PL241393B1 - Adaptacyjny przegub kulowy - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest adaptacyjny przegub kulowy przeznaczony do wykorzystania w przegubach robotów, a w szczególności w przegubach robotów kroczących, egzoszkieletów oraz robotów humanoidalnych pracujących w warunkach wysokiej stabilności pozostawania w określonej pozycji i zmniejszenia oporów ruchu podczas przemieszczania się. Adaptacyjny przegub kulowy posiadający górny zespół i dolny zespół. Górny zespół obejmuje kulowy sworzeń (1) zakończony kulą, w której osadzony jest sprężysty sworzeń (7) zakończony kulistym elementem (8). Dolny zespół obejmuje trzpień (4), cylindryczną obudowę, która ma boczne otwory (10). W bocznych otworach (10) osadzone są suwliwie pierścienie ślizgowe (13) które, poprzez sprężynę dociskową (14) i dociskowe wkrętki (15), połączone są ślizgowo z kulą. W trzpieniu (4) znajduje się stożkowy otwór (12), w którym umieszczony jest kulisty element (8) sprężystego sworznia (7). Przegub posiada możliwość wstępnej regulacji zmiany wartości luzu i oporu ruchu. Konstrukcja przegubu zapewnia samoczynny powrót górnego zespołu i dolnego zespołu do położenia początkowego.

Description

PL 241 393 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest adaptacyjny przegub kulowy przeznaczony do wykorzystania w przegubach robotów, a w szczególności robotów kroczących, egzoszkieletów oraz robotów humanoidalnych pracujących w warunkach wysokiej stabilności pozostawania w określonej pozycji i zmniejszenia oporów ruchu podczas przemieszczania się. Wynalazek znajduje zastosowanie w układach technicznych gdzie wymagana jest wysoka stabilność ruchu zwłaszcza w robotyce, w robotach wielonożnych, w robotach humanoidalnych, w urządzeniach pomiarowych, w manipulatorach i robotach przemysłowych.

W stanie techniki znany jest przegub kulowy, na przykład z polskiego patentu nr 211105, który posiada część kulistą, część nieruchomą oraz zespół ochronno-uszczelniający, który stanowi kołpakowa pokrywa z dwustopniowym gniazdem z osadzonymi elementami uszczelniającymi przylegającymi do powierzchni części kulistej przegubu.

Patent europejski nr EP 0481212 przedstawia przegub kulowy posiadający kulisty łeb, sworzeń przegubu i kulowy sworzeń łączący umieszczony w obsadzie złącznej o wnętrzu w kształcie naczynia, w którym może być poruszany w sposób wychylny. Przegub kulowy jest ślizgowo zmontowany w łożysku dołączonym do obsady złącznej.

Kolejny przegub kulowy według patentu nr 198014, cechuje się tym, że składa się z dwóch części, z których druga część ma kulisty otwór połączony zatrzaskowo z pierwszą częścią w kształcie kuli z odchodzącą szyjką mającą półkulistą osłonę umieszczoną ślizgowo na zewnętrznej powierzchni kulistego otworu, przy czym średnica otworu kulistego w świetle jest mniejsza od średnicy kuli, a kula z odchodzącą szyjką jest wykonana z jednego materiału.

Z amerykańskiego opisu patentowego US 8714862 znany jest przegub kulowy posiadający sprężynę dyskową w pierścieniowym wgłębieniu, w obciążonym osiowo ślizgowym dolnym gnieździe. Sprężyna dyskowa służy do wstępnego obciążenia i ściskania górnego gniazda w dół w kierunku końca kulistego łba. Wstępne obciążenie utrudnia ruch obrotowy osiowy lub rotacyjny sworznia kulistego do momentu przyłożenia minimalnego obciążenia, w celu przekroczenia obciążenia wstępnego i spowodowania ruchu.

