Подшипниковый узел карданного шарнира Советский патент 1992 года по МПК F16C33/76 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к подшипниковым узлам карданных шарниров, и может быть использовано в отраслях техники, где применяются подшипники качения, в частности в автомобиле и тракторостроении.

Известно уплотнение опоры качения универсального шарнира (Патент ФРГ №. 3118430, кл. F 16 С 33/76).

В данном уплотнении крестовины универсального шарнира манжета устанавливается в наружное кольцо с натягом по наружному диаметру и фиксируется в нем металлическим держателем, нижняя лапка которого входит в канавку манжеты, а вторая лапка (верхняя) опирается с катягом на внутреннюю поверхность кольца, два усика манжеты опираются на вал шипа крестовины. Между торцем кольца и заплечиком шипа установлено внешнее уплотнение двухкромочное. кромки которого упираются в торец кольца.

Известны также подшипники роликовые карданного шарнира (патент ФРГ Nk 3116592, кл. F 16 С 19/76, 1981). одна из рабочих кромок уплотнения поджимается пружиной. На шипе крестовины установлен дополнительный металлический колпачок, создающий с резино-армированным уплотнением лабиринт

Известен также подшипниковый узел карданного шарнира (материалы симпозиума Изделия фирмы INA в автостроении М 3.02.88 г. схема 162348).

Подшипниковый узел карданного шарнира содержит корпус, ступенчатый шип крестовины и смонтированный на шипе карданный подшипник с наружным штампованным кольцом, имеющим загнутый в сторону шипа бортик а также установленное между внутренней поверхностью наружного кольцу и наружной поверхностью шипа внутреннее уплстнение и размещенное со стороны наружной поверхности борсо

С

vi о ю о

тика наружного кольца наружное уплотнение. Металлическая шайба Г-образной формы опирается своей торцевой поверхностью на упругий элемент внутреннего уплотнения, а внутренним диаметром входит в-паз наружного уплотнения. Данный подшипниковый узел принимаем за прототип.

Недостатком подшипникового узла является - недостаточное количество точек контакта уплотнений (три точки), что не обеспечивает достаточной герметичности подшипника.

Целью изобретения является повышение ресурса работы подшипникового узла карданного шарнира за счет улучшения его герметизации. Поставленная цель достигается тем, что подшипник снабжен установленной с натягом на шипе крестовины металлической втулкой J-образного сечения, вертикальная часть которой размеще- на между торцевой поверхностью ступени шипа крестовины и наружным уплотнением, внутреннее уплотнение размещено со стороны наружного уплотнения и выполнено с торцевой продольной кольцевой канав- кой для размещения в ней горизонтальной части упомянутой металлической втулки, наружное уплотнение выполнено U-образного сечения и смонтировано с натягом на горизонтальной части упомянутой металличе- ской втулки.

Высота бортика кольца выбирается из условия обеспечения натяга между поверхностью бортика и наружной поверхностью внутреннего уплотнения, с целью уменьше- ния повреждения упругих элементов внутреннего уплотнения края канавки выполнены под углом.

Два упругих элемента внутреннего уплотнения поджимаются к горизонтальной части металлической втулки, нижний - шипом крестовины, верхний - головкой уплотнения за счет натяга на внутренней поверхности кольца, при этом в глубине канавки упругие элементы внутреннего уп- лотнения не касаются острых кромок металлической втулки за счет имеющегося осевого зазора. Наружное уплотнение U-образного сечения своей наружной хромкой касается бортика наружного кольца, второй кромкой касается вертикальной части металлической втулки.

Наружное уплотнение U-образного сечения работает как уплотнительное кольцо и как грязесъемная манжета.

В отличие от прототипа, предлагаемая конструкция внутреннего уплотнения и металлической втулки J-образного сечения, расположенной со стороны наружного уплотнения и размещенной своей горизонтальной частью в продольной канавке внутреннего уплотнения, обеспечивают наибольшую герметичность подшипника, его компактность, способствуют удержанию в нем рабочей смазки и, тем самым, способствуют повышению долговечности подшипника и узла в целом.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию новизна. При изучении других известных технических решений в данной области техники, признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию существенные отличия.

На фиг. 1 изображен подшипниковый узел карданного шарнира, который содержит корпус вилки 12. ступенчатый шип крестовины 7 и смонтированный на шипе карданный подшипник с наружным штампованным кольцом 2, в котором расположены игольчатые тела качения 3, установленные между полиамидной шайбой 4 и металлической шайбой 5 привулканизированноЛ к торцевой поверхности внутреннего уплотнения 6. В радиальном направлении игольчатые тела качения 3 контактируют с поверхностью качения наружного кольца 2 и поверхностью качения шипа крестовины 7.

