ВКЛАДЫШ ШАРОВОГО ШАРНИРА Российский патент 1994 года по МПК F16C11/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается вкладышей шаровых шарниров в передней подвеске транспортных средств, в частности легковых автомобилей.

Известен вкладыш шарового шарнира (аналог), выполненный в виде полусферической оболочки из термопластического материала с наружными ребрами 111. Этот вкладыш имеет высокую жесткость, не позволяющую демпфировать ударные нагрузки в процессе эксплуатации.

Известен другой вкладыш шарового шарнира (аналог), выполненный в виде усеченной с обеих сторон сферической оболочки из термопластического материала с продольными прорезями 121.

Образующиеся сферические лепестки способствуют демпфированию ударных нагрузок в процессе эксплуатации. Однако вследствие абсолютной длины прорезей значительно уменьшаются прочностные свойства вкладыша, который из-за этого заключают в дополнительный наружный, цельный вкладыш, усложняющий конструкцию и условия сборки шарнира.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является вкладыш шарового шарнира (прототип), выполненный в виде сферической оболочки из термопластического материала с наружными выступами и усеченной частью, на которой радиально расположены продольные прорези 131.

Однако вкладыш такой конструкции не обеспечивает равномерного охвата шаровой головки пальца, а следовательно, не дает достаточно упругого, равномерного поджатия соединения, что не обеспечивает гарантированного восприятия шарниром колебаний шаровой головки в различных плоскостях и поглощения энергии этих колебаний вкладышем.

Цель изобретения - повышение надежности за счет обеспечения высокоэффективного восприятия элементами вкладыша разноплоскостных колебаний шаровой головки, имеющих место в процессе эксплуатации шарнира.

Вкладыш 131 шарового шарнира, выполненный в виде усеченной сферической оболочки из термопластичного материала, имеющей продольные прорези, радиально расположенные по окружности усеченной части, и наружные выступы. На его внутренней поверхности дополнительно выполнены меридиальные пазы и центральная кольцевая канавка, причем длина прорезей больше высоты усеченной части.

Целесообразно, чтобы во вкладыше шарового шарнира меридиальные пазы были бы совмещены с прорезями. Желательно, чтобы меридиальные пазы были бы совмещены с центральной кольцевой канавкой, а прорези в своем основании имели бы скругление. Кроме того, целесообразно, чтобы во вкладыше шарового шарнира выступы были бы расположены между прорезями.

Вкладыш шарового шарнира предлагаемой конструкции образует ограниченные прорезями упругие лепестки, равномерно охватывающие головку пальца и организующие такое восприятие ею колебаний, при котором лепестковые элементы высокоэффективно поглощают энергию этих колебаний без активного износа вкладыша.

На фиг.1 показан вкладыш, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1.

Вкладыш шарового шарнира представляет собой усеченную сферическую оболочку 1, выполненную из термопластичного материала, например из полиамида. Оболочка 1 имеет наружные выступы 2, причем на ее усеченной части 3 выполнены радиально расположенные по ее окружности продольные прорези 4.

На внутренней поверхности оболочки 1 выполнены меридиальные пазы 5 и центральная кольцевая канавка 6. Пазы 5 совмещены с прорезями 4 и сообщены с канавкой 6. При этом длина Н прорезей 4 на 14 больше высоты S усеченной части 3. Основания прорезей 4 в зоне их совмещения с пазами 5 имеют скругления 7. Глубина l пазов 5 и канавки 6 несколько меньше 1/2 толщины стенки оболочки 1. Диаметр d канавки 6 в 4,5 раза больше ширины Р прорезей 4. Выступы 2 расположены между прорезями 4 на дугах углов β=60^о.

Такое выполнение вкладыша обеспечивает после монтажа плотную посадку головки пальца в корпусе шарнира.

Монтаж предусматривает ввод головки пальца при соответствующем осевом усилии в плоскости вкладыша 1 со стороны его усечения 3. При этом под действием сил упругости материала вкладыша его образованные прорезями 4 лепестки раздвигаются, пропуская внутрь шаровую головку и упруго охватывая ее после окончания деформации.

После ввода головки пальца с вкладышем в корпус шарнира производят осевое сжатие пакета с помощью стопорного кольца, завальцованного в корпус шарнира (не показано).

В процессе эксплуатации шарнира, например в передней подвеске колес автомобиля, вкладыш благодаря специфике своей конструкции, обеспечивает равномерно упругое сжатое состояние соединения. При восприятии таким соединением колебаний шарнира в различных плоскостях плотность посадки пальца в шарнире поддерживается автоматически за счет осевой и радиальной упругости лепестков вкладыша. Эти колебания гасятся и поглощаются в зонах меридиональных пазов 5, канавки 6 и продольных прорезей 4. Кроме того, пазы 5 и центральная канавка 6 играют роль активных накопителей смазки и продуктов износа.

Использование: для передней подвески транспортных средств. Сущность изобретения: во вкладыше шарового шарнира, выполненном из термопластичного материала со сферической внутренней поверхностью и усеченном с торца, с радиальными сквозными продольными прорезями, скругленными в основании и расположенными по окружности усеченного торца (длина их превышает высоту усеченной части вкладыша), на внутренней поверхности выполнены меридианальные пазы и центральная канавка, причем меридианальные пазы по расположению совпадают со сквозными прорезями и выполнены сообщающимися с центральной канавкой. При этом глубина меридианальных пазов и канавки выполнена менее половины толщины стенки вкладыша, диаметр центральной канавки в 4,5 раза больше ширины прорезей, а наружняя поверхность вкладыша выполнена сферической с расположенными между прорезями выступами. 3 ил.

ВКЛАДЫШ ШАРОВОГО ШАРНИРА, выполненный из термопластичного материала со сферической внутренней поверхностью и усеченным с торца, с радиальными сквозными продольными прорезями, скругленными в основании и расположенными по окружности усеченного торца, длина которых превышает высоту усеченной части вкладыша, отличающийся тем, что на его внутренней поверхности выполнены меридиональные пазы и центральная канавка, причем меридиональные пазы по расположению совпадают со сквозными прорезями и выполнены сообщающимися с центральной канавкой, при этом глубина меридиональных пазов и канавки выполнены не менее половины стенки толщины вкладыша, диаметр центральной канавки в 4,5 раза больше ширины прорезей, а наружная поверхность вкладыша выполнена сферической с расположенными между прорезями выступами.