Przegub według patentu nr US 9291195, ujawnia zespół przegubu kulowego, w którym część kulowa sworznia jest umieszczona wewnątrz tulei łożyskowej w kształcie miseczki, a część trzonowa części kulowej wystaje z otwartego wnętrza przez otwarty koniec obudowy w celu połączenia z innym elementem. Dolne łożysko jest umieszczone w tulei łożyskowej i zawiera przedłużenie, które rozciąga się do otworu tulei łożyskowej trzymającej dolne łożysko w ustalonym położeniu wewnątrz tulei łożyskowej.

Uniwersalny przegub kulowy według patentu nr US 8353776 zawiera pierwszy korpus obrotowy i drugi korpus obrotowy, połączone ze sobą obrotowo. Pierwszy korpus obrotowy zawiera eliptyczny łeb i część łączącą. Łeb ma główną oś i mniejszą oś prostopadłą do głównej osi. Drugi korpus obrotowy wyznacza eliptyczne gniazdo kulowe sprzęgnięte obrotowo z łbem pierwszego korpusu obrotowego tak, że łeb może obracać się wokół głównej osi lub mniejszej osi łba.

Znany ze stanu techniki przegub kulowy według patentu nr US 6533491, cechuje się tym, że dolne łożysko wyznacza dolną powierzchnię nośną otaczającą kulisty łeb po stronie otworu obudowy oraz przeciwległe górne ruchome łożysko wyznacza górną powierzchnię nośną, przy czym górne łożysko jest popychane przez sprężynę przy kulistym łbie, tak, aby móc poruszać się w kierunku dolnego łożyska, w sytuacji gdy zużywają się kulisty łeb lub dolne łożysko.

Kolejny przegub kulowy według patentu nr US 7083356 posiada przegub kulowy z układem ograniczania ruchu kątowego pozwalający na swobodny ruch obrotowy sworznia kulistego, ale jednocześnie ogranicza ruch kątowy tego samego sworznia typu kulkowego w pewnym z góry określonym kierunku. Układ ograniczania ruchu według korzystnego przykładu wykonania jest stosowany w drążkach kierowniczych lub łączących, gdzie niepożądany jest ruch obrotowy względem jego osi wzdłużnej.

Z patentu europejskiego EP 1662158 znany jest przegub kulowy mający gniazdo z obudową mieszczącą kulowo ukształtowaną część przegubu i umożliwiającą jej ruch ślizgowy. Obsada obudowy jest skonfigurowana dla powstrzymania wzajemnego ruchu pomiędzy obsadą i gniazdem. Przegub zawiera element w kształcie ściętego stożka w obsadzie i przystającą część tego stożka w gnieździe. Ponadto obsada i gniazdo mają rowkowane powierzchnie, sprzężone między sobą, dla: zapewnienia zamocowania obudowy z gniazdem; zapobieżenia względnemu ruchowi pomiędzy obudową i gniazdem, a także uszczelnienia pierwszej obwodowej powierzchni stykowej pomiędzy obsadą i gniazdem.

PL 241 393 B1

Istnieją również w stanie techniki rozwiązania przedstawiające sprężynę pneumatyczną z przegubem kulowym według patentu nr EP 1797346. Rozwiązanie to zawiera przegub kulowy, który ma sferoidalny element łożyskujący w panewce łożyska. Panewka łożyska jest nastawialna na sferoidalnym elemencie łożyskującym za pomocą elementu zaciskowego.

Stan techniki ujawnia również przegub kulowy opisany w zgłoszeniu patentowym nr P.419462. Przegub ten składa się z panewki z tworzywa sztucznego i metalowego sworznia kulowego, osadzonych w gnieździe przegubu metalowego korpusu. Do dna panewki poprzez metalową podkładkę przylega sprężysty pierścień dociskowy, ściśnięty poprzez zamykającą gniazdo przegubu zaślepkę, który w wyniku wewnętrznych naprężeni dociskowych układu, cały czas napiera na panewkę, eliminując luzy przegubu.

