РЕЗИНО-МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ШАРНИР
RUBBER-METAL JOINT

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструированию резино-металлических шарниров, применяемых в подвеске автомобилей или силового агрегата.
Известен резино-металлический шарнир, состоящий из эластичного резинового элемента, который одновременно связан с внутренней и с наружной металлической арматурой за счет силы трения (с.177; с.189; «НИВА» ВА3-21213, -21214 с двигателями 1,7; 1,7i. Устройство, обслуживание, диагностика, ремонт. Иллюстрированное руководство. - М.: ООО «Книжное издательство «За рулем», 2007. - 296 с.).
Известен резино-металлический шарнир, состоящий из эластичного резинового элемента, одновременно приклеенного или привулканизованного к внутренней, наружной, а также к дополнительной арматуре, выполненной в виде втулок цилиндрической, конической или шаровой формы, при этом дополнительная арматура расположена между наружной и внутренней арматурами (Заявка RU, №2006130633/22). Однако шарниры данной конструкции имеют невысокие показатели по осевой жесткости и разрушающей нагрузке.
Известен резино-металлический шарнир, состоящий из эластичного элемента, одновременно приклеенного или привулканизованного к внутренней металлической втулке и к дополнительной арматуре, которая соединена с внутренней втулкой по одному или обоим ее торцам и выполнена в виде втулки с отбортовкой или неполностью разрезанных ее сегментов, имеющих цилиндрическую(ие) и/или коническую(ие) части, или цилиндрическую(ие) и/или тороидальную(ные) части, или цилиндрическую(ие) и/или трапециевидную(ные) части (Заявка RU №2006145914). Однако данное техническое решение не позволяет получать шарниры с высокими значениями по осевой и радиальной жесткости, а также с большим сопротивлением коаксиальному и торцевому скручиванию.
Техническим результатом, достигаемым заявляемым решением, является уменьшение осевых и/или радиальных перемещений внутренней втулки, а также повышение сопротивления шарнира разрушающим нагрузкам и коаксиальному и/или торцевому скручиванию.
Указанный технический результат достигается тем, что:
1) резино-металлический шарнир, в котором эластичный элемент, выполненный в виде втулки, связан с внутренней и наружной металлической арматурой за счет силы трения, приклеен или привулканизован к одной или более втулкам, изготовленным из материала, имеющего модуль упругости выше, чем материал эластичного элемента, и выполненным в виде сегментов и перемычек, которые соединяют сегменты втулки между собой, и располагаются по краям втулки или в ее средней части;
2) резино-металлический шарнир состоит из эластичного элемента, приклеенного или привулканизованного к внутренней металлической втулке, имеющей одну или две шарообразные или конические, или цилиндрические части;
3) резино-металлический шарнир состоит из эластичного элемента, приклеенного или привулканизованного к внутренней арматуре, состоящей из металлической втулки, соединенной по длине своей наружной поверхности с втулкой, имеющей одну или две шарообразные или конические части;
4) резино-металлический шарнир состоит из эластичного элемента, одновременно приклеенного или привулканизованного к внутренней металлической втулке и к дополнительной одной или более арматурам, соединенным с внутренней втулкой по ее торцевой и/или наружной поверхности и выполненным в виде шайбы и/или втулки, имеющей коническую и/или сферическую поверхность;
5) эластичный элемент дополнительно приклеен или привулканизован к втулке, состоящей из сегментов и перемычек, которые соединяют сегменты втулки между собой и располагаются по краям втулки или в ее средней части и изготавливаются из материала, имеющего модуль упругости выше, чем у материала эластичного элемента, при этом внутренняя металлическая втулка шарнира расположена во внутреннем пространстве втулки, состоящей из сегментов и перемычек, и связана с нею материалом эластичного элемента;
6) втулка, состоящая из сегментов и перемычек, связана с материалом эластичного элемента со всех ее сторон;
7) на сегментах и перемычках втулки выполнены оребрения и/или отверстия, и/или выпуклости, и/или вогнутости;
8) эластичный элемент связан с наружным металлическим корпусом шарнира за счет сил трения или приклеен или привулканизован к нему.
Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-11.
На фиг.1 изображен разрез резино-металлического шарнира шарового типа, который состоит из эластичного элемента 1, одновременно приклеенного или привулканизованного к внутренней металлической втулке 2, имеющей шаровую часть, и к втулке 4, состоящей из сегментов и перемычек, варианты которой приведены на фиг.7-11. Внутренняя металлическая втулка 2 расположена во внутренней части втулки 4 и они соединены между собой резиной эластичного элемента 1. Втулка 4, состоящая из сегментов и перемычек, имеет по своей внутренней поверхности впадину 10, которая расположена напротив выпуклости шаровой части внутренней втулки 2, а также выпуклости 11, расположенные напротив цилиндрической части внутренней втулки 2.
