ШАРНИРНОЕ УСТРОЙСТВО
SWIVEL

Изобретение относится к шарнирному устройству с выполненным в виде цапфы крепежным элементом для грузового транспортного средства по меньшей мере с одной балкой моста и одной опорой для нее согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Прежде всего, для грузовых транспортных средств (ГТС) известно, наряду с собственной несущей подвеской моста, которая воспринимает вертикально действующую силу тяжести моста, выполнение дополнительной опоры, которая включает в себя, например, отдельные, проходящие под углом рычаги или один треугольный рычаг, который своим верхним концом воздействует на установленную на выполненном в виде цапфы крепежном элементе шарнирную головку, а другим концом удерживается на продольных частях рамы шасси. Посредством этого такой треугольный рычаг может, например, перенимать боковое направление балки моста.
Выполнение многокомпонентного треугольного рычага описывается, например, в DE 10219708 А1.
Для того чтобы подобные рычаги или рычаги такого рода можно было подвижно опирать на балку моста, известен выполненный в виде цапфы крепежный элемент, который в смонтированном состоянии выходит вверх из балки моста, примерно в области его расширенной коробки дифференциала, и имеет шарнирную головку, на которую, в свою очередь, воздействует или воздействуют рычаг или рычаги. Зачастую этот крепежный элемент выполнен в виде кованой детали и в своей нижней части расширяется в виде фланца для того, чтобы посредством этого иметь возможность соединения с балкой моста, зачастую посредством резьбовых соединений. Это обычно кованая деталь, которую часто также называют цапфовый фланец, подвергается в режиме движения высокой нагрузке. Однако за счет расширения выполненный в виде фланца нижней части возникает сложная форма, при которой фланцевое расширение простирается приблизительно перпендикулярно относительно оси цапфы. Поэтому прохождение волокон в материале таким образом, чтобы они полностью проникали через деталь и не выходили в некоторых местах, в процессе ковки можно реализовать только очень сложно. Поэтому срок службы и запас прочности этой детали очень различен в зависимости от прохождения волокон. Поскольку неразрушающее испытание материала такой детали в отношении прохождения волокон невозможно, то в результате возникает неуверенность в отношении преждевременного выхода детали из строя.
Помимо, этого из US-A-6109630 известно транспортное средство с балкой моста, на которую через связанный с балкой моста, выходящий в виде цапфы крепежный элемент воздействует однокомпонентное опорное устройство. Наряду с выходящим в виде цапфы крепежным элементом, выполнен отдельный фланцевый элемент, который предусматривает возможность приложения силы на крепежный элемент в направлении балки моста.
В основу изобретения положена проблема достичь в данном случае улучшения.
Изобретение решает эту проблему за счет шарнирного устройства с выполненным в виде цапфы крепежным элементом для транспортного средства, прежде всего грузового транспортного средства, с признаками пункта 1 формулы изобретения. В отношении предпочтительных вариантов выполнения и усовершенствований изобретения приводится ссылка на дальнейшие пункты 2-8.
Благодаря изобретению сложность однокомпонентного крепежного элемента с его фланцеобразным расширением предотвращается за счет геометрического упрощения по меньшей мере до двух отдельных конструктивных элементов. В упрощенном таким образом крепежном элементе волокна могут проходить практически параллельно друг другу и поперек направления основной нагрузки.
Крепежный элемент для максимизации стабилизации предпочтительным образом также и в этом случае является кованой деталью, при этом за счет ее упрощенной геометрии минимизируется неуверенность в отношении прохождения волокон, а безаварийность и срок службы существенно улучшены.
К отдельному в таком варианте фланцевому элементу предъявляются только сравнительно низкие механические требования. Поэтому он также может быть выполнен из другого, не кованого материала.
В особо благоприятном случае крепежный элемент в виде кованой детали имеет по сравнению с его аксиальной протяженностью только небольшую протяженность в радиальном направлении, благодаря чему возникает примерно цилиндрическая форма, в которой волокна проходят рядом друг с другом и примерно параллельно.
Крепежному элементу не требуется собственный фланцевый участок, а предпочтительным образом только расширенная относительно части хвостовика нижняя часть, на которую является накладываемым с прижимом фланцевый элемент, например на ступень или наклонную поверхность нижней области. Фланцевый элемент может быть технологически просто выполнен по существу в форме пластины, и для хорошего соединения между крепежным элементом и балкой моста иметь центральное сквозное отверстие для крепежного элемента и одну окружающую сквозное отверстие ступенчато или конически расширяющуюся область контропоры для наложения с геометрическим замыканием на расширяющуюся нижнюю часть крепежного элемента. От доработки фланцевого элемента, как в случае кованых деталей, можно отказаться.
