CZ103196A3 - Ball-and-socket joint - Google Patents

Description

Vynález se týká kulového kloubu, zejména pro spojovací tyče a táhla řízení užitkových motorových vozidel, který má skříň kloubu, ve které je otočně a sklopně uložena úložná koule kulového čepu prostřednictvím ložisková pánve, která je uspořádána tvarově pevně ve spodní části skříně kloubu a která podpírá úložnou kouli pod jejím největším průměrem na kulové prstencové úložné ploše při zatížení pružⁿou silou, vytvářenou prostřednictvím pružinového elementu, který současně vytváří horní ložiskovou pánev a který je opřen na spodní straně víka, uzavírajícího skříň kloubu.

Dosavadní __s tav _ techniky

Takové kulové klouby jsou známé. U těchto kulových kloubů je víko svým okrajem tvarově pevně zaválcováno do drážky skříně kloubu, a to společně s okrajem pružinového elementu, který dosedá svým středem na spodní stranu víka a svou pružnou sílu vytváří prstencovou oblastí, která je upravena mezi jeho centrálním dosednutím a mezi okrajovým upnutím.

Tato známá konstrukce má tu nevýhodu, že pružné vlastnosti pružinového elementu se při montáži kulového kloubu téměř úplně spotřebují pro vyrovnání tolerancí, protože poloha víka a tím i pružinového elementu proti skříni kloubu je předem dáa drážkou, vytvořenou ve skříni. Proto vzni ká v tomto známém kulovém kloubu předčasně volná vůle již při nepatrném opotřebení, takže kloub má jen omezenou životnost a vytváří se nebezpečí úplného předčasného výpadku, když progresivně narůstající opotřebení překročí danou hodnotu.

Podstata^vynálezu

Vynález si klade za úkol dále zdokonalit kulový kloub v předcházejícím popsaného typu tak, aby se po montáži vytvořil definovaný výchozí stav s úplným odstraněním výrobních tolerancí a pružinový element ve výchozím stavu poskytoval definované pružné síly, které se opotřebením vznikající pružností kloubu vyrovnávají až do dosažení definovaného opotřebení.

Vyřešení vytčeného úkolu je zajištěno kulovým kloubem podle vynálezu tak, že víko, které je vytvořeno s vnějším průměrem přesahujícím ve výchozím stavu vnitřní průměr skříně kloubu, je svou okrajovou oblastí podepřeno silově pevně ve skříni kloubu, a pružinový element je výlučně ve středu víka podepřen ke středu směřujícími pružinovými jazýčky, které na svém vnějším okraji přecházejí do válcové centrální části, na kterou navazuje kulová prstencová okrajová oblast, dosedající na povrchovou plochu úložné koule.

Při montáži kulového kloubu zdokonaleného podle vynálezu je víko prostřednictvím předem stanovené, ve středu víka přiváděné síly pružně deformováno tak, že okraj víka, který ve výchozím stavu překračuje svým vnějším průměrem vnitrní průměr skříně kloubu, vstoupí do otvoru skříně kloubu. Víko je tak značně zatlačeno do skříně kloubu, že válcová centrální část definovaně dosedne na povrchovou plochu úložné kotile, přičemž okraj víka se silově pevně pod píra ve skříni kloubu. ^va podkladě tohoto silově pevného podepření okraje víka ve skříni zaujme víko na konci své montáže polohu, která je dána odpovídajícími výrobními tolerancemi a nikoli tvarovým spojem, jako je tomu u stavu techniky.

Protože na konci montážního stavu válcová centrální část pružinového elementu dosedá tvarově pevně na povrchovou plochu úložné koule, jsou pružné jazýčky pružinového elementu definovaně deformovány se svou maximální pružností, takže na podkladě svojí elasticity poskytují co největší pružnou sílu. Ve smontovaném kulovém kloubu jsou tak odstraněny všechny výrobní tolerance, aniž by k tomu bylo třeba spotřebovávat Část pružných sil pružinového elementu. Pružné síly jsou tak se svojí maximální hodnotou k dispozici pro vyrovávání opotřebeí, které vzniká při využívání kulového kloubu. Prostřednictvím třecích drah pružných jazýčků na víku se tak vytváří současně vlastní tlumení kloubu, které podstatně snižuje předčasné opotřebení vznikající vysokofrekvenčními a rázovými zatíženími mezi povrchovou plochou koule a úložnou plochou.

Jakmile se dosáhne maximálního přípustného opotřebení mezi úložnou koulí a mezi ložiskovou pánví, jsou pružné síly pružinového elementu spotřebovány, aniž by však s tím byl spojen výpadek funkce kloubu. Kulový kloub tak upozorňuje svou citelnou vůlí na potřebnou výměnu, aniž by přitom však byl funkčně neschopný.

