УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности касается шарнирных узлов подвесок транспортных средств и может использоваться в грузовых автомобилях.
4
Известен способ сборки резинометаллического сферического шарнира, содержащего внутреннюю втулку с наружной сферической поверхностью и наружную втулку, состоящую из двух колец с внутренними сферическими поверхностями, завулканизированый между ними резиновый элемент, на внешней стороне которого выполнена кольцевая выемка. Затяжку колец производят до закрытия выемки, после чего производят фиксацию колец (см. а.с. SU №1493807, Мкл. F16C 11/06, опубл. 15.07.1989).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является шаровой шарнир, содержащий корпус наконечника с гнездом, палец и головку выполненные из отдельных стыкуемых друг с другом деталей, в головке пальца со стороны, обращенной к основанию пальца, выполнено сквозное отверстие с опорным пояском, а основание пальца выполнено в виде цилиндра, причем диаметры сквозного отверстия головки и цилиндрического основания пальца выбирают такими, чтобы они обеспечивали возможность запрессовки основания пальца в головку, при этом в головке пальца выполнена выемка произвольной формы, симметрично охватывающая среднюю часть цилиндрического основания пальца, кроме того, в гнезде корпуса размещен вкладыш из упругого материала, охватывающий головку пальца (см. патент РФ №89644, МПК F16C 11/06, опубл. 10.12.2009)
Недостатком известного технического решения является недостаточные надежность и долговечность конструкции, обусловленные наличием прессового соединения между головкой и пальцем, приводящего при движении автомобиля к возможности выпрессовки данного соединения, что может привести к аварийной ситуации.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является создание универсальной конструкции шарнира, имеющей высокую долговечность.
Для решения поставленной задачи по вариантам 1, 2, 3, и 4 универсальный шарнир транспортного средства содержит палец и головку со сквозным отверстием, выполненные из отдельных стыкуемых друг с другом деталей, охватывающий головку вкладыш из упругого материала. По вариантам 1 и 2 между цилиндрической поверхностью пальца и внутренней поверхностью головки образована полость.
По вариантам 1, 2, 3, и 4 головка и вкладыш состоят из соединенных по поперечной оси шарнира двух частей, по торцам которых установлены упорные элементы, при этом шарнир снабжен, по крайней мере, одним фиксирующим элементом, а наружная поверхность обеих частей вкладыша имеет коническую форму.
По вариантам 2 и 4 палец выполнен двухопорным.
По вариантам 1, 2 и 3 упорные элементы могут быть выполнены в виде шайб.
По вариантам 1 и 3 фиксирующий элемент может быть выполнен в виде болта.
По варианту 2 фиксирующий элемент может быть выполнен в виде стопорного кольца.
По варианту 2 упорные элементы могут быть выполнены в виде резьбовых втулок с фланцами.
По вариантам 2 и 4 упорные элементы могут быть выполнены в виде втулок с фланцами.
По вариантам 2 и 4 фиксирующие элементы могут быть выполнены в виде втулок, установленных в монтажные отверстия опор пальца.
По вариантам 1, 2, 3, и 4 головка и вкладыш могут быть соединены между собой неразъемно.
По вариантам 1 и 2 головка может иметь поверхность второго порядка.
По вариантам 3 и 4 головка выполнена цилиндрической.
По варианту 5 в шарнире транспортного средства, содержащем палец и головку со сквозным отверстием, выполненные из отдельных деталей, охватывающий головку вкладыш из упругого материала, головка и вкладыш состоят из двух частей, соединенных по поперечной оси шарнира, а на цилиндрической поверхности пальца установлен стакан с фланцем, при этом обе части головки с вкладышем расположены на указанном стакане и поджаты к фланцу стакана при помощи упорной шайбы и крепежного резьбового элемента, кроме того, наружная поверхность обоих частей вкладыша имеет коническую форму. Головка и вкладыш могут быть соединены между собой неразъемно, при этом головка выполнена цилиндрической или сферической.
