Устройство, в частности, для упрощения монтажа вкладыша подшипника скольжения и его применение
DEVICE, IN PARTICULAR, FOR SIMPLIFICATION OF MOUNTING INSERT OF SLIDING BEARING, AND ITS USE

Изобретение относится к устройству, в частности, для упрощения монтажа вкладыша в постель компонента.
Двухдетальные подшипники скольжения перед установкой разделяются на два выполненных в виде полуколец вкладыша. Первый вкладыш устанавливается в постель компонента, например, шатуна или стойки подшипника. Второй вкладыш устанавливается в постель крышки компонента, например, крышки шатуна или крышки стойки подшипника. Устанавливаемый в подшипник вал вставляется во вкладыш в постели компонента. Затем крышка компонента размещается на компоненте и крепится к нему, например, с помощью болтов.
Как правило, вкладыши обладают так называемым распором. В результате диаметр вкладышей немного больше диаметра постелей, и при установке в постели происходит небольшая упругая деформация вкладышей. При установке вкладыши контактируют с (металлической) кромкой постели. При этом на обратной стороне вкладыша может соскоблиться материал. Соскобленный материал может попасть в подшипник скольжения или может быть зажат между вкладышем и постелью. В обоих случаях подшипник может выйти из строя, вызывая сопутствующие повреждения, например, вплоть до повреждения двигателя.
В основе данного изобретения лежит задача улучшить процесс монтажа вкладышей. В частности, должно быть предотвращено или по меньшей мере уменьшено стирание материала с обратной стороны подшипника скольжения при его установке в постель.
Поставленная задача достигается за счет устройства и применения этого устройства согласно независимым пунктам формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты осуществления изобретения перечислены в зависимых пунктах формулы изобретения и в описании.
В частности, данное устройство имеет вид устройства для упрощения монтажа подшипников скольжения. Данное устройство предназначено для монтажа вкладыша подшипника скольжения в постель компонента для транспортного средства, предпочтительно транспортного средства хозяйственного назначения. Компонентом может быть, в частности, часть стойки подшипника (например, нижняя часть или крышка) или часть шатуна (например, стержень шатуна или крышка шатуна). Устройство включает первую установочную область для разъемной установки устройства в компонент. Устройство включает первую опорную область для опоры вкладыша при установке вкладыша в постель компонента.
В частности, с установленным устройством опорная область выступает над наружной кромкой постели компонента. При установке в постель вкладыш имеет возможность скользить вдоль опорной области так, что вкладыш не соприкасается с кромкой постели. Это позволяет предотвратить соскабливание материала с обратной стороны вкладыша. Устройство может быть установлено на компонент простым способом с возможностью отсоединения.
Даже если в данном описании иногда указывается «первая» установочная область и «первая» опорная область, эта «первая» установочная область может быть единственной установочной областью устройства, а «первая» опорная область — единственной опорной областью устройства.
В предпочтительном примере осуществления изобретения первая установочная область и/или первая опорная область выполнена из полимерного материала и/или эластомерного материала. Это позволяет предусмотреть между устройством и вкладышем пару скольжения, предотвращающую соскабливание материала с обратной стороны вкладыша. Эта пара скольжения дополнительно может уменьшить монтажное усилие для установки вкладыша в постель, так как вкладыш может скользить по первой опорной области с небольшим сопротивлением. Дополнительно возможно предотвратить возможное повреждение компонента устройством. Это может быть важно, к примеру, для «колотых» или, соответственно, ломаных шатунов, так как в этом случае поверхности излома нельзя изменять.
В дополнительном предпочтительном примере осуществления изобретения первая установочная область и первая опорная область изготовлены как одно целое в виде одной детали. Благодаря этому устройство может быть изготовлено простым способом.
Предпочтительно, чтобы первая установочная область и первая опорная область вместе образовывали грибовидную форму.
