ЭЛАСТИЧНЫЙ ШАРНИР РЕССОРЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1999 года по МПК B60G11/12 F16F1/38 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и эксплуатации транспортных средств, а более конкретно - к соединению листовой рессоры с рамой автомобиля и троллейбуса.

Известен шарнир скольжения в соединении листовой рессоры с рамой автомобиля, который содержит накладное ушко рессоры с втулкой и рессорный палец, соединяющий ушко рессоры с кронштейном на раме. В таком шарнире высокие динамические нагрузки приводят к быстрому износу деталей шарнира - пальца и втулки ушка, вследствие чего шарнир требует регулярной смазки и частой замены пальца и втулки.

Известен шарнир в виде эластичной опоры ушка листовой рессоры автомобиля по патенту ЕПВ (ЕР) N 0 493 731 (опубл. 92 07 08 N 28), содержащий металлический палец, втулку пальца, эластичную втулку, промежуточную втулку и втулку ушка, при этом втулка пальца, эластичная и промежуточная втулки с помощью шайбы и гайки плотно закреплены в кронштейне рессоры. Известен также шарнир, наиболее близкий к предлагаемому, в виде эластичной резиновой опоры (П.П.Лукин, Г.А.Гаспарянц, В.Ф.Родионов "Конструирование и расчет автомобиля", М. "Машиностроение", 1984 г., рис. 164, "г"), имеющий палец и резиновые втулки, которые при сборке в осевом направлении сжимаются усилием, обеспечивающим поворот ушка рессоры относительно пальца. Указанные шарниры в виде эластичных опор снижают или полностью исключают необходимость в смазывании, уменьшают динамические нагрузки, вибрацию и скручивание рессоры. Однако эластичные резиновые элементы при такой конструкции шарнира имеют ограниченную жесткость соединения, что может вызвать дополнительное колебание, вследствие чего указанные эластичные опоры не применяются при значительных величинах нагрузок, характерных для транспортных средств повышенной грузоподъемности.

В то же время известен резинометаллический шарнир гусеничной цепи (авторские свидетельства СССР N 1418169, N 1428654 и другие), содержащий в проушинах соединительный палец с кольцевыми резиновыми элементами и ограничителями радиального перемещения.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения нагрузочной способности эластичной опоры ушка листовой рессоры транспортного средства.

Для достижения этого технического результата в шарнире, содержащем проушины кронштейна рессоры, проушину ушка рессоры с металлической втулкой и металлический палец, палец выполнен с участками разного диаметра, и на участках меньшего диаметра палец имеет связанные с ним эластичные кольца, а участки большего диаметра являются ограничителями радиального перемещения эластичных колец.

Отличительным признаком предлагаемого шарнира от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является наличие у пальца чередующихся участков с различной жесткостью.

Благодаря наличию этого признака шарнир при небольших нагрузках обладает необходимыми амортизационными свойствами, а при увеличении нагрузки жесткость шарнира также увеличивается, что позволяет применить шарнир в большегрузных транспортных средствах.

Предлагаемый шарнир показан на чертеже с разрезом по оси пальца.

Эластичный шарнир рессоры содержит две проушины 1 кронштейна рессоры, проушину 2 с металлической втулкой накладного ушка рессоры, палец 3 рессоры с эластичными кольцами 4 и ограничителями 5 радиального перемещения эластичных колец. Эластичные кольца выполнены между ограничителями радиального перемещения и имеют с ними клинообразный (в осевом сечении) зазор и могут выполняться с продольными по внешнему диаметру выемками для обеспечения лучшей работоспособности на скручивание. Для обеспечения достаточной первоначальной жесткости шарнира после запрессовки пальца эластичные кольца выполнены с внешним диаметром больше диаметра отверстий проушин шарнира, а для обеспечения эластичности шарнира в широких пределах изменения нагрузки диаметр ограничителей радиального перемещения выполнен меньше диаметра проушин шарнира. Необходимую прочность пальцу придает размещение в местах соединения проушин ограничителей радиального перемещения, причем каждый из этих ограничителей частично размещен в проушине кронштейна рессоры и частично в проушине накладного ушка рессоры.

Работа шарнира осуществляется следующим образом.

При циклических поворотах проушины 2 накладного ушка рессоры относительно проушин 1 кронштейна рессоры эластичные кольца 4 пальца 3 работают на скручивание и деформируются в окружном направлении. Одновременно вследствие вертикальных и продольных сил (от веса транспортного средства, от тяговых или тормозных усилий) эластичные кольца деформируются в радиальном направлении. При небольших нагрузках деформация эластичных колец невелика, кольца имеют небольшую радиальную жесткость и вследствие этого хорошие амортизационные свойства. При увеличении радиальной нагрузки и соответственно дальнейшей деформации эластичных колец постепенно уменьшается вплоть до полного смыкания осевой зазор между эластичными кольцами и ограничителями радиального перемещения и происходит плавное нарастание радиальной жесткости шарнира. При дальнейшем увеличении тяговой нагрузки начинают работать ограничители радиального перемещения и шарнир становится полностью жестким.

Таким образом, шарнир обеспечивает высокие амортизационные свойства в широком диапазоне изменения нагрузок, выдерживает повышенные тяговые нагрузки, не теряя при этом способности восстанавливать амортизационные свойства после снятия повышенных нагрузок, и вследствие этого без технического обслуживания в течение длительного времени сохраняет свою работоспособность.

Эластичный шарнир рессоры транспортного средства. Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к транспортным средствам с рессорной подвеской. Шарнир содержит проушины кронштейна рессоры, проушину ушка рессоры и палец. Палец имеет участки с различной жесткостью, при этом участки с эластичными кольцами обеспечивают шарниру амортизационные свойства при небольшой нагрузке, а участки с ограничителями радиального перемещения эластичных колец обеспечивают шарниру необходимую жесткость при большой нагрузке. Технический результат - повышение нагрузочной способности эластичной опоры ушка листовой рессоры транспортного средства за счет применения в шарнире рессорного кольца, имеющего участки с различной жесткостью. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Эластичный шарнир рессоры транспортного средства, содержащий проушины кронштейна рессоры и расположенную между проушинами кронштейна проушину ушка рессоры, соединенные металлическим пальцем, отличающийся тем, что металлический палец выполнен с чередующимися участками разного диаметра, и на участках меньшего диаметра палец имеет связанные с ним эластичные кольца, а участки пальца большого диаметра являются ограничителями радиального перемещения эластичных колец, причем в каждой проушине шарнира расположены эластичные кольца и ограничители радиального перемещения эластичных колец. 2. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения прочности соединения и уменьшения деформации пальца, в местах соединения проушин расположены ограничители радиального перемещения эластичных колец и каждый из них частично размещен в проушине кронштейна и частично в проушине ушка рессоры. 3. Шарнир по п.1 или 2, отличающийся тем, что эластичные кольца с целью обеспечения необходимой жесткости и амортизационных свойств шарнира после запрессовки пальца выполнены с внешним диаметром больше диаметра проушины ушка и кронштейна рессоры, а диаметр ограничителей радиального перемещения меньше диаметра проушин ушка и кронштейна рессоры. 4. Шарнир по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что, с целью плавного перехода к большей жесткости при увеличении нагрузки эластичные кольца имеют торцы, выполненные с наклоном в сторону кольца при переходе от внутреннего диаметра к внешнему, что обеспечивает шарниру амортизационные свойства при небольшой нагрузке, а при большой нагрузке - высокую жесткость при смыкании зазора между торцами эластичных колец и торцами ограничителей радиального перемещения эластичных колец.