отверстии 4 гнезда 3 так, чтобы продольная ось 18 шаровой головки 2 образовала бы угол с центральной осью 7 опорного отверстия 4, когда поворот шаровой головки 2 выводит ее из своего нейтрального положения. Однако этот поворот блокируется шипом 5 в момент, когда шип 5 вступает в соприкосновение с амортизирующим элементом 6. Шаровая головка 2 может также вращаться вокруг своей продольной оси 18 в опорном отверстии 4 гнезда 3. Чтобы предотвратить выпадение шаровой головки 2 из опорного отверстия 4 гнезда 3, в опорном отверстии 4 также предусматривается кольцо 14. Это кольцо 14 блокирует перемещение шаровой головки 2 вдоль второго направления 12. В первом направлении 11 поверхность шара 23 шаровой головки 2 также удерживается на направляющей поверхности 21 амортизирующего элемента 6. Элемент привода 16, изображенный в этом варианте осуществления изобретения как трос натяжки троса, также прикреплен к шаровой головке 2 шарового шарнира 1.
На ФИГ. 2 изображен (схематично обозначенный) автомобиль 20 с системой блокировки 22, включающей шаровой шарнир 1, изображенный на ФИГ. 1, элемент привода 16 и исполнительный механизм 19. Шаровой шарнир 1 прикреплен к направляющей дверцы автомобиля 17 так, чтобы с помощью системы блокировки 22 откидная створка автомобиля 17 могла перемещаться вдоль рельса 24, прикрепленного к автомобилю 20.
Шаровой шарнир согласно изобретению позволяет надежное и малошумное автоматическое открытие дверей автомобиля даже при применении значительной силы.
Перечень ссылочных позиций
1 - шаровой шарнир
2 - шаровая головка
3 - гнездо
4 - опорное отверстие
5 - шип
6 - амортизирующий элемент
7 - центральная ось
8 - ось вращения
9 - внешняя поверхность
10 - уступ
11 - первое направление
12 - второе направление
13 - зацеп
14 - кольцо
15 - поверхность
16 - элемент привода
17 - дверца автомобиля
18 - продольная ось
19 - исполнительный механизм
20 - автомобиль
21 - направляющая поверхность
22 - система блокировки
23 - сферическая поверхность
24 - рельс
25 - диаметр шара
26 - диаметр шипа
27 - высота
28 - торец