В одном из примеров осуществления изобретения первая установочная область выполнена в виде (к примеру, цилиндрического) штифта для вставки в отверстие (например, отверстие под винт) компонента. В качестве альтернативы первая установочная область может быть выполнена в виде (например, цилиндрического) гнезда, в частности, гнезда для винта с целью насаживания на стержень винта компонента. Тем самым, первая установочная область может быть адаптирована к разным вариантам применения. В частности, уже имеющиеся элементы (например, винты или отверстия под винт) компонента или, соответственно, крышки компонента могут использоваться для соединения с первой установочной областью устройства. Следовательно, на компоненте и крышке компонента не нужно предусматривать отдельных элементов для установки устройства.
В дополнительном примере осуществления изобретения первая установочная область содержит сужающийся участок, на котором установочная область сужается. Сужающийся участок может облегчить установку устройства на компонент. Выполненную в виде штифта первую установочную область проще вставлять в отверстие компонента при наличии сужающегося участка. Выполненную в виде гнезда первую установочную область проще насаживать на стержень винта при наличии сужающегося участка.
В одном из вариантов осуществления изобретения первая опорная область прилегает к первой установочной области и/или первая опорная область продолжается от центральной оси, в частности, продольной оси устройства, радиально наружу.
В дополнительном варианте осуществления изобретения первая опорная область выполнена вращательно-симметрично относительно центральной оси первой опорной области. Это позволяет применять устройство независимо от угла его поворота вокруг центральной оси.
Объект обладает вращательной симметрией, если при повороте на любой угол вокруг оси объект воспроизводит сам себя.
В дополнительном варианте осуществления изобретения первая опорная область выполнена в виде контактной области скольжения, с которой соприкасается вкладыш при скольжении при установке для уменьшения истирания материала обратной стороны вкладыша.
В одном из вариантов осуществления изобретения устройство дополнительно включает одну, в частности, кольцеобразную и/или плоскую опорную поверхность для прилегания устройства к компоненту.
В дополнительном варианте осуществления изобретения первая опорная область содержит опорную поверхность и/или опорная поверхность примыкает к первой установочной области.
В одном из примеров осуществления изобретения устройство дополнительно включает область захвата для (ручного) захвата и направления устройства. В частности, область захвата может быть расположена с прилеганием к первой опорной области и/или противоположно первой установочной области.
В дополнительном примере осуществления изобретения устройство дополнительно включает вторую установочную область для установки устройства в другой компонент с постелью. В частности, вторая установочная область может отличаться от первой установочной области. В качестве альтернативы или дополнительно устройство включает вторую опорную область для опоры вкладыша при установке вкладыша в постель другого компонента. В частности, вторая опорная область может отличаться от первой опорной области. Тем самым, в одном устройстве можно комбинировать несколько случаев применения. Например, устройство с первой установочной областью может применяться на стойке коренного подшипника коленчатого вала, а со второй установочной областью — на шатуне.
В дополнительном варианте осуществления изобретения вторая установочная область расположена на противоположном первой установочной области конце устройства. В качестве альтернативы или дополнительно вторая опорная область и первая опорная область расположена между первой установочной областью и второй установочной областью.
Также возможно, чтобы диаметр (например, внутренний или наружный диаметр) выполненной в виде (например, цилиндрического) штифта или в виде (например, цилиндрического) гнезда первой установочной области отличался от диаметра выполненной в виде (например, цилиндрического) штифта или в виде (например, цилиндрического) гнезда второй установочной области. В качестве альтернативы или дополнительно первая опорная область и вторая опорная область выступают на разную длину.
В одном из вариантов осуществления изобретения устройство включает группу, в частности, одинаковых первых установочных областей. В качестве альтернативы или дополнительно устройство включает группу, в частности, одинаковых первых опорных областей для опоры группы вкладышей при установке группы вкладышей в группу постелей группы компонентов. Это позволит, к примеру, в условиях серийного монтажа одновременно или последовательно устанавливать несколько вкладышей в находящиеся рядом постели, причем устройство необходимо установить только однократно в начале монтажа.