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что головка и вкладыш состоят из соединенных по поперечной оси шарнира двух частей, по торцам которых установлены упорные элементы, при этом шарнир снабжен, по крайней мере, одним фиксирующим элементом, а наружная поверхность обоих частей вкладыша имеет коническую форму, позволили обеспечить универсальность шарнира, так как такое исполнение головки с вкладышем можно применять при различной конструкции присоединительных элементов пальца шарнира (при изменении параметров конусной части, выполнении пальца двухопорным и др.), кроме того, правая и левая части головки с вкладышем взаимозаменяемы, что также обеспечивает универсальность шарнира.
Выполнение головки и вкладыша из соединенных по поперечной оси шарнира двух частей и выполнение наружной поверхности обоих частей вкладыша конической формы позволили обеспечить предварительную деформацию вкладышей в радиальном направлении, совпадающую с направлением прилагаемой нагрузки при размещении головки с вкладышем в корпусе наконечника за счет сопряжения конической поверхности вкладышей с поверхностью отверстия в указанном корпусе, чем обеспечивается повышение работоспособности слоя упругого материала, в результате чего увеличилась долговечность вкладыша и, как следствие, шарнира в целом. Кроме того, выполнение головки и вкладыша из двух частей позволяет получить дополнительный технический результат, заключающийся в снижении трудоемкости изготовления за счет унификации и упрощения конструкции оснастки для изготовления головки.
Установка по торцам обеих частей головки с вкладышем упорных элементов и наличие, по крайней мере, одного фиксирующего элемента, обеспечивают надежное поджатие друг к другу частей головки с вкладышем и их фиксацию, в результате увеличивается долговечность и надежность шарнира.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг.1 - универсальный шарнир транспортного средства, в разрезе, вариант 1;
фиг.2 - показана одна часть головки с вкладышем;
фиг.3 - универсальный шарнир транспортного средства, в разрезе, вариант 2 со стопорным кольцом;
фиг.4 - универсальный шарнир транспортного средства, в разрезе, вариант 2 с резьбовыми втулками;
фиг.5 - сечение А-А на фиг.4
фиг.6 - универсальный шарнир транспортного средства, в разрезе, вариант 2 с фиксирующими втулками;
фиг.7 - сечение Б-Б на фиг.6
фиг.8 - универсальный шарнир транспортного средства, в разрезе, вариант 3;
фиг.9 - универсальный шарнир транспортного средства, в разрезе, вариант 4;
фиг.10 - сечение В-В на фиг.9
фиг.11 - универсальный шарнир транспортного средства, в разрезе, вариант 5 с цилиндрической головкой;
фиг.12 - универсальный шарнир транспортного средства, в разрезе, вариант 5 с головкой, имеющей поверхность второго порядка.
Универсальный шарнир транспортного средства содержит палец 1 и головку 2, выполненные из отдельных деталей и вкладыш 3 из упругого материала (например, резины), охватывающий головку 2. Головка и вкладыш могут быть соединены между собой неразъемно, например, методом вулканизации. Головка 2 выполнена со сквозным отверстием.
По всем вариантам головка 2 и вкладыш 3 состоят из соединенных по поперечной оси шарнира двух частей, по торцам которых установлены упорные элементы. Наружная поверхность обеих частей вкладыша 3 имеет коническую форму с направлением конуса к месту соединения частей.
По первому и второму вариантам головка 2 имеет поверхность второго порядка, при этом палец 1 состыкован с головкой 2 с образованием полости 4 между цилиндрической поверхностью пальца 1 и внутренней поверхностью головки 2.
По третьему и четвертому вариантам головка 2 выполнена цилиндрической и охватывает палец 1.
По первому, третьему и пятому вариантам палец 1 выполнен с конической частью для крепления в кронштейне транспортного средства.
По второму и четвертому вариантам палец 1 выполнен двухопорным, при этом в опорах пальца выполнены монтажные отверстия.
По всем вариантам шарнир снабжен, по крайней мере, одним фиксирующим элементом.