Znany ze stanu techniki przegub kulowy opisany w patencie nr EP 0075414A1, w którym główka sworznia kulowego jest zamontowana w pierścieniu łożyska w gnieździe. Tuleja łożyska jest otoczona ściśniętą elastomerową tuleją, która otacza pierścień łożyska w obszarze równikowym główki, aby dociskać pierścień do główki, w celu wywierania obciążenia momentem obrotowym. Obciążenie momentem obrotowym można zmienić przez zmianę twardości materiału elastomerowego, z którego wykonana jest tuleja.

Innym znanym rozwiązaniem jest przegub kulowy według patentu nr US 3951557, w którym dzielone łożysko z tworzywa sztucznego jest doprowadzane do zetknięcia z kulą przez działanie sprężyny, która jest utrzymywana w otworze przez płytę pokrywy.

Kolejnym znanym rozwiązaniem jest przegub kulowy ujawniony w patencie nr US 6010271, mający tylko jeden otwór, przez który wszystkie elementy są instalowane podczas montażu i przez który wystaje trzpień. Komponenty te obejmują sprężynę dociskową, polimerowe łożysko dolne, trzpień i górne łożysko metalowe. Obwodowe krawędzie otworu są obracane lub walcowane, aby utrzymać elementy na miejscu i ściskać sprężynę dociskową.

Znany jest również w stanie techniki przegub kulowy ze ściskaniem według patentu nr EP 1866552, wykorzystujący dzielone górne łożysko ukształtowane tak, aby zapewnić powierzchnię nośną dla górnej i bocznej części sworznia kulowego, oraz aby umożliwić pełne sprzężenie jednocześnie z obudową i sworzniem kulowym.

W świetle znanego stanu techniki wynalazek, którym jest adaptacyjny przegub kulowy, rozwiązuje problem budowy przegubów do wielonożnych robotów kroczących oraz budowy węzłów kinematycznych współpracujących z elementami egzoszkieletów. Bardziej szczegółowo, wynalazek rozwiązuje problem budowy i eksploatacji adaptacyjnych przegubów kulowych do zastosowania w mikromechanizmach. Obecnie w stanie techniki nie są znane rozwiązania, które pozwoliłby na regulację oporów ruchu oraz luzu w połączeniu kulistym. Ponadto, w rozwiązaniach tych nie ma możliwości uzyskania równomiernego docisku pomiędzy współpracującymi powierzchni przegubu tak, aby była zapewniona odpowiednia stabilność pracy. Przy tym w znanych ze stanu techniki rozwiązaniach występuje brak możliwości samoczynnego powrotu roboczych elementów przegubu do położenia początkowego po ustaniu jego obciążenia.

W związku z powyższym, Zgłaszający opracował rozwiązanie eliminujące braki i niedoskonałości rozwiązań znanych ze stanu techniki.

Istotę wynalazku stanowi adaptacyjny przegub kulowy posiadający górny zespół, zawierający kulowy sworzeń zakończony kulą mającą kulistą powierzchnią, który osadzony jest z możliwością ruchu w dolnym zespole, zawierającym trzpień. Adaptacyjny przegub według wynalazku charakteryzuje się tym, że kula kulowego sworznia, od strony trzpienia ma prostopadłą do osi kulowego sworznia, płaską powierzchnię. Przy czym kula ta, od strony płaskiej powierzchni posiada umieszczony w osi kulowego sworznia otwór, w którym osadzony jest sprężysty sworzeń zakończony kulistym elementem. Dolny zespół posiada cylindryczną obudowę, mającą boczne otwory, która od strony przeciwległej do kulowego sworznia posiada cylindryczne zwężenie do którego, od wewnątrz, przyłączony jest połączeniem gwintowym trzpień. Trzpień od strony kulowego sworznia posiada stożkowy otwór, w którym umieszczony jest kulisty element, a w bocznych otworach osadzone są suwliwie pierścienie ślizgowe. Pierścienie ślizgowe, poprzez sprężynę dociskową i dociskowe wkrętki, połączone są ślizgowo z kulistą powierzchnią kuli.