Aby se ve výchozím stavu, to znamená před montáží, vytvořil vnější průměr víka větší než vnitřní průměr skrí ně kloubu, tak se podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu předpokládá, že v okrajové oblasti víka je vytvořeno prstencové, k pružinovému elementu upravené zahloubení, jehož neutrální vlákno je pod prstencovou dotykovou čárou spodního okraje víka na válcové vnitřní ploše skříně klon bu. Tím se vytvoří elasticky pružná okrajová oblast pro víko, která mimoto vede ke spolehlivému, silově pevnému upevnění okraje víka v otvoru skříně kloubu.

Výlučně z bezpečnostních důvodů lze podle dalšího vý hodného vytvoření vynálezu po ukončení montáže víka pro vytvoření tvarově pevné zarážky okraj skříně kloubu zavál covat. Toto zaválcování však nevytváří žádné tvarově pevné upevnění okraje víka v průběhu montážního procesu.

Podle výhodného provedení kulového kloubu podle vyná lezu vybíhá kulová prstencová okrajová oblast pružinového elementu, navazující na centrální část, do navenek odstávajícího prstencového nákružku. Tímto uspořádáním se zajistí z hlediska procesu bezpečná výroba pružinového elementu.

Podle vynálezu se také navrhuje, aby pružné jazýčky při vytvoření odvalovacího zaoblení kontinuálně přecházely do válcové centrální části pružinového elementu. Tím se zabrání místním deformacím, které by mohly vytvořit ne žádoucí místa zlomu.

Přehled obrázků na vvkresech

V dalším je ve spojení s výkresovou části popsán pří klad provedení kulového kloubu podle vynálezu, příslušného pružinového elementu a víka, jakož i znázornění montáže víka a chování kloubu z hlediska opotřebení.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn podélný řez kloubem před a po montáži víka.

Na obr. 2 je znázorněn řez příslušným pružinovým elementem před jeho montáží. Va obr. 3 je znázorněn půdorys pružinového elementu podle obr. 2.

Na obr. 4 je ve větším měřítku znázorněn řez víkem, a to opět před montáží a po montáži.

Na obr. 5 je znázorněn podélný řez, který odpovídá obr. 1, a to kloubem po maximálním opotřebení.

Příklad_grovedení_vynálezu

Kulový kloub, který je v levá polovině obr. 1 znázorněn před montáží víka 5 a v pravé polovině obr. 1 po montáži víka 5, má skříň JL kloubu, která je opatřena válcovým otvorem la a kulovou prstencovou úložnou plochou lb pro uložení ložiskové pánve 2. Ložisková pánev 2 má radiálně navenek odstávající okraj 2a a končí před průchozím otvorem lc ve spodní části skříně J_ kloubu pro kulový čep 3.

Kulový čep 3 má u tohoto příkladu provedení mírně kuželovitou čepovou část 3a, která prostřednictvím protilehle kuželovitého přechodu 3b přechází do úložné koule 3c. Tato úložná koule dc dosedá pod svým největším průměrem na kulovou prstencovou úložnou plochu Ložiskové pánve 2.

Úložná koule 3c je pružinovým elementem 4 zatížena ve směru na ložiskovou pánev 2, což je znázorněno na příkladu provedení v obr. 2 a obr. 3. Jak je z tohoto znázornění patrno, má pružinový element 4 u tohoto příkladu provedení čtyři ke středu směřující pružné jazýčky 4a, které prostřednictvím zaoblení přecházejí do válcové centrální části 4b. ^va tuto válcovou centrální část 4b navazuje kulová prstencová okrajová oblast 4c, která návazně přechází do radiálně navenek odstávajícího prstencového nákružku 4d. Pružinový element 4 dosedá svou kulovou prstencovou okrajovou oblastí 4c nad největším průměrem úložné koule 3c na její povrchovou plochu.

Ve smontovaném stavu jsou pružné jazýčky 4a podepřeny svou do špičky se sbíhající koncovou oblastí na spodní straně víka 5, které je ve větším měřítku znázorněno na obr. 4.

Jak je zde patrno, má víko 5 kruhovou, rovnou centrál ní oblast 5a, na kterou navazuje prstencové, ve směru k pružinovému elementu 4 upravené zahloubení 5b, které přechází do šikmo upravené okrajové oblasti 5c. ^va obr. 4 čer chované zakreslené neutrální vlákno 5d je upraveno v nejhlubším místě 5e zahloubení 5b pod prstencovou dotykovou čárou 5f, na kterou dosedá okraj víka 5 při a po montáži do válcového otvoru la skříně 1. kloubu.

