Фланцевый узел шарнира карданного

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к конструкции шарниров карданных валов для транспортных средств.
Известен карданный шарнир, содержащий сборные вилки, состоящие из фланцев и съемных проушин, и крестовину с шипами, установленными в съемных проушинах посредством подшипников, съемные проушины каждой вилки установлены на фланцах вилок с возможностью перемещения в направлении продольной оси соответствующей пары противоположных шипов, при этом для фиксации взаимного сближения или удаления съемных проушин предусмотрен вспомогательный механизм (патент № RU 2215207, МПК F16D 3/26, опубл. 20.05.2003 г.).
Известен фланцевый захват, имеющий фланцевый элемент, содержащий продольную ось, две первые опорные поверхности, расположенные на первой торцевой стороне фланцевого элемента, на общей окружности вокруг продольной оси со смещением относительно друг друга на 180°, соединительную поверхность, расположенную на второй торцевой стороне фланцевого элемента, с которой фланцевый элемент способен соединяться посредством контрфланца с двумя опорными элементами, которые имеют опорное отверстие. Опорные отверстия обоих опорных элементов расположены соосно с общей осью отверстия, которая пересекает продольную ось под прямым углом. Имеются также вторая опорная поверхность, прилегающая к одной из первых опорных поверхностей фланцевого элемента, и два проходящих параллельно продольной оси глухих отверстия с внутренней резьбой, начинающихся от второй опорной поверхности. Каждому глухому соответствует одно, проходящее параллельно продольной оси сквозное отверстие во фланцевом элементе. Каждое сквозное отверстие, начинаясь от первой зажимной поверхности, выходит в одну из первых опорных поверхностей. Крепежные болты вставлены через сквозные отверстия и гайкой или головкой болта уперты в соответствующую первую зажимную поверхность и посажены в глухие отверстия (патент № RU 2248475, МПК F16D 3/40, опубл. 20.03.2005 г.).
Упомянутые конструкции сложны в изготовлении, причем имеют большую массу.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является фланцевый захват для универсального шарнира, содержащий две объединенные половины вилок, каждая из которых содержит базовый компонент и компонент подшипника. Объединенные половины вилки могут быть соединены форм-запирающим образом друг с другом в области их базового компонента с образованием фланца. Базовые компоненты имеют взаимно дополняющие зубья в области внешней окружности на их соединительной поверхности (патент № US 6540617, МПК F16D 3/38, опубл. 04.01.2003 г.).
Недостатками указанных конструкций карданных валов является большая масса вилок и невозможность уменьшить размер от оси крестовины до торца фланца с сохранением углов поворотов шарнира.
Была поставлена задача - повысить технологичность фланцевого узла шарнира карданного, обеспечивающую простоту изготовления и снижение массы шарнира карданного.
Технический результат совпадает с поставленной задачей и достигается за счет того, что во фланцевом узле шарнира карданного, содержащем первую и вторую половинки вилки, состоящие из базового и несущего компонентов, каждый базовый компонент имеет внешнюю окружность, его торцевая сторона имеет средство для передачи крутящего момента и центрирования в виде набора зубцов, выровненных в осевом направлении, каждый базовый элемент имеет форму, приближенную к кольцевому сегменту.
Центрирующие средства выполнены в виде шлицев. Торцевая сторона базового компонента выполнена с пазом, делящим поверхность на две части. Между частями торцевой стороны базового компонента по внешней окружности выполнена трапециевидная выемка. Шлицы, выполненные на одной части торцевой стороны, расположены под углом не более 90° к шлицам, выполненным на другой части торцевой стороны с направлением к центру, причем шлицы, выполненные на каждой части торцевой стороны базового компонента, расположены параллельно между собой. Базовый компонент выполнен с бобышками со сквозными отверстиями, расположенными с двух сторон от несущего компонента.
Новым признаком заявляемого технического решения является выполнение базового компонента в форме, приближенной к кольцевому сегменту, что позволяет закрепить базовые компоненты на присоединительном фланце с образованием между ними промежутка, а также образуется центральное сквозное отверстие, это обеспечивает простоту изготовления и снижение массы шарнира карданного в целом.
Такое выполнение фланцевого узла шарнира карданного с использованием и зависимых пунктов обеспечивает дополнительный технический результат, а именно - позволяет в шарнире карданном уменьшить расстояние от оси крестовины до присоединительного фланца с сохранением углов поворота шарнира.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения неизвестна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
фиг. 1 - шарнир карданный в сборе;
фиг. 2 - шарнир карданный в сборе без присоединительного фланца, вид справа;
фиг. 3 - половина вилки.
Шарнир карданный содержит фланцевый узел, представляющий собой вилку-фланец 1, вилку 2 с проушинами и хвостовиком, и крестовину 3 с подшипниками.
Вилка-фланец 1 фланцевого узла шарнира карданного содержит первую и вторую половинки 4 и 5 вилки.
Каждая половинка вилки состоит из базового и несущего компонентов 6 и 7.
Базовый компонент 6 имеет форму, приближенную к кольцевому сегменту с внешней окружностью. Торцевая сторона 8 базового компонента 6 выполнена с пазом 9, который делит ее на две части. Между частями торцевой стороны базового компонента 6 по внешней окружности выполнена трапециевидная выемка 10.
Торцевая сторона 8 имеет средство для передачи крутящего момента и центрирования в виде набора зубцов, выровненных в осевом направлении. Центрирующие средства выполнены в виде шлицев.
Шлицы, выполненные на каждой части торцевой стороны 8 базового компонента 6, расположены параллельно между собой, при этом шлицы одной части образуют со шлицами другой части угол менее 90°. В нашем случае этот угол составляет 70°.
На базовом компоненте 6 с двух сторон от несущего компонента 7 расположены бобышки 11, в которых выполнены сквозные отверстия 12 для стяжного элемента, предназначенного для крепления фланцевого элемента к присоединительному фланцу 14 посредством стяжных элементов в виде винтов.
Несущий компонент 7 выполнен с опорным отверстием 13 для установки подшипника, расположенного на шипах крестовины 3.
На торцевой поверхности присоединительного фланца 14 выполнены участки со шлицами, на которые крепятся части фланцевого элемента с образованием промежутка между частями, который имеет форму сегмента, стороны которого образуют угол более 90°. В нашем случае этот угол составляет 110°.
Такое расположение частей фланцевого узла обеспечивает наклон вилки с проушинами и хвостовиком на заданный угол за счет образовавшегося сегмента с заданным углом сторон. Кроме того, появилась возможность уменьшения размера от оси крестовины до торца присоединительного фланца 14 с сохранением углов поворотов шарнира.
Таким образом, использование вышеперечисленных признаков позволило достичь указанного технического результата, т.е. снижения массы шарнира карданного, а также уменьшения размера от оси крестовины до торца присоединительного фланца 14 с сохранением углов поворотов шарнира.
Фланцевый узел шарнира карданного может быть изготовлен на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.