Korzystnie jest gdy pierścień ślizgowy, posiada wkładkę, przy czym wkładka ma wklęsłą powierzchnię.

Zwłaszcza korzystnie jest gdy wklęsła powierzchnia wkładki ma promień odpowiadający promieniowi R kuli.

PL 241 393 B1

Korzystnie jest gdy sprężysty sworzeń, osadzony w otworze, połączony jest gwintowo z kulą kulowego sworznia.

Korzystnie jest gdy boczne otwory rozmieszczone są w jednakowych odstępach kątowych względem osi cylindrycznej obudowy.

Korzystnie jest gdy są co najmniej trzy boczne otwory.

Korzystnie osie bocznych otworów przecinają się w środku S obrotu przegubu.

Zwłaszcza korzystnie jest gdy osie bocznych otworów leżą na jednej prostej płaszczyźnie π albo leżą na jednej stożkowej płaszczyźnie.

Opcjonalnie w bocznych otworach umieszczone są pierścienie toczne posiadające obwodowy rowek w którym umieszczone są kulki.

Zwłaszcza korzystnie jest gdy kulki osadzone są w koszyku.

Korzystnie w otworze osadzony jest niesprężysty sworzeń, na którym osadzona jest spiralna sprężyna zakończona kulistym elementem.

Konstrukcja adaptacyjnego przegubu kulowego zapewnia to, że możliwy jest jego obrót w dowolnym kierunku. Przegub według wynalazku, w niektórych rozwiązaniach, posiada elementy sprężyste, które umożliwiają zwiększenie kąta wychylenia całego przegubu. Dzięki elementom sprężystym, po ustaniu działania obciążenia, możliwe jest samoczynne ustawienie się przegubu do położenia początkowego.

Zgodnie z wynalazkiem adaptacyjny przegub kulowy zawiera dwa zespoły tj. zespół górny i zespół dolny. Zespół górny posiada kulowy sworzeń zakończony kulą, która w dolnej części jest ograniczona płaską powierzchnią. W gwintowany otwór kulowego sworznia jest wkręcony sprężysty sworzeń zakończony kulistym elementem. Zespół dolny zawiera cylindryczną obudowę, która w dolnej części połączona jest gwintowo z trzpieniem, który posiada wewnętrzny stożkowy otwór. W bocznych otworach obudowy, rozmieszczonych w jednakowych odstępach kątowych po obwodzie, osadzono suwliwie pierścienie ślizgowe, które wyposażone mogą być we wkładki. Wkładki mają wklęsłą powierzchnię o promieniu R i przylegają one ślizgowo do powierzchni kulistej sworznia kulowego. Przy tym pierścienie ślizgowe są dociskane sprężynami dociskowymi, których napięcie wstępne jest regulowane za pomocą dociskowych wkrętek. Osie pierścieni ślizgowych przecinają się w środku S obrotu przegubu i leżą w płaszczyźnie π lub leżą na powierzchni stożka, gdy nie są one poziome. Kulisty element sprężystego sworznia, wkręconego w gwintowany otwór kulowego sworznia, zaczyna się stykać z powierzchnią stożkowego otworu od pewnego kąta α wychylenia przegubu. Jest to uzależnione od położenia trzpienia z wewnętrznym otworem stożkowym względem elementu kulowego i definiowane jest jako wysokość h. W wyniku dalszego zwiększenia kąta wychylenia przegubu α, sprężysty sworzeń zaczyna się odkształcać w kierunku promieniowym. Jednakże po ustaniu sił wymuszających odkształcenie sprężystego sworznia możliwy jest powrót przegubu według wynalazku do położenia początkowego, to znaczy tego w którym nie występowały siły wymuszające odkształcenie. Ponadto dla wysokości h>=hmax kontakt kulistego elementu sprężystego trzpienia z wewnętrzną powierzchnią stożkowego otworu w trzpieniu następuje dla dowolnego kąta α wychylenia przegubu. Zasada działania adaptacyjnego przegubu kulowego według wynalazku opiera się również na tym, że przegub posiada możliwość wstępnej regulacji zmiany wartości luzu i oporu ruchu. Odbywa się to dzięki dociskowym wkrętkom oraz sprężynom dociskowym. W celu zmiany oporów ruchu możliwe jest również zastosowanie pierścieni tocznych zamiast pierścieni ślizgowych.