В дополнительном варианте осуществления изобретения устройство включает продолговатое тело, в частности, планку или стержень. Группа первых установочных областей и/или группа первых опорных областей соединена с этим продолговатым телом, в частности, закреплена на продолговатом теле на заданном расстоянии друг от друга.
Изобретение также относится к применению устройства в соответствии с данным описанием при установке вкладыша в постель компонента.
Предпочтительно, чтобы применение предполагало установку устройства на компоненте посредством первой установочной области так, чтобы первая опорная область выступала над наружной кромкой постели. Применение включает установку первого вкладыша, в частности, первой части вкладыша в постель компонента, причем первый вкладыш опирается при установке на выступающую первую опорную область так, что первый вкладыш отстоит от наружной кромки постели компонента. Применение включает извлечение устройства после установки вкладыша в постель компонента.
В частности, вкладыш имеет возможность скользить в процессе установки вдоль первой опорной области.
Предпочтительно, чтобы первая опорная область могла выступать над наружной кромкой постели на величину в диапазоне меньше 2 %, в частности, в диапазоне от 0,5 % до 2 % диаметра подшипника постели. Например, первая опорная область может выступать над наружной кромкой постели больше чем на 0 мм и/или меньше чем на 5 мм. В частности, первая опорная область может выступать над наружной кромкой постели на величину в диапазоне от около 0,5 мм до около 2 мм.
В дополнительном варианте осуществления изобретения компонент содержит отверстие для крепежного элемента, в частности, отверстие под винт для установки крепежного элемента, в частности, болта крепления крышки, в частности, крышки стойки подшипника или крышки шатуна. В этом случае устройство может быть размещено на компоненте посредством первой установочной области, которая находится в отверстии для крепежного элемента или на крепежном элементе с возможностью отсоединения. Тем самым, устройство может быть размещено на таких элементах компонента и крышки компонента, которые и без того предназначены для крепления крышки компонента к компоненту.
В дополнительном примере осуществления изобретения применение предполагает установку устройства на крышку, в частности, на крышку стойки подшипника или на крышку шатуна для компонента посредством первой установочной области так, что первая опорная область выступает над наружной кромкой крышки. Применение дополнительно включает установку второго вкладыша, в частности, второй части вкладыша в постель крышки, причем второй вкладыш опирается на выступающую первую опорную область так, что второй вкладыш отстоит при установке от наружной кромки постели компонента. Применение дополнительно включает извлечение устройства после установки второго вкладыша в постель крышки и крепление крышки на компоненте. Тем самым, одно и то же устройство может быть использовано как для компонента, так и для крышки компонента. Тем не менее, также можно использовать разные устройства для компонента и крышки.
В частности, крышка содержит отверстие для крепежного элемента, в частности, отверстие под винт для установки крепежного элемента, в частности, болта крепления крышки к компоненту. Дополнительно устройство может быть размещено на крышке посредством первой установочной области, которая находится в отверстии для крепежного элемента или на крепежном элементе с возможностью отсоединения.
Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения можно комбинировать друг с другом в любом сочетании. Другие детали и преимущества данного изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На них показаны:
Фиг. 1  Вид сбоку устройства для упрощения монтажа подшипника скольжения по первому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 2 Вид сбоку части шатуна с частью вкладыша и устройства для упрощения монтажа по первому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 3 Подробный вид части шатуна, изображенного на фиг. 2;
Фиг. 4 Вид сбоку устройства для упрощения монтажа подшипника скольжения по второму варианту осуществления изобретения;
Фиг. 5 Вид сбоку устройства для упрощения монтажа подшипника скольжения по третьему варианту осуществления изобретения;
Фиг. 6 Вид в перспективе узла со стойками подшипников с устройством для упрощения монтажа подшипников скольжения по третьему варианту осуществления изобретения;
Фиг. 7 Вид в продольном разрезе устройства для упрощения монтажа подшипников скольжения по четвертому варианту осуществления изобретения; и
Фиг. 8 Вид сбоку крышки шатуна с устройством для упрощения монтажа подшипников скольжения в частичном разрезе по четвертому варианту осуществления изобретения.