Prostřednictvím uspořádání, které je znázorněno na obr. 4, se dosáhne toho, že je možné víko 5 zatlačit s poměrně nepatrnou montážní silou Fp která působí centrál ně na kruhovou centrální oblast 5a, do skříně J. kloubu. ^va podkladě zahloubení 5b a navazující šikmé okrajové oblasti 5c se při montáži ohne okrajová oblast 5c proti zatlačovacímu pohybu pružně nazpět, čímž se snadno vytvoří přizpůsobení ve výchozím stavu většího vnějšího průměru víka 2 ^na menší vnitřní průměr, to je na otvor la skříně 2 kloubu. Zatlačoyací pohyb víka 5 je ukončen, jakmile podle znázornění na obr. 1 vpravo dosedne válcová centrální oblast pružinového elementu 4, vytvořená zahloubením 5b,, bez vůle na úložnou kouli 3c. Tak se vyrovnají při uzávěru montáže víka 5 všechny výrobní tolerance. Podle znázornění na obr. 4 vpravo vytvoří pružně deformovaná okrajová oblast 5c víka 5 ve smontovaném stavu bezpečné upevnění okraje víka 5 na skříni 2 kloubu, protože v této okrajové oblasti 5c působící vratné síly mají sklon k tomu, aby vytlačily centrální oblast 5a víka 5 z válcového otvoru la skříně 2 kloubu nazpět, tedy ji vlastně zatlačily, čímž se zabrání k tomu potřebnému zvětšení průměru víka 5 dosednutím jeho okrajové oblasti 5c do válcového otvoru la skříně 2 kloubu. Tak se vytvoří svěrá síla F_o, která spolehlivě udržuje víko 5 ve válcovém otvoru la skříně 2 kloubu navzdory výlučně silově pevnému upevnění. V pravé polovině obr. 4 je dále znázorněno, že úhlem symbolizovaná vratná síla je větší než při montáži v této oblasti vytvářená montážní síla R^.

^va obr. 5 je znázorněn kulový kloub v podélném řezu, u kterého se úložná ložisková pánev 2 přemístila vé směru průchozího otvoru lc na podkladě opotřebení na úložné kouli 3c, případně na ložiskové pánvi 2 o opotřebením podmíněné posunutí Hy Pro jednoduchost je toto opotřebení znázorněno v lučně na ložiskové pánvi 2, která je na obr. 5 ve výchozím stavu vyznačena čárkovanými, čarami.

Toto axiální přemístění úložná koule 3c má za následek, že pružinový element 4 již nepůsobí na úložnou kouli 3c žádnou pružnou silou, protože pružné jazýčky 4a se již neopírají o víko 5.

^va obr. 5 je znázorněno tak velké opotřebení, že se mezi maximální možností přistavení Η,^χ, to znamená mezi maximální dráhou pružení pružných jazýčků 4a pružinového elementu 4 a mezi víkem 5 již vytvořila volná vůle Hg. Kulový kloub vytváří na podkladě táto volné vůle Hg hluk způsobený klepáním, což upozorňuje na potřebu výměny, aniž by došlo k narušení funkce kulového kloubu, protože úložná koule 3c je stejně jako před tím spolehlivě uložena a držena prostřednictvím ložiskové pánve 2 ve skříni J. kloubu. Va obr. 5 je taká zakresleno vlastní překrytí které se vytvoří při takovém opotřebení.

Claims (5)

1. NÁROKY

   1. Kulový kloub, zejména pro spojovací tyče a táhla řízení užitkových motorových vozidel, který má skříň kloubu, ve které je otočně a sklopně uložena úložná koule kulového čepu prostřednictvím ložiskové pánve, která je uspořádána tvarově pevně ve spodní části skříně kloubu a která podpírá úložnou kouli pod jejím největším průměrem na kulové prstencové úložné ploše při zatížení pružnou silou, vytvářenou prostřednictvím pružinového elementu, který současně vytváří horní ložiskovou pánev a který je opřen na spodní straně víka, uzavírajícího skříň kloubu, vyznačující se tím, že víko (5), které je vytvořeno s vnějším průměrem přesahujícím ve výchozím stavu vnitřní průměr skříně (1) kloubu, je svou okrajovou oblastí (5c) podepřelo silově pevně ve skříni (1) kloubu, a pružinový element (4) js výlučně ve středu víka (5) podepřen ke středu směřujícími pružinovými jazýčky (4a), které na svém vnějším okraji přecházejí do válcové centrální části (4b), na kterou navazuje kulová prstencová okrajová oblast (4c), dosedající na povrchovou plochu úložné koule (3c).
2. 2. Kulový kloub podle nároku 1, vyznačující se tím, že v okrajové oblasti (5c) víka (5) je vytvořeno prstencové, k pružinovému elementu (4) upravené zahloubení (5b), jehož neutrální vlikno (5d) je pod prstencovou dotykovou čárou (5f) spodního okraje víka (5) na válcové vnitřní ploše skříně (1) kloubu.
3. 3. Kulový kloub podle ároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že okraj (ld) skříně (1) kloubu je pro vytvoření tvarově pevné zarážky zaválcován.
4. 4, Kulový kloub podle nejméně jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že kulová prstencová okrajová oblast (4c) pružinového elementu (4), navazující na centrální část (4b), vybíhá do navenek odstávajícího prstencového nákružku (4d).
5. 5. Kulový kloub podle nejméně jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že pružné jazýčky (4a) při vytvoření odvalovacího zaoblení kontinuálně přecházejí do válcové centrální části (4b) pružinového elementu (4).