Zaletą przegubu kulowego według wynalazku jest jego adaptacyjność do zmieniających się warunków pracy. Adaptacyjny przegub kulowy posiada możliwość regulacji luzu oraz oporu ruchu w połączeniu pierścieni ślizgowych lub pierścieni tocznych z kulistą powierzchnią kulowego sworznia zapewniającym przy tym obrót adaptacyjnego przegubu kulowego w dowolnym kierunku. Ponadto, zaletą wynalazku jest bezobsługowa eksploatacja przegubu dla par ślizgowych typu stal (kulowy sworzeń) - PTFE FRP (ślizgowy pierścień wzmocniony wkładką z włókna szklanego polimerowego zawierającego politetrafluoroetylen) lub tarciem tocznym pomiędzy kulistą powierzchnią adaptacyjnego sworznia kulowego a elementami tocznymi pierścienia tocznego.

Zgodnie z powyższym, problemy techniczne wynikające z rozwiązań ujawnionych w stanie techniki zostały rozwiązane dzięki przegubowi według wynalazku.

Przegub obrotowo-wahliwy został przedstawiony w przykładach wykonania i na rysunku na którym:

Fig. 1 przedstawia adaptacyjny przegub kulowy w widoku z przodu według pierwszego przykładu wykonania;

PL 241 393 B1

Fig. 2 przedstawia przekrój osiowy adaptacyjnego przegubu kulowego z Fig. 1 wzdłuż linii A-A;

Fig. 3 przedstawia przekrój poprzeczny adaptacyjnego przegubu kulowego z Fig. 1 wzdłuż linii

B-B;

Fig. 4 przedstawia adaptacyjny przegub kulowy z pierścieniami ślizgowymi w widoku izometrycznym z wycięciem ćwiartkowym;

Fig. 5 przedstawia widok przestrzenny obudowy adaptacyjnego przegubu kulowego z wycięciem ćwiartkowym;

Fig. 6 przedstawia widok z przodu sprężystego sworznia;

Fig. 7 przedstawia widok adaptacyjnego przegubu kulowego w pozycji wychylonego zespołu górnego;

Fig. 8 przedstawia widok adaptacyjnego przegubu kulowego z odkształconym sprężyście sworzniem sprężystym w pozycji wychylonego zespołu górnego;

Fig. 9 przedstawia adaptacyjny przegub kulowy w widoku z przodu według drugiego przykładu wykonania;

Fig. 10 przedstawia przekrój osiowy adaptacyjnego przegubu kulowego z Fig. 9 wzdłuż linii C-C;

Fig. 11 przedstawia przekrój poprzeczny adaptacyjnego przegubu kulowego z Fig. 9 wzdłuż linii D-D;

Fig. 12 przedstawia pierścień toczny w półwidoku i w półprzekroju;

Fig. 13 przedstawia widok przestrzenny pierścienia tocznego;

Fig. 14 przedstawia adaptacyjny przegub kulowy w widoku z przodu według trzeciego przykładu wykonania;

Fig. 15 przedstawia przekrój osiowy adaptacyjnego przegubu kulowego z Fig. 14 wzdłuż linii E-E;

Fig. 16 przedstawia przekrój adaptacyjnego przegubu kulowego według trzeciego przykładu wykonania w pozycji wychylonego zespołu górnego;

Fig. 17 przedstawia widok przestrzenny wkładki w przekroju cząstkowym;

Fig. 18 przedstawia widok przestrzenny wkładki w rzucie 3D.