Изображенные на фигурах варианты осуществления изобретения совпадают по меньшей мере частично, так что аналогичные или идентичные детали обозначены одинаковыми номерами позиций и в качестве пояснений к ним даются ссылки на описание других вариантов осуществления либо, соответственно, на другие фигуры во избежание повторений.
Сначала в описании будет даваться ссылка на фиг. 1–3. На фиг. 1 показано устройство 10 для упрощения монтажа подшипников скольжения. На фиг. 2 и 3 изображено устройство 10, установленное на компонент 12 с постелью 14 и вкладышем 16 при монтаже в постель 14. Устройство 10 здесь также называется устройством для монтажа вкладыша подшипника скольжения в постель компонента. Компонентом 12 может быть, к примеру, часть шатуна, как это изображено на фигурах, или часть стойки подшипника двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания может быть установлен, например, в транспортное средство хозяйственного назначения, например, автобус или грузовой автомобиль. Тем не менее, также существует возможность применения устройства 10 в любой другой машине, где используются разъемные подшипники скольжения.
Устройство 10 выполнено в виде продолговатого тела. Устройство 10 включает установочную область 18, опорную область 20 и область 22 захвата (см. фиг. 1).
Установочная область 18 и область 22 захвата располагаются на свободных концах устройства 10. Опорная область 20 находится между установочной областью 18 и областью 22 захвата. Установочная область 18 и опорная область 20 совместно образуют грибовидную форму. Установочная область 18, опорная область 20 и область 22 захвата изготовлены как одно целое, в виде одной детали. Тем не менее, устройство 10 также может быть выполнено из нескольких частей. Предпочтительно, чтобы устройство 10, в частности, опорная область 20 устройства 10 было выполнено из неабразивного материала, например, полимерного материала и/или эластомерного материала. Например, материал устройства 10, в частности, опорной области 20 устройства 10 может быть мягче (менее твердым), чем материал вкладыша 16.
Установочная область 18 выполнена для монтажа на компоненте 12 с постелью 14. В показанном варианте осуществления изобретения установочная область 18 выполнена в виде штифта. Установочная область 18 может быть вставлена в отверстие 24 под винт в компоненте 12 (см. фиг. 3) для размещения устройства 10 на компоненте 12. В частности, штифтообразная установочная область 18 соответствует отверстию 24 под винт, так что устройство 10 не имеет возможности перемещения в отверстии 24 под винт в вертикальном относительно центральной оси или, соответственно, продольной оси A направлении устройства 10. Иными словами, наружный диаметр установочной области 18, в основном, соответствует внутреннему диаметру отверстия 24 под винт. Отверстие 24 под винт может и без того присутствовать в компоненте 12 для крепления крышки (подшипника), например, крышки стойки подшипника или крышки шатуна для компонента 12. Тем самым, нет необходимости адаптировать компонент 12 для применения устройства 10.
Для упрощения вставки установочной области 18 в отверстие 24 под винт установочная область 18 может содержать сужающийся участок 26. На сужающемся участке 26 установочная область 18 сужается. Сужающийся участок 26 расположен на свободном конце установочной области 18. Сужающийся участок 26 может быть выполнен в виде фаски.
Опорная область 20 содержит примыкающую к установочной области 18 кольцеобразную опорную поверхность 32. Опорная поверхность 32 позволяет устройству 10 прилегать к контактной поверхности 30 компонента 12. Контактная поверхность 30 может быть ровной или неравномерной. Например, контактной поверхностью 30 может быть поверхность «колотого» или, соответственно ломаного шатуна.
