Шаровой шарнир транспортного средства

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности касается шарнирных узлов подвесок и рулевого управления транспортных средств. Шаровой шарнир транспортного средства, содержащий корпус (1) шарнира. Установленный в отверстии корпуса (1) шаровой палец (2) со сферической головкой (6). Охватывающий сферическую головку (6) пальца вкладыш (3), поджатый поджимной пружиной (4). Отверстие корпуса (1) выполнено сквозным, а стенка отверстия образована комбинацией цилиндрических и конических поверхностей. Наружная поверхность вкладыша (3) имеет конические участки (8, 9), направленные навстречу друг другу большим диаметром, и контактирующие с эквидистантной поверхностью корпуса (1) и поджимной пружиной (4), выполненной в виде кольца из эластичного полимерного материала. Поджимная пружина (4) прижата крышкой (5), установленной в корпусе (1). Вкладыш (3) выполнен из композитного материала. Технический результат заключается в создании технологичной конструкции шарового шарнира транспортного средства, обладающей высокими эксплуатационными характеристиками. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

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.

1. Шаровой шарнир транспортного средства, содержащий корпус шарнира, установленный в отверстии корпуса шаровой палец со сферической головкой, вкладыш, поджатый поджимной пружиной, отличающийся тем, что 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, которая прижата крышкой, установленной в корпусе.

2. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что конические поверхности вкладыша направлены навстречу друг другу большим диаметром.

3. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что поджимная пружина выполнена в виде кольца из эластичного материала.

4. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что поджимная пружина выполнена тарельчатой формы из металла.

5. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что вкладыш выполнен из композитного материала.