P r z y k ł a d wykonania 1

W pierwszym przykładzie wykonania przedstawiony jest adaptacyjny przegub kulowy (fig. 1, 2, 3 i 4), który posiada górny zespół i dolny zespół. Górny zespół obejmuje kulowy sworzeń 1 zakończony kulą 2, która ma kulistą powierzchnią 3. Kulowy sworzeń 1 osadzony jest w dolnym zespole, przy czym kulowy sworzeń 1 ma możliwości ruchu w dolnym zespole. Kula 2 kulowego sworznia 1 ma prostopadłą do osi kulowego sworznia 1, płaską powierzchnię 5. Kula 2, od strony płaskiej powierzchni 5 posiada, umieszczony w osi kulowego sworznia 1, otwór 6. W otworze 6 osadzony za pomocą połączenia gwintowanego sprężysty sworzeń 7, który zakończony jest kulistym elementem 8. Sprężysty sworzeń 7 (fig. 6) wykonany jest ze stopu tytanu Ti6 14U-PE-UHMW. Dolny zespół obejmuje trzpień 4, który wkręcony jest za pomocą połączenia gwintowanego w cylindryczną obudową 9 (fig. 5). Obudowa 9 na fragmencie na którym łączy się z trzpieniem 4 posiada cylindryczne zwężenie 11. Obudowa 9 powyżej cylindrycznego zwężenia 11 jest szersza i ma trzy boczne otwory 10 o średnicy 62 mm. Osie bocznych otworów 10 przecinają się w środku S obrotu przegubu i leżą przy tym na jednej prostej płaszczyźnie π. Otwory 10 rozmieszczone są w jednakowych odstępach kątowych względem osi wzdłużnej cylindrycznej obudowy 9. W każdym otworze 10 osadzone jest suwliwie jeden pierścień ślizgowy 13, który poprzez sprężynę dociskową 14 i dociskową wkrętkę 15, połączony jest ślizgowo z kulistą powierzchnią 3 kuli 2. Każdy z trzech pierścieni ślizgowych 13, od strony kuli 2, posiada wkładkę 17, która ma wklęsłą powierzchnię 16 (fig. 17), przy czym promień R wklęsłej powierzchni 16 wkładki 17 odpowiada promieniowi kuli 2. Promień R wynosi 57 mm. Wkładki 17 wykonane są z włókna szklanego zawierającego politetrafluoroetylen. Wkładki 17, pierścienie ślizgowe 13, sprężyna dociskowa 14 i dociskowe wkrętki 15, zapewniają regulację luzu i oporów ruchu kuli 2 kulowego sworznia 1. Trzpień 4 od strony kulowego sworznia 1 posiada stożkowy otwór 12, którego głębokość wynosi 52 mm. W tym przykładzie wykonania, kulisty element 8, którym zakończony jest sprężysty sworzeń 7, znajduje się w połowie głębokości stożkowego otworu 12. Adaptacyjny przegub kulowy w pierwszym przykładzie wykonania, za wyjątkiem wkładki 17, wykonany jest ze stali.

W tym przykładzie wykonania, przy przyłożeniu siły, kąt wychylenia α kulowego sworznia, względem wzdłużnej osi adaptacyjnego przegubu kulowego w momencie, gdy kulisty element 8 zacznie dotykać wewnętrznej powierzchni stożkowego otworu 12, wynosi ±10° (fig. 7). Dalsze przykładanie siły

PL 241 393 B1 powoduje sprężyste odkształcenie sprężystego sworznia 7, tak że kąt wychylenia α kulowego sworznia 1 osiąga wartość ±18° (fig. 8).

Sprawdzono, że po ustaniu działania siły nastąpił samoczynny powrót zespołu górnego i dolnego do położenia do stanu gdy nastąpiło pierwsze zetknięcie się kulistego elementu 8 z wewnętrzną powierzchnią stożkowego otworu 12.