Прежде всего, предлагаемое многокомпонентное выполнение, с одной стороны, крепежного элемента, а с другой стороны, фланцевого элемента, позволяет подготовить ассортимент с комбинируемыми друг с другом крепежными и фланцевыми элементами, которые могут использоваться в зависимости от геометрии балки моста и/или воздействующей опоры. Например, за счет одинаковых фланцевых элементов могут удерживаться цапфы различного размера. Или на том же цапфовом элементе могут использоваться фланцы с различными размерами или геометрией отверстий - в зависимости от балки моста.
Дополнительно, крепежный элемент может иметь аксиальный канал, через который может быть установлен резьбовой элемент для стягивания цапфы с расположенным с верхней стороны шарниром для воздействия, например, треугольного рычага.
Несмотря на многокомпонентность, также с помощью изобретения вполне возможно, что выходящий крепежный элемент и фланцевый элемент собираются в устанавливаемый совместно конструктивный узел и, тем самым, являются совместно монтируемыми. Благодаря этому затраты на монтаж остаются низкими.
Другие преимущества и признаки изобретения следуют из представленных на чертежах и описанных ниже примеров осуществления предмета изобретения.
На чертежах показаны:
Фиг.1 перспективный и схематичный фрагмент грузового транспортного средства в области шарнирного устройства для соединения расширенной в области дифференциала балки моста, в данном случае заднего моста, с двумя V-образно сходящимися рычагами в качестве дополнительной опоры балки моста, на верхней стороне которой предусмотрен крепежный элемент для соединения с этой опорой,
Фиг.2 детальное изображение в частичном разрезе крепежного элемента и фланцевого элемента, а также их соединения с рычагами,
Фиг.3 представленные на фиг.2 детали в разобранном виде до их монтажа,
Фиг.4 увеличенное изображение соответственно разрезанного вдоль крепежного элемента и фланцевого элемента до их монтажа,
Фиг.5 подобное фиг.4 изображение после запрессовки деталей друг с другом для образования предварительного собранного узла,
Фиг.6 перспективное изображение крепежного элемента до и после его прессового соединения с фланцевым элементом по существу прямоугольной формы,
Фиг.7 перспективное изображение крепежного элемента согласно фиг.6 до и после его прессового соединения с фланцевым элементом по существу треугольной формы,
Фиг.8 увеличенное изображение второго варианта выполнения соответственно разрезанного вдоль крепежного элемента и фланцевого элемента до их монтажа,
Фиг.9 подобное фиг.8 изображение после запрессовки деталей друг с другом для образования предварительного собранного узла.
Показанное на фиг.1 в целом шарнирное устройство 1 включает в себя, среди всего прочего, два сходящихся под острым углом в устройстве треугольного рычага и V-образно в виде сверху рычага 2, 3, охватываемую ими на вершине треугольника шарнирную головку 4, которая на своем верхнем аксиальном конце выполненного в виде цапфы крепежного элемента 5 посредством проходящего через аксиальный канал 6 крепежного элемента болта 7 зафиксирована в ее положении, а также фланцевого элемента 8, который на расширенном участке 9 балки 10 моста зафиксирован, например, посредством резьбовых соединений 11 или других креплений. Детали этого устройства 1 можно увидеть также на фигурах 2 и 3.
Выполненный более или менее в форме пластины фланцевый элемент 8 в смонтированном положении согласно фиг.1 оказывает на расширенную нижнюю область 5а (или же во втором примере осуществления согласно фиг.8 на нижнюю область 5b) выполненного в виде цапфы крепежного элемента 5 направленную вниз, давящую на балку 10 моста силу.
В частности, фланцевый элемент 8 также имеет (см., например, фиг.6) центральное сквозное отверстие 12 для крепежного элемента, а также окружающую сквозное отверстие 12, ступенчатую (в качестве альтернативы возможно также конически расширяющееся вниз отверстие, как на фиг.8 и 9) область 13 контропоры для прижима к соответствующей контропоре 14 нижней области 5а крепежного элемента 5. Сочетание контропор 13, 14 с одной или несколькими ступенями можно хорошо увидеть, например, на фиг.2 с разрезом или фиг.5 для первого примера осуществления со ступенчатыми контропорами 13, 14.
