ШАРОВОЙ ШАРНИР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности касается шарнирных узлов подвесок и рулевого управления транспортных средств и может использоваться на грузовых автомобилях.
Известен шаровой шарнир, содержащий корпус, шаровой палец, установленный в корпусе, крышку, которая установлена на корпусе, и пружинный элемент, который имеет опорную и пружинную секции. Пружинная секция опирается на крышку, а опорная секция на шарнир (см. патент № RU 2384763, МПК F16C 11/06, B62D 7/16, 2008 г.).
Недостатком данной конструкции шарнира является сложность конструкции и высокая стоимость пружинного элемента.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков является шаровой шарнир, содержащий корпус, установленный в отверстии корпуса шаровой палец со сферической головкой, вкладыш и поджимную втулку из полимерного материала (см. патент US №2009001706, МПК F16C 11/086, 2009 г.).
Недостатком данной конструкции является сложность и трудоемкость изготовления из-за необходимости обжатия всего корпуса со стороны хвостовой части шарового пальца, что для шарниров большой размерности представляет сложность и требует специального технологического оборудования.
Была поставлена задача, создать технологичную конструкцию шарового шарнира транспортного средства, обладающую высокими эксплуатационными характеристиками.
Поставленная задача решается тем, что в шаровом шарнире транспортного средства, содержащем корпус шарнира, установленный в отверстии корпуса шаровой палец со сферической головкой, охватывающий сферическую головку пальца вкладыш поджатый поджимной пружиной, отверстие корпуса выполнено сквозным, а стенка отверстия образована комбинацией цилиндрических и конических поверхностей, наружная поверхность вкладыша имеет конические участки, контактирующие с эквидистантной поверхностью корпуса и поджимной пружиной, кроме того поджимная пружина прижата крышкой, установленной в корпусе.
Конические поверхности вкладыша направлены навстречу друг другу большим диаметром. Вкладыш может быть выполнен из композитного материала, а поджимная пружина - в виде кольца из эластичного полимерного материала, или тарельчатой формы из металла.
В заявляемом шаровом шарнире новыми признаками являются выполнение отверстия корпуса сквозным, а также образование стенки отверстия комбинацией цилиндрических и конических поверхностей, кроме того наличия на наружной поверхности вкладыша конических участков, направленных навстречу друг другу большим диаметром, и контактирующих с эквидистантной поверхностью корпуса и поджимной пружиной прижатой крышкой. Совокупность вышеперечисленных признаков позволяет решить поставленную задачу. Данная конструкция является технологичной и обладает высокими эксплуатационными характеристиками.
Выполнение вкладыша из композитного материала, а поджимной пружины - в виде кольца из эластичного полимерного материала, или тарельчатой формы из металла также способствуют увеличению износостойкости шарнира.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежом - общий вид шарового шарнира транспортного средства в разрезе.
Шаровой шарнир транспортного средства содержит корпус 1, шаровой палец 2, установленный в отверстии корпуса 1, вкладыш 3, поджимную пружину 4 и крышку 5.
Корпус 1 выполнен металлическим цельноштампованным и имеет центральное сквозное отверстие. Стенка отверстия образована комбинацией цилиндрических и конических поверхностей разного диаметра.
Шаровой палец 2 выполнен металлическим со сферической головкой 6 и хвостовой частью 7. Наружная поверхность хвостовой части 7 образована комбинацией конических и цилиндрических поверхностей. Одна из цилиндрических поверхностей выполнена с наружной резьбой.
Между сферической головкой 6 шарового пальца 2 и внутренней стенкой корпуса 1 расположен вкладыш 3. Вкладыш 3 выполнен из антифрикционного композитного материала с внутренней сферической поверхностью, охватывающей сферическую головку 6 пальца 2. Наружная поверхность вкладыша 3 имеет конические участки 8 и 9. Конические поверхности участков 8 и 9 вкладыша 3 направлены навстречу друг другу большим диаметром. Поверхность участка 8 контактирует с эквидистантной ей поверхностью корпуса 1, а поверхность участка 9 - с поджимной пружиной 4. Конические поверхности участков 8 и 9 вкладыша 3 обеспечивают более плотное обжатие сферической головки 6 шарового пальца 2. Вкладыш 3 прижат к внутренней конической поверхности корпуса 1 поджимной пружиной 4 и крышкой 5, установленной в корпусе 1.
Поджимная пружина 4 выполнена в виде кольца из эластичного полимерного материала. Также может быть выполнена тарельчатой формы из металла. Пружина 4 позволяет производить поджатие внутренней сферической поверхности вкладыша 3 к сферической головке 6 пальца 2, чем достигается постоянная компенсация износа трущихся поверхностей, ликвидация зазоров в узле и увеличение износостойкости, что обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики.
Крышка 5 выполнена металлической и закреплена выступами 10 корпуса 1, которые завальцовываются создавая надежную фиксацию.
Принцип работы шарового шарнира: в процессе работы транспортного средства его детали и узлы, соединенные заявляемым шарниром перемещаются. При этом происходит угловое смещение шарового пальца 2 относительно корпуса 1 по сферической поверхности головки 6 пальца 2. Усилия от корпуса 1 к пальцу 2 передаются через вкладыш 3. Возможные износы поверхности сферической головки 6 пальца 2 компенсируются поджатием пружиной 4, вызывающей сжимающие усилия по коническим участкам 8 и 9. Внутренняя сферическая поверхность вкладыша 3 имеет большую поверхность, чем снижается удельная нагрузка на рабочую поверхность сферической головки и обеспечивается высокая износостойкость конструкции. Полимерный вкладыш 3 перед началом сборки шарнира запрессовывается на шаровой палец 2.
Металлические детали шарового шарнира транспортного средства выполнены с защитным покрытием от коррозии.
Использование вышеперечисленных признаков, обеспечивает постоянную компенсацию износа трущихся поверхностей, ликвидацию зазоров в узле, следовательно повышаются эксплуатационные характеристики и технологичность узла. Таким образом, технический результат достигнут.
Заявляемый шаровой шарнир транспортного средства может быть изготовлен на стандартном оборудовании с использованием известных технологий и материалов.