По первому, второму и третьему вариантам упорные элементы выполнены в виде шайб 5, при этом по первому и третьему варианту фиксирующий элемент выполнен в виде болта 6, вкрученного в палец 1, а по второму варианту - в виде стопорного кольца 7.
По второму варианту упорные элементы могут быть выполнены в виде резьбовых втулок 8 с фланцами, кроме того, по второму и четвертому вариантам упорные элементы могут быть выполнены в виде втулок 9 с фланцами, при этом во втулках 8 и 9 выполнены монтажные отверстия 10. В местах расположения монтажных отверстий на поверхности втулок 8 и 9 выполнены лыски 11. Втулки 9 зафиксированы втулками 12 в монтажных отверстиях опор пальца 1.
По пятому варианту на цилиндрической поверхности пальца 1 установлен стакан 13 с фланцем. Обе части головки 2 с вкладышем 3 расположены на стакане 13 и поджаты к фланцу стакана 13 при помощи упорной шайбы 5 и болта 6, вкрученного в палец 1, при этом головка 2 имеет поверхность второго порядка или выполнена цилиндрической.
Универсальный шарнир устанавливается в корпус 14 наконечника реактивной штанги. Установка шарнира осуществляется следующим образом.
По первому и третьему вариантам (фиг.1, фиг.8) сначала на палец 1 надевается упорная шайба 5 и одна часть головки 2 с вкладышем 3, затем эта подсборка вставляется в корпус 14 наконечника реактивной штанги, далее на палец 1 устанавливается вторая часть головки 2 с вкладышем 3, вторая упорная шайба 5 и вворачивается фиксирующий болт 6.
По второму варианту (фиг.3) на двухопорный палец 1 надевается упорная шайба 5 и одна часть головки 2 с вкладышем 3, затем эта подсборка вставляется в корпус 14 наконечника реактивной штанги, далее на палец 1 устанавливается вторая часть головки 2 с вкладышем 3, указанные части поджимаются в корпус 14 в специальном приспособлении, после чего устанавливается вторая упорная шайба 5 и стопорное кольцо 7.
По второму варианту (фиг.4) на двухопорный палец 1 наворачивается первая резьбовая втулка 8 с фланцем до совмещения монтажных отверстий 10 с монтажными отверстиями в пальце 1 и надевается одна часть головки 2 с вкладышем 3, затем эта подсборка вставляется в корпус 14 наконечника реактивной штанги, далее на палец 1 устанавливается вторая часть головки 2 с вкладышем 3, после этого на палец 1 наворачивается вторая резьбовая втулка 8 до сжатия указанных частей и совмещения монтажных отверстий 10 с монтажными отверстиями в пальце 1.
По второму варианту (фиг.6) и четвертому варианту (фиг.9) на двухопорный палец 1 надевается одна часть головки 1 с вкладышем 3, затем эта подсборка вставляется в корпус 14 наконечника реактивной штанги, далее на палец 1 устанавливается вторая часть головки 2 с вкладышем 3, после этого на палец 1 с двух сторон устанавливаются втулки 9 с фланцами и сдавливаются в специальном приспособлении до сжатия указанных частей и совпадения монтажных отверстий 10 во втулках 9 с соответствующими монтажными отверстиями в пальце 1, после этого в монтажные отверстия устанавливают втулки 12.
По пятому варианту (фиг.11, 12) сначала на палец 1 надевается стакан 13 с фланцем, на который надевается одна часть головки 1 с вкладышем 3, затем эта подсборка вставляется в корпус 14 наконечника реактивной штанги, далее на стакан 13 устанавливается вторая часть головки 2 с вкладышем 3, устанавливается упорная шайба 5 и вворачивается фиксирующий болт 6.
В процессе движения транспортного средства детали и узлы, соединенные универсальными шарнирами перемещаются, при этом происходит деформация упругого вкладыша. Наличие упорных и фиксирующих элементов по торцам обеих частей головки с вкладышем позволяет исключить разрушение шарнирного соединения и, тем самым, исключить аварийную ситуацию на дороге.
Заявляемое техническое решение позволило создать универсальную конструкции шарнира, имеющую высокую долговечность.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.