Опорная область 20 предназначена для опоры вкладыша 16 при установке вкладыша 16 в постель 14 компонента 12. В показанном варианте осуществления изобретения опорная область 20 продолжается от центральной оси A радиально наружу. В установленном состоянии устройства 10 радиальный наружный участок опорной области 20 выступает над острой, в основном, прямолинейной наружной кромкой 28 постели 14. Наружная кромка 28 ограничивает постель 14 и контактную поверхность 30 компонента 12.
Выступание опорной области 20 над наружной кромкой 28 приводит к тому, что вкладыш 16 при установке в постель 14 не касается наружной кромки 28. В частности, перед монтажом вкладыш 16 обладает так называемым распором, так что расстояние между свободными концами вкладыша 16 больше внутреннего диаметра постели 14. При установке в постель 14 свободные концы вкладыша 16 подвергаются упругой деформации друг относительно друга. В частности, первый свободный конец 34 вкладыша 16 прикладывается к наружной кромке 36 постели 14, противоположной наружной кромке 28. Вкладыш 16 укладывается в постель 14 поворотом. Второй конец 38 вкладыша 16 соприкасается с опорной областью 20. Второй конец 38 направляется вдоль (мягкой) опорной области 20 и не соприкасается с наружной кромкой 28. В результате отсутствуют задиры и не происходит соскабливания материала с вкладыша 16 в процессе установки. Пара скольжения из металла вкладыша 16 и полимера/эластомера устройства 10 обеспечивает хорошее взаимное скольжение. Уменьшается монтажное усилие. В итоге второй конец 38 вкладыша 16 проходит опорную область 20 и вкладыш 16 защелкивается в месте установки в постели 14.
Также, к примеру, можно использовать два устройства 10 с двух сторон постели 14. В этом случае вкладыш 16 может быть задвинут в постель 14 между соответствующими опорными областями 20 двух устройств 10.
Опорная область 20 может выступать над наружной кромкой 28 на величину, равную 0,5 мм, или более. В частности, опорная область 20 может обладать такими размерами, что она выступает над наружной кромкой 28 на величину в диапазоне от около 0,5 мм до около 2 мм. Это позволяет эффективно предотвратить истирание вкладыша 16 о наружную кромку 28.
Устройство 10 также может аналогичным образом использоваться для монтажа вкладыша в крышку компонента 12. В этом случае крышка может быть смонтирована вместе с установленным вкладышем на компоненте 12 с установленным вкладышем 16, в частности, с помощью вставленного в отверстие 24 винта.
Опорная область 20 выполнена вращательно-симметрично относительно центральной оси A. Благодаря этому устройство 10 может устанавливаться в отверстие 24 под винт с любым углом поворота вокруг центральной оси A. Выступание опорной области 20 над наружной кромкой 28 остается таким же.
С помощью области 22 захвата устройство 10 можно брать руками и перемещать его. Тем самым, устройство 10 может быть простым способом установлено на компоненте 12 и снято с компонента 12. Область 22 захвата выполнена заодно с опорной областью 20.
На фиг. 4 изображен второй пример осуществления устройства. Устройство 110, показанное на фиг. 4, включает установочную область 18, опорную область 20 и область 22 захвата, как и устройство 10, показанное на фиг. 1–3.
Дополнительно устройство 110 включает вторую установочную область 118 и вторую опорную область 120. Установочные области 18, 118 расположены на противоположных концах устройства 110. Опорные области 20, 120 расположены между установочными областями 18, 118.
Благодаря наличию двух установочных областей 18, 118 и двух опорных областей 20, 120 устройство 110 может быть использовано для вкладышей двух разных компонентов. Например, установочная область 18 может соответствовать отверстию 24 в части шатуна согласно фиг. 2 и 3. Установочная область 118 может соответствовать другому отверстию, например, отверстию в стойке коренного подшипника коленчатого вала. Тем самым, устройство 110 можно использовать для двух случаев.
В принципе, можно предусмотреть устройство, которое обеспечивает возможность его использования в n-ом количестве случаев при наличии n разных установочных областей и/или опорных областей, причем n может быть целым натуральным числом.
