ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ВАЛ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ С КОМПЕНСАТОРАМИ

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно, к рулевому промежуточному валу автомобиля Toyota Land Cruiser 200.
В автомобиле Toyota Land Cruiser 200 при движении по неровной дороге с шагом неровностей около 0,2 м со скоростью 10…15 км/ч в рулевой колонке возникают стуки, влияющие на акустический комфорт автомобиля. Стуки в рулевом управлении связаны с перемещением нижнего конца вала рулевой колонки при возникновении динамических радиальных нагрузок, приводящих к возникновению биений в шлицевом зазоре между валом (противоположном его конце) и втулкой и обусловлены конструкцией рулевой колонки автомобиля. Вследствие разброса характеристик и параметров деталей в пределах допусков, при замене рулевой колонки возможно некоторое снижение вероятности появления стуков, особенно на период приработки ее деталей. Стоимость замены рулевой колонки составляет около 60000 рублей, что само по себе не оправдывается, т.к. стук в рулевой колонке через некоторое время появляется снова.
Известен телескопический рулевой вал, например, для автомобиля, содержащий две трубчатые цилиндрические части, поступательно перемещающиеся одна в другой, снабженные шлицами. Люфт между обеими частями вала устраняется при помощи пластины, вырезанной на одной из частей рулевого вала и радиально деформированной в направлении другой части вала, для прижатия обеих частей между собой (Патент Франции №2701914, 5 МПК B62D 1/19).
Недостатком конструкции является то, что конструкция сложна в изготовлении, в процессе эксплуатации при износе пластина перестает поджимать обе части вала между собой, из-за чего возможно возникновение люфта.
Известна также смещаемая аксиально без зазора рулевая колонка, содержащая два телескопических вала, внутренний шестигранный вал скользит в соответствующем отверстии наружного вала, и устройство, соединенное с первым и вторым валами для того, чтобы вызывать поворот и фрикционное зацепление одного из них относительно другого, для устранения торсионного зазора (Патент США №3318170).
Недостатком указанной конструкции является сложность изготовления, наличие большого числа деталей, большие габариты.
Известен рулевой вал с устройством для устранения люфта, содержащий телескопически связанные первый и второй валы, при этом первый вал снабжен шлицами, расположенными продольно снаружи, а второй - ответными внутренними шлицами, пружину, охватывающую второй вал, и нагруженные пружиной шарики, размещенные в радиальных каналах второго вала, указанная пружина является кольцевой и действует на шарики в радиальном направлении, прижимая их к первому валу. Пружина устанавливается в проточке второго вала. Провороту пружины в проточке препятствует усик, заходящий в паз на втором вале. На первом вале шлиц, к которому прижимаются нагруженные пружиной шарики, срезан (RU 113708 U1).
Недостатком конструкции является то, что он сложен в изготовлении, содержит много деталей и не предназначен для автомобиля Toyota Land Cruiser 200.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели является промежуточный вал с шлицевой частью рулевого управления фирмы Toyota для автомобиля Land Cruiser 200.
Однако, по неровной дороге с шагом неровностей около 0,2 м со скоростью 10…15 км/ч в рулевой колонке возникают стуки, влияющие на акустический комфорт водителя.
Задачей полезной модели является устранение стука в рулевом промежуточном вале, повышению износостойкости вала и уменьшение стоимости ремонта.
Указанная задача решается тем, что на шлицевой части промежуточного вала имеются два глухих отверстия под компенсаторы, которые выполнены в виде пружин и стаканчиков. Стаканчик компенсатора изготовлен из «скользкого» материала с высокой плотностью поверхностного слоя, обеспечивающего высокую износоустойчивость при продольном перемещении по шлицам втулки.
Полезная модель поясняется подробным описанием и иллюстрацией, на которой изображен промежуточный вал с компенсаторами.
В промежуточном вале 1 на шлицевой части 2 имеются два отверстия 3, 4 под компенсаторы 5, состоящие из пружин 6 и стаканчиков 7. Стаканчик 6 компенсатора 5 изготовлен из «скользкого» материала с высокой плотностью поверхностного слоя и износоустойчивостью.
Компенсаторы устанавливаются следующим образом.
Снимают пластмассовые кожухи из подрулевого пространства и отсоединяют разъемы от рулевой колонки. Коленную подушку безопасности отставляют в правую сторону, зафиксировав ее в вертикальном положении за верхнюю часть (для экономии рабочего пространства) и снимают воздуховод отопителя пространства ног водителя. Далее ослабляют болт крепления крестовины к валу до возможности свободного перемещения и откручивают болты крепления колонки к кузову. Не крутя рулевое колесо колонку вытаскивают.Снимают стопорное кольцо с подшипника и вытаскивают промежуточный вал 1.
В вале (1) просверливают два отверстия (3, 4) диаметром 7 мм и глубиной 10 мм: первое - отступив от края вала 14 мм, второе - отступив от края 55 мм. Верхняя плоскость стаканчика 7 компенсатора 5 должна утапливаться на глубину шлица, при необходимости глубину отверстия корректируют.
На лицевую часть вала 1 наносят густую смазку типа «Литол». Вал 1 перед установкой в шлицевую втулку ориентируют компенсаторами вверх. Стаканчик 7 компенсатора 5 прижимают и вставляют в шлицевой вал во втулку. После установки подшипника на вал его фиксируют стопорным кольцом. Крестовину у полика утапливают, нажав на нее рукой на 3-4 см. Рулевую колонку устанавливают на место, ориентируясь на горизонтальное расположение спиц руля. После совмещения шлиц крестовины и вала, болт затягивают.
Далее сборку производят в обратной последовательности.
Использование предложенного технического решения показало, что под действием пружины - вал прижимается к поверхности втулки и исключает свободное перемещение в шлицевом зазоре, вызывающее стук, передающийся на рулевое колесо. После установки компенсаторов стук в рулевом управлении промежуточного вала устранился, повысилась его износостойкость и стоимость ремонта удешевилась в несколько раз. Компенсаторы могут быть изготовлены промышленным способом, работоспособны, осуществимы и воспроизводимы, следовательно, соответствуют условию патентоспособности "промышленная применимость".