На фиг.8 представлен альтернативный вариант, в котором край центрального сквозного отверстия 12 фланца 8 в качестве области 13а контропоры по контуру расширяется конически вниз, и может прижиматься к соответствующей, то есть также конически сужающейся контропоре 14а выполненной в данном случае альтернативным образом нижней области 5b крепежного элемента 5. Части 5 и 8 этого варианта представлены на фиг.9 в их собранном с силовым замыканием состоянии. Также и в данном случае за счет насаженного сверху фланца 8 возникает давящая аксиально вниз и фиксирующая по контуру сила.
Также возможна и комбинация ступенчатых контропор 13, 14 и конических контропор 13а, 14а, как и иные комбинации контропор с силовым и/или геометрическим замыканием. Вращательная симметрия при этом необязательна.
Механические требования к отдельному фланцевому элементу 8 в обоих примерах осуществления сравнительно низки, он может быть, например, выполнен также в виде литой детали или также из других, отличающихся от крепежного элемента 5 материалов. Например, также можно рассматривать простую сталь или стеклопласт.
Как можно увидеть в качестве примера на фиг.6 и 7 первого примера осуществления (это также было бы возможно и для второго примера осуществления), детали 5, 8 могут крепиться друг на друге еще до их монтажа по прессовой посадке без возможности прокручивания и, тем самым, образовывать предварительно собранный конструктивный элемент, который может крепиться точно также, как и обычная однокомпонентная шарнирная цапфа только за счет размещения резьбовых соединений 11 на балке 10 моста.
Под балкой 10 моста в данном случае, как видно на фиг.1, понимается любая наружная деталь или часть корпуса, которая включает в себя мост ходовой части. Здесь на центральном относительно поперечного направления транспортного средства участке балка 10 моста расширена для установки дифференциала. Этот расширенный участок служит для установления шарнирного устройства 1 так, что здесь могут быть соединены два опорных рычага 2, 3 даже в верхней части, например, несущих продольных частей рамы. Прежде всего, такая опора способствует хорошему боковому направлению моста.
Нижняя область 5а (или же 5b во втором примере осуществления) крепежного элемента 5 контактирует с балкой 10 моста, и посредством отдельного фланцевого элемента через резьбовые соединения 11 прикладывает к ней силу вниз в направлении балки 10 моста. На фиг.6 и 7 наглядно видно, что фланцевый элемент 8, даже несмотря на одинаковые крепежные элементы 5, может быть выполнен различным образом и иметь, например, треугольную форму с тремя или прямоугольную форму с четырьмя сквозными отверстиями.
Независимо от выполнения фланцевого элемента 8 крепежный элемент 5 может быть кованой деталью и при этом, поскольку упрощена только форма, также без повышения затрат иметь сплошное прохождение волокон без выхода волокон на некоторых участках и без возможности ослабления детали.
Такой боковой выход волокон предотвращается также за счет того, что согласно изобретению освобожденная от фланцевого участка кованая деталь по сравнению со своей аксиальной протяженностью требует только небольшой протяженности в радиальном направлении, то есть скорее приближается к цилиндрической форме. Ковка таких деталей существенно упрощена по сравнению с обычными цапфами с монолитно выполненным фланцевым участком. Поэтому также в результате ковки могут без особого ноу-хау изготавливаться предлагаемые крепежные элементы 5 хорошего качества.
Расширенная относительно области хвостовика нижняя часть 5а или же 5b по своему диаметру только сравнительно немного расширена и не должна иметь такую ширину для того, чтобы, например, через нее могли проходить отверстия крепежных болтов. Достаточно выполнения, например, одной или двух ступеней в качестве контропоры 14 для того, чтобы обеспечить тем самым возможность прижима и приложения силы на фланцевый элемент 8. Прежде всего, эта контропора 14 может быть выполнена обегающей посредством оси цапфы.
Наряду с упомянутыми различными фланцевыми элементами 8 для подобных крепежных элементов 5, также альтернативно различные крепежные элементы 5, например с различной длиной хвостовика, могут удерживаться одинаковыми фланцевыми элементами 8. В общем, тем самым для большой гибкости может быть предусмотрен ассортимента комбинируемых друг с другом крепежных элементов и фланцевых элементов, которые могут использоваться в зависимости от геометрии балки моста и/или воздействующей опоры и в зависимости требований.
Список ссылочных обозначений
1 Шарнирное устройство
2 Рычаг
3 Рычаг
4 Шарнирная головка
5 Крепежный элемент
5а, 5b Нижняя часть
6 Канал
7 Болт
8 Фланцевый элемент
9 Расширенный участок
10 Балка моста
11 Резьбовое соединение
12 Сквозное отверстие
13, 13а Контропора
14, 14а Контропора