Вторая установочная область 118 может содержать, например, сужающийся участок 126, выполненный в виде фаски. Вторая опорная область 120 может содержать кольцеобразную опорную поверхность 132 по аналогии с опорной поверхностью 32 первой опорной области 20.
На фиг. 4 и 5 показан третий пример осуществления устройства. Устройство 210, изображенное на фиг. 4 и фиг. 5, включает группу устройств 10 и одно продолговатое тело 240.
В частности, устройства 10 закреплены вдоль продолговатого тела 240, например, планки на заданном расстоянии друг от друга на продолговатом теле 240. Устройство 210 выполнено таким образом, что установочные области 18 устройства 10 могут быть размещены на расположенных друг рядом с другом компонентах 212, к примеру, на деталях стойки подшипников. Тем самым, устройство 210 достаточно установить один раз, чтобы впоследствии вставить несколько вкладышей в компоненты 212.
Например, в устройстве 210 можно комбинировать от двух до шести устройств 10. Также можно комбинировать, например, несколько устройств 110 (см. фиг. 4) друг с другом.
Устройство 210 кроме установочных областей устройства 10 может включать дополнительные установочные области, расположенные, к примеру, на противоположных концах устройства 210.
На фиг. 7 и 8 показан четвертый пример осуществления устройства. Устройство 310, изображенное на фиг. 7 и фиг. 8, включает установочную область 318, опорную область 320 и область 322 захвата.
Опорная область 320 и область 322 захвата окружают установочную область 318. Опорная область 320 и область 322 захвата могут быть выполнены, например, по аналогии с опорной областью 20 и областью 22 захвата (см. фиг. 1–3), описанными выше.
Установочная область 318 выполнена в виде гнезда, в частности, в виде глухого отверстия. С помощью установочной области 318 устройство 310 можно насадить, например, на стержень предварительно смонтированного болта 342. Например, болт 342 может быть предварительно смонтирован на компоненте 312 для соединения выполненного в виде крышки шатуна компонента 312 с выполненным в виде шатуна компонентом 12 (см. фиг. 2 и 3) перед установкой вкладыша 316 в постель 314 компонента 312. Для упрощения насаживания на болт 342 установочная область 318 может содержать сужающуюся область 336, которая расширяется в направлении отверстия установочной области 318. За счет опорной поверхности 332 устройство 310 может прилегать к компоненту 312.
Данное изобретение не ограничивается предпочтительными примерами осуществления, которые были описаны выше. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также будет использована идея данного изобретения, и поэтому такие варианты будут входить в пределы правовой охраны. В частности, данное изобретение претендует на защиту предмета и признаков из зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от отсылки к соответствующим пунктам формулы. В частности, признаки независимого пункта 1 формулы изобретения могут быть раскрыты независимо друг от друга. Дополнительно признаки зависимых пунктов формулы изобретения раскрываются независимо от всех признаков независимого пункта 1 и, к примеру, независимо от признаков касательно наличия и/или конфигурации установочной области и опорной области из независимого пункта 1.
Список номеров позиций
A  Центральная ось
10 Устройство (устройство для монтажа вкладыша подшипника скольжения)
12 Компонент
14 Постель
16 Вкладыш
18 (Первая) установочная область
20 (Первая) опорная область
22 Область захвата
24 Отверстие под винт
26 Сужающийся участок
28 Наружная кромка
30 Контактная поверхность
32 Опорная поверхность
34 Первый конец
36 Наружная кромка
38 Второй конец
110 Устройство
118 Вторая установочная область
120 Вторая опорная область
126 Сужающийся участок
132 Вторая опорная поверхность
210 Устройство
212 Компонент
240 Продолговатое тело
310 Устройство
312 Компонент
314 Постель
318  Установочная область
320 Опорная область
322 Область захвата
332 Опорная поверхность
342 Болт