ПЛАСТМАССОВАЯ КАЧАТЕЛЬНАЯ ОПОРА
PLASTIC SWINGING SUPPORT

Изобретение относится к пластмассовой качательной опоре с выполненной в форме бруса основной частью и расположенными на свободных концах основной части опорными деталями для шаровых головок пальцев с шаровой головкой
Подобные пластмассовые качательные опоры используются, в том числе, в автомобилестроении, при этом изготовление качательных опор из пластмассы себя повсеместно зарекомендовало. Используемый материал дает значительные преимущества, прежде всего по отношению к соединению между опорными деталями и шаровыми головками, так как шаровые головки могут непосредственно, в силу эластичных свойств пластмассы, заскакивать (защелкиваться) в опорные детали, выполненные в виде соответствующих шаровых подпятников. Благодаря этому значительно упрощается процесс монтажа подлежащих соединению друг с другом деталей при сравнительно незначительных затратах на монтаж.
Однако использование пластмассы имеет тот недостаток, что оно, с одной стороны, обуславливает необходимую эластичность для вышеназванного процесса монтажа, а с другой стороны, - существенно меньший модуль упругости по сравнению с другими материалами, прежде всего металлом, так что восприятие сил и здесь, прежде всего критических нагрузок при продольном изгибе по сравнению с металлическими материалами, значительно снижается. Низкая предельная нагрузка может быть сглажена в определенных пределах, прежде всего, посредством увеличения размеров сечения, кроме того, существует возможность посредством специальной конструкции сечения добиться увеличения момента инерции площадей и, тем самым, нагрузочной способности (грузоподъемности) всей конструкции.
Специальные конструкции сечения для описанной в соответствии с уровнем техники качательной опоры в этой связи известны, например, из DE 2539698 А1. В этом документе описана конструкция, обозначенная как система торсионных тяг, которая состоит из соединительной тяги из пластмассы с интегрированно отформованными на ее обеих концах шаровыми подпятниками из того же материала, и при этом в шаровые подпятники герметично введены пальцы с шаровой головкой. Система торсионных тяг состоит в целом из полиуретана, при этом соединительная тяга имеет Н-образное сечение с относительно тонкой поперечиной и тонкими полками.
Кроме того, в US 5,352,059 раскрыто, что известная из уровня техники основная часть может иметь несколько расположенных друг рядом с другом поперечин, которые соединены друг с другом с помощью перемычки, расположенной приблизительно по центру. Подобное расположение обладает моментом инерции площадей, который примерно на 30% больше по сравнению с известной из вышеназванного документа конструктивной формой, при этом в каждом случае для вычисления служит одинаковое ограничение монтажного пространства (внешняя окружность сечений в качестве исходной величины).
Для многочисленных применений и вытекающих при этом нагрузок известные до настоящего момента сечения вполне достаточны, однако для особых требований с повышенными значениями нагрузки и ограниченными размерами монтажного пространства известные из уровня техники решения упираются в свои границы.
Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы так сконструировать пластмассовую качательную опору известного из уровня техники типа, чтобы она в отличие от известных решений имела бы увеличенный момент инерции площадей, так чтобы вновь сконструированные качательные опоры могли быть использованы также в областях, в которых в качестве материала для качательных опор до сих пор использовались металлические материалы. Кроме того, конструкция качательной опоры должна позволить простой процесс изготовления, так как, прежде всего, сечения труб, предназначенные для оптимального момента инерции площадей, у пластмасс могут быть изготовлены только посредством таких дорогостоящих процессов, как экструзионно-раздувное формование, прецизионная технология выплавления сердечника, техника нагнетания газа или воды.
Эта задача согласно изобретению решена посредством того, что сечение основной части имеет по существу S-образную форму с по меньшей мере с тремя, расположенными параллельно на расстоянии друг от друга поперечинами, и соединяющими каждые из двух соседних поперечин перемычками, при этом перемычки расположены на противолежащих концевых участках поперечин.
Описанная комбинация признаков делает возможным дальнейшее увеличение более чем на треть момента инерции площадей по сравнению с конструкцией, известной из вышеназванного патента США US 5,352,059, при этом для вычисления в основу положен тот же самый диаметр внешней окружности. Кроме того, S-образное сечение пластмассовой качательной опоры можно формировать с помощью простых инструментов, так что предмет изобретения имеет незначительные затраты на изготовление и относительно подлежащих восприятию нагрузок требует лишь незначительного монтажного пространства.
Особые варианты выполнения предмета изобретения дополнительно вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения, которые ссылаются на основной пункт.