Внутреннее уплотнение 6 выполнено резиноармированным с использованием металлической шайбы 5 и установлено в радиальном направлении между внутренней поверхностью наружного кольца 2 и наружной поверхностью шипа крестовины 7. В осевом направлении внутреннее уплотнение 6 контактирует с поверхностью металлической шайбы 5, с внутренней поверхностью загнутого бортика и в канавке с поверхностями горизонтальной части металлической втулки -образного сечения 8.

Металлическая втулка J -образного сечения 8 установлена с натягом на ступени шипа крестовины, вертикальная часть которой размещена между торцевой поверхностью ступени шипа и наружным уплотнением 9. Наружное уплотнение U-образногс сечения 9 установлено с натягом на горизонтальную часть упомянутой металлической втулки 8 и в осевом направлении размещено между поверхностью вертикальной части металлической втулки 8 и наружной поверхностью загнутого бортика наружного кольца 2.

Подшипниковый узел работает следующим образом.

Подшипник, заполненный рабочей смазкой сборе с внутренним уплотнением 6 устанавливается на вал шипа крестовины 7, на котором уже напрессована металлическая втулка J-образного сечения 8 с наде- тым на нее с натягом наружным уплотнением U-образного сечения 9, при этом свободный конец горизонтальной части упомянутой металлической втулки 8 должен с натягом войти в канавку 1 внутреннего уплотнения подшипника.

Упругие элементы 10, 11 внутреннего уплотнения поджимаются к металлической втулке J-образного сечения 8 с внутренней стороны поверхностью шипа крестовины 7, а с наружной стороны - головкой внутреннего уплотнения за счет натяга между внутренней поверхностью наружного кольца 2 и наружной поверхностью внутреннего уплотнения 6, Шип крестовины 7 в эксплуата- ции совершает качательные движения в обе стороны на угол до 24° относительно наружного кольца 2 подшипника, создавая перемещение тел качения 3 (игольчатых роликов).

Фиксация наружного кольца 2 подшипника в вилке 12 шарнира карданной передачи осуществляется разжимным стопорным кольцом 13, установленным в проточке вилки 12 шарнира карданной передачи.

Вместе с шипом крестовины 7, телами качения 3 совершает качательные движения металлическая втулка.-образного сечения 8 с напрессованным на нее U-образным на- ружным уплотнением 9.

Во избежание повреждения рабочих поверхностей внутреннего уплотнения 6 в канавке 1 предусмотрен осевой зазор между донышком канавки уплотнения 6 и тор- цем горизонтальной металлической втулки 8.

В результате взаимодействия отдельных элементов уплотнений образуется комплекс из четырех уплотняющих поверхностей (кромок), создающих более надежную защиту внутренней полости подшипника от попадания инородных тел.

Использование предлагаемого изобретения позволит обеспечить надежную герметизацию подшипника при сравнительно малых габаритных размерах подшипника, сохраняя в подшипнике рабочую смазку и, тем самым, повысить надежность и долго вечность подшипника.

Для внедрения данного изобретения Е промышленности необходимо обеспечить серийное производство карданных подшипников предлагаемой конструкции на подшипниковых заводах отрасли, а также их комплектующих деталей на автомобильных заводах, для чего потребуется не менее лет.

Формула изобретения Подшипниковый узел карданного шарнира, содержащий корпус, ступенчатый шип крестовины и смонтированный на шипе карданный подшипник с наружным штампованным кольцом, имеющим загнутый в сторону шипа бортик, а также установленное между внутренней поверхностью наружного кольца и наружной поверхностью шипа внутреннее уплотнение и размещенное со стороны наружной поверхности бортика наружного кольца наружное уплотнение, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы за счет улучшения герметизации, он снабжен установленной с натягом на шипе крестовины металлической втулкой J-образного сечения, вертикальная часть которой размещена между торцевой поверхностью ступени шипа и наружным уплотнением, внутреннее уплотнение размещено со стороны наружного уплотнения и выполнено с торцевой продольной кольцевой канавкой для размещения в ней горизонтальной части упомянутой металлической втулки, наружное уплотнение выполнено U-образного сечения и смонтировано с натягом на горизонтальной части металлической втулки.

7/

W 3 ff

Использование: в машиностроении для шарниров карданных передач. Сущность изобретения: подшипниковый узел содержит смонтированные на шипе карданный подшипник и внутреннее и наружное уплотнения. На шипе крестовины смонтирована с натягом металлическая втулка -образного сечения Горизонтальная часть втулки размещена в предусмотренной в теле внутреннего уплотнения торцевой продольной кольцевой канавке Вертикальная часть втулки расположена между торцевой поверхностью ступени шипа и наружным уплотнением. Наружное уплотнение выполнено U-образного сечения и смонтировано с натягом на горизонтальной части металлической втулки. Это обеспечивает надежную герметизацию и надежность узла 1 ил