Шарнир с эластичным элементом

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ RU 2 578 958 C2

Реферат:

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструированию шарниров с эластичным элементом применяемых для производства стоек стабилизатора, рулевых наконечников и шаровых опор. Шарнир содержит корпус, металлическую втулку, наружная поверхность которой выполнена в виде двух усеченных частей шара или двух усеченных конусов, соединенных между собой основаниями, или в виде двух данных фигур, соединенных между собой цилиндрической частью, и прослойку из эластичного материала, охватывающую головку пальца, а при необходимости запорное устройство. Наружный слой головки пальца выполнен из пластмассы или композиции на ее основе, которая соединена с его металлической частью неразъемно. На внутренней поверхности полимерного слоя и наружной поверхности металлической части головки пальца выполнены оребрения или выпуклости и углубления. Наружный полимерный слой выполнен разъемным в виде двух вкладышей. На наружной полимерной поверхности головки выполнены оребрения или выпуклости и впадины. Технический результат: уменьшение осевых и/или радиальных перемещений внутренней втулки, а также повышение сопротивления шарнира к разрушающим нагрузкам и к коаксиальному и/или торцевому скручиванию. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструированию шарниров с эластичным элементом, применяемых для производства стоек стабилизатора, рулевых наконечников и шаровых опор.

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» ВАЗ-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 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 не полностью 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.

Однако данное техническое решение не позволяет получать шарниры с высокими значениями по осевой и радиальной жесткости, а также с большим сопротивлением к коаксиальному и торцевому скручиванию.

Известен резино-металлический шарнир, состоящий из эластичного резинового элемента, одновременно приклеенного или привулканизованного к внутренней, к наружной и дополнительной арматуре, выполненных 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, неразъемно соединенного с внутренней втулкой и дополнительной арматурой, выполненной в виде втулки, имеющей вертикальные прорези и которая расположена параллельно вертикальной оси шарнира и между наружной поверхностью эластичного элемента и внутренней втулкой. При этом наружная поверхность эластичного элемента для более равномерного распределения в нем напряжений, которые возникают при сборке шарнира, имеет две впадины (Патент US №4667943, F16F 1/38, 1987 г.).

Известен резино-металлический шарнир, состоящий из эластичного элемента цилиндрической формы, неразъемно соединенного с внутренней втулкой, имеющей коническую поверхность. Данный шарнир при сборке вставляется в наружную цилиндрическую втулку, имеющую внутреннюю перегородку с отверстием (Патент DE №4033569А1, F16F 1/38, 1990 г.).

Наиболее близким решением является шарнир, содержащий эластичный элемент, и в котором наружная поверхность внутренней втулки или пальца имеют форму усеченного шара или дух усеченных конусов, соединенных между собой по их основаниям (с. 70-75, Порутаев В.Н.,. Дырда В.И. Резиновые детали машин. М.: Машиностроение, 1977, 216 с.). Техническим результатом, достигаемым заявляемым решением, является уменьшение осевых и/или радиальных перемещений внутренней втулки, а также повышение сопротивления шарнира к разрушающим нагрузкам и к коаксиальному и/или торцевому скручиванию.

Указанный технический результат достигается тем, что:

п. 1. В шарнире, содержащем корпус, металлическую втулку наружная поверхность которой выполнена в виде двух усеченных частей шара или двух усеченных конусов, соединенных между собой основаниями, или в виде двух данных фигур, соединенных между собой цилиндрической частью, и прослойку из эластичного материала, охватывающую головку пальца, а при необходимости запорное устройство, наружный слой головки пальца выполнен из пластмассы или композиции на ее основе, которая соединена с его металлической частью неразъемно.

п. 2. В шарнире по п. 1, на внутренней поверхности полимерного слоя и наружной поверхности металлической части головки пальца выполнены оребрения или выпуклости и углубления.

п. 3. В шарнире по п. 1 или 2, наружный полимерный слой выполнен разъемным в виде двух вкладышей.

п. 4. В шарнире по п. 1, или 2, или 3 на наружной полимерной поверхности головки выполнены оребрения или выпуклости и впадины.

Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, представленными фиг. 1-4, где:

1. металлический палец с головкой;
2. наружный слой головки пальца из пластмассы или композиции на ее основе;
3. прослойка из эластичного материала;
4. корпус шарнира;
5. запорное устройство;
6. оребрения на наружной поверхности металлической головки;
7. оребрения на внутренней поверхности полимерного слоя головки;
8. оребрения на наружной поверхности полимерного слоя головки;
9. металлическая втулка;
10. замки;
11. головка;
12. выступ.

На фиг. 1 представлен предлагаемый шарнир в разрезе. Шарнир состоит из металлического пальца 1, на котором выполнена головка 11, неразъемно соединенная с наружным слоем 2, изготовленным на основе пластмассы, наружная поверхность которого имеет форму усеченного шара. Палец с комбинированной головкой неразъемно соединен с прослойкой 3, выполненной из материала, обладающего эластичными свойствами, например из резины. Эластичный элемент 3 разъемно или неразъемно соединен с корпусом 4. При необходимости палец 1 с элементом 3 фиксируются в корпусе 4 запорным устройством 5, предотвращающим вырыв пальца из корпуса.

На фиг. 2 и фиг. 3 приведены разрезы пальца с головкой, наружный слой 2 у которых выполнен из полимерной композиции, например стеклонаполненного полиамида. На поверхности металлической части головки пальца (фиг. 2) выполнены оребрения 6, оребренной также выполнена внутренняя поверхность 7 и наружная 8 поверхность полимерного слоя головки пальца 1. Полимерная оболочка головки пальца может быть выполнена в виде двух вкладышей 2 (фиг. 3). Фиксация их на металлической части головки может произведена с помощью замков 10. Как видно из приведенных примеров ,внутренняя часть (металлическая) по форме может не совпадать с формой головки.

На фиг. 4 приведен разрез шарнира, внутренняя арматура которого выполнена в виде втулки. Шарнир состоит из втулки 9, имеющей выступ 12, на котором выполнены оребрения 6. Втулка 9 неразъемно соединена с прослойкой 2, формирующей сферическую наружную поверхность и выполненной из пластмассы или композиции на основе пластмассы. На наружной поверхности полимерного слоя выполнены оребрения 7. Внутренняя втулка со сферической поверхностью неразъемно соединена с элементом 3, выполненным из эластичного материала, например из полиуретана. Эластичная прослойка разъемно или неразъемно соединена с корпусом 4 и фиксируется запорным устройством 5.

Шарнир предлагаемой конструкции по сравнению с известными проще в изготовлении, имеет меньшую массу и может выдерживать большие разнонаправленные нагрузки.

Формула изобретения

1. Шарнир, содержащий корпус, металлическую втулку, наружная поверхность которой выполнена в виде двух усеченных частей шара или двух усеченных конусов, соединенных между собой основаниями, или в виде двух данных фигур, соединенных между собой цилиндрической частью, и прослойку из эластичного материала, охватывающую головку пальца, а при необходимости запорное устройство, отличающийся тем, что наружный слой головки пальца выполнен из пластмассы или композиции на ее основе, которая соединена с его металлической частью неразъемно.
2. Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности полимерного слоя и наружной поверхности металлической части головки пальца выполнены оребрения или выпуклости и углубления.
3. Шарнир по п. 1 или 2, отличающийся тем, что наружный полимерный слой выполнен разъемным в виде двух вкладышей.
4. Шарнир по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на наружной полимерной поверхности головки выполнены оребрения или выпуклости и впадины.