Прежде всего, оказалось предпочтительным выполнение направленных к наружной стороне граней внешних поперечин S-образного сечения закругленными. При этом закругления граней уменьшают необходимое монтажное пространство, но не имеют существенно негативного влияния на вычисляемый момент инерции площадей.
Кроме того, может быть целесообразно, что толщина поперечин и расстояние между двумя соседними поперечинами имеют по существу одинаковые значения. Этот признак приводит к соответствующей оптимизации подлежащих восприятию значений нагрузки. В этой связи следует дополнительно подчеркнуть, что равномерная толщина стенок сечения влечет за собой равномерную усадку элемента, изготовленного методом литья под давлением, так что напряжения в элементе могут быть предотвращены.
Далее рациональное усовершенствование предмета изобретения предусматривает, что соединительные перемычки расположены в осевом продольном направлении удлиненной основы на по меньшей мере двух участках на противолежащих боковых поверхностях. Посредством этой комбинации признаков могут быть, при необходимости, лучше восприняты особые нагрузки всей детали.
Поскольку в наличии имеется достаточно монтажного пространства, может быть, помимо этого предпочтительно располагать на внешних плоскостях внешних поперечин, по меньшей мере в центральной области основной части, ребра усиления, проходящие в направлении продольной оси основной части, что дополнительно повышает предельную нагрузку всей конструкции.
В качестве особо предпочтительного материала для конструкции пластмассовой качательной опоры среди прочего оказался материал РА 6.6 GF 30, так как он обеспечивает оптимальный компромисс между необходимыми значениями эластичности для защелкивания шаровых головок в шаровые подпятники опорных деталей и одновременно обеспечивает достаточный модуль упругости для воспринимаемых значений нагрузки. Разумеется также могут быть использованы пластмассы (синтетические материалы) без армирования стекловолокном.
Далее пример осуществления изобретения объясняется более подробно на основании приложенных чертежей.
Показано на чертежах:
фиг.1 - вид сбоку пластмассовой качательной опоры согласно изобретению,
фиг.2 - изображение сечения А-А на фиг.1, и
фиг.3 - изображение сечения В-В на фиг.1.
Изображенная в своей совокупности пластмассовая качательная опора состоит из основной части 1, а также двух интегрированно установленных на свободных концах основной части 1 опорных деталей 2 и 3. Опорные детали предусмотрены для введения шаровых головок пальцев с шаровой головкой, от изображения которых на этом месте отказались. Для приема шаровых головок внутри опорных деталей 2 и 3 выполнены выемки 4 в форме шаровых подпятников. Вся качательная опора изготовлена из РА 6.6 GF 30.
Из фиг.2 и 3 становится ясно, что основная часть 1 пластмассовой качательной опоры имеет по существу S-образное сечение. S-образное сечение образуется из трех расположенных параллельно на расстоянии друг от друга поперечин 5, 6 и 7, при этом каждые из двух соседних поперечин соединены между собой посредством перемычек 8 или же 9. При этом перемычки 8 и 9 находятся на противоположных концевых участках поперечин. Форма сечений на фиг.2 и 3 по существу одинакова, разница состоит лишь в том, что на фиг.3 сечение повернуто на 180°, так что, при взгляде со стороны, присутствующее первоначально на фиг.2 промежуточное пространство 10 и промежуточное пространство 11 расположены на противоположной стороне по сравнению с фиг.2.
Распределение конструкций сечений фиг.2 и фиг.3 изображено, например, на фиг.1, где на каждом из внешних концевых участков выбрана конструкция сечения согласно фиг.2, в то время как во внутренней области основной части выбрана конструкция сечения согласно фиг.3.
Из фиг.2 и 3 становится ясно, что направленные к наружной стороне грани внешних поперечин 5 и 7 в целом S-образного сечения имеют закругления 12.
Из чертежей можно сделать вывод, что на внешних плоскостях внешних поперечин 5 и 7 в центре основной части 1 расположены ребра 13 усиления.
Благодаря в целом новой форме сечения описанных пластмассовых качательных опор, наряду с незначительными издержками производства, прежде всего можно положительно оценить еще более существенно возросший момент инерции площадей по сравнению с известными из уровня техники решениями. При этом изобретение не ограничивается на выбранном размере конструкции, причем следует обратить внимание, что толщина поперечин и расстояние между двумя соседними поперечинами на изображенном примере изобретения имеют одинаковые значения.
Этот дополнительный признак конструкции может, разумеется, варьироваться при других вариантах осуществления.