На фиг.2 изображен разрез резино-металлического шарнира, в котором эластичный элемент 1 приклеен или привулканазован к внутренней арматуре 3, выполненной в виде втулки, имеющей две конические части, сопряженные между собой по наименьшему диаметру; данная втулка изготовлена из композиционных материалов и приклеена своей внутренней поверхностью к металлической втулке 2. К втулке 4, состоящей из сегментов и перемычек, со всех ее сторон приклеен или привулканизован эластичный элемент 1, который также соединяет между собой втулку 4 и арматуру 3. На внутренней поверхности втулки 4 выполнены впадины 10, расположенные напротив выпуклостей 11, выполненных на арматуре 3, а выпуклости 11, выполненные на внутренней поверхности втулки 4, расположены напротив впадин, имеющихся на арматуре 3.
На фиг.3 приведен разрез резино-металлического шарнира конического типа, который получился путем запрессовки шарнира, изображенного на фиг.2, в наружный металлический корпус 5. В связи с тем, что втулка 4 состоит из сегментов и перемычек, которые соединяют между собой сегменты втулки то с одной стороны, то с другой, втулка способна сжиматься по ее диаметру. Данная способность втулки 4 позволяет запрессовать шарнир, изображенный на фиг.2, в корпус 5 и получить конический резино-металлический шарнир, изображенный на фиг.3. Также можно запрессовать в наружный корпус, имеющий внутреннюю цилиндрическую поверхность, и шарнир, изображенный на фиг.1, а для более высокой надежности от их запрессовки торцевые концы корпуса 5 можно завальцевать.
На фиг.4 приведен разрез резино-металлического шарнира, состоящего из эластичного элемента 1, одновременно приклеенного или привулканизованного к внутренней втулке 2, к двум дополнительным арматурам 3, выполненным в виде втулок, имеющих конические части и цилиндрические, по которым они соединены с внутренней втулкой 2, а также к наружному металлическому корпусу 5 и к втулке 4, на внутренней поверхности которой располагаются впадины 10 и выпуклости 11. Втулка 4 резиной эластичного элемента 1 связана как с корпусом 5, так и с внутренней втулкой 2 и дополнительной арматурой 3. Шарнир, изображенный на фиг.4, после вулканизации для снятия напряжения, возникшего на границах раздела «эластичный элемент -арматура», по наружному корпусу 5 может быть обжат (откалиброван), а также и завальцован со стороны его торцевых поверхностей.
На фиг.5 приведен разрез двухвтулочного резино-металлического шарнира шарового типа, состоящего из эластичного элемента 1, одновременно приклеенного или привулканизованного к втулке 4, состоящей из сегментов и перемычек, а также к внутренней металлической втулке 2 и к двум дополнительным арматурам 3, выполненным в виде втулок, имеющих шаровую и цилиндрическую части; с помощью цилиндрической части данные арматуры соединены с втулкой 2. Втулка 4 полностью обрезинена и имеет по внутренней поверхности выпуклости 11 и впадины 10, при этом выпуклости 11 у втулки 4 располагаются напротив впадин, образованных между дополнительными арматурами 3, а впадины 10 втулки 4 - напротив шаровых частей арматуры 3. Шаровой шарнир, изображенный на фиг.5, также можно запрессовать в наружный металлический корпус 5.
На фиг.6 приведен разрез резино-металлического шарнира, который выполнен из втулки, состоящей из сегментов и перемычек, связанной с материалом эластичного элемента.
На фиг.7-11 приведены несколько вариантов втулки 4, на фиг.7 и 8 сегменты втулки 6, заключенные между прорезями 8, расположены по длине втулки и соединяются перемычками 7, на концах втулки (фиг.7) или в средней ее части (фиг.8). На фиг.9 и 10 приведены сегменты втулки 7, которые образуются разрезами 8, расположенными под углом относительно длины развертки втулки. Сегменты втулки соединены между собой перемычками 7 по краю (фиг.9) или в ее средней части (фиг.10).
Предложенные резино-металлические шарниры имеют дополнительную втулку, состоящую из сегментов и перемычек, благодаря которым она может уменьшать свой диаметр при обжатии шарнира. В результате данного свойства втулки появилась возможность получать шарниры шарового и конического типа путем запрессовки в наружный корпус, имеющий внутреннюю цилиндрическую поверхность. Предложенное решение позволяет повысить разрушающую нагрузку для резино-металических шарниров, а также повысить их жесткостные характеристики, такие как осевую и/или радиальную жесткость, а также увеличить сопротивление коаксиальному и/или торцевому скручиванию.