P r z y k ł a d wykonania 2

W drugim przykładzie wykonania, pokazanym na fig. 14, 15 i 16, przedstawiony jest adaptacyjny przegub kulowy, taki jak w pierwszym przykładzie wykonania, z tą jednak różnicą, że sprężysty sworzeń 7 zastąpiono niesprężystym sworzniem 22, który wykonany jest ze stopu tytanu Ti6 14U-PE-UHMW. Na niesprężystym sworzniu 22 osadzono sprężynę spiralną 23. Na drugim końcu spiralnej sprężyny 22 osadzono element kulowy 8 w postaci metalowego grzybka. W tym przykładzie wykonania element 8 znajduje się w najgłębszym położeniu w stożkowym otworze 12, które odpowiada hmax = 55 mm. Kąt wychylenia α kulowego sworznia 1 względem wzdłużnej osi adaptacyjnego przegubu kulowego wynosi w tym przykładzie wykonania ±17°.

P r z y k ł a d wykonania 3

W trzecim przykładzie wykonania, pokazanym na fig. 9, 10 i 11, przedstawiony jest adaptacyjny przegub kulowy, którego budowa jest podobna do przegubu z pierwszego przykładu wykonania, z tą jednak różnicą, że pierścienie ślizgowe 13 zostały zastąpione przez pierścienie toczne 18 (fig. 12 i 13). Pierścienie toczne posiadają rowek 19, w którym umieszczone kulki 20. Kulki 20 mają średnicę 5 mm. Kulki 20 w rowku 19 utrzymywane są od siebie w równym oddaleniu dzięki koszykowi 21.

P r z y k ł a d wykonania 4

W czwartym przykładzie wykonania przedstawiony jest adaptacyjny przegub kulowy, którego budowa jest podobna do przegubu z pierwszego przykładu wykonania, z tą jednak różnicą, że sprężysty sworzeń 7 zastąpiono niesprężystym sworzniem 22 (fig. 15 i 16) na którym osadzono sprężynę spiralną 23. Niesprężysty sworzeń 22 wykonany jest ze stali i zakończony jest kulistym elementem 8 w postaci stalowego grzybka. W tym przykładzie wykonania kulisty element 8 znajduje się na najpłytszym położeniu w stożkowym otworze 12, które odpowiada wysokości hmin = 2 mm (fig. 16). Kąta wychylenia α przegubu w położeniu w którym kulisty element 8 styka się z wewnętrzną powierzchnią stożkowego otworu 12, wynosi ±10°. W wyniku dalszego działania siły zachodzi odkształcenie sprężyste sprężyny spiralnej 23, w kierunku prostopadłym do osi wzdłużnej przegubu, co pozwala na uzyskanie większego kąta wychylenia α przegubu równego w tym przykładzie ±17°.

P r z y k ł a d wykonania 5

W piątym przykładzie wykonania przedstawiony jest adaptacyjny przegub kulowy, którego budowa jest podobna do przegubu z pierwszego przykładu wykonania, z tą jednak różnicą, osie boczny otwory 10 leżą na jednej stożkowej płaszczyźnie.

Spis oznaczeń kulowy sworzeń kula kulista powierzchnia trzpień płaska powierzchnia otwór sprężysty sworzeń kulisty element

Obudowa

Boczne otwory

Cylindryczne zwężenie

Stożkowy otwór

Pierścienie ślizgowe

Sprężyna dociskowa

Dociskowe wkrętki

Wklęsła powierzchnia

Wkładki

Pierścienie toczne

Claims (11)

1. PL 241 393 B1

   19 Rowek

   20 Kulki

   21 Koszyk

   22 Niesprężysty sworzeń

   23 Spiralna sprężyna.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Adaptacyjny przegub kulowy posiadający górny zespół, zawierający kulowy sworzeń (1) zakończony kulą (2) mającą kulistą powierzchnią (3), osadzony jest z możliwością ruchu w dolnym zespole, zawierającym trzpień (4), znamienny tym, że kula (2) kulowego sworznia (1) górnego zespołu, od strony trzpienia (4) ma prostopadłą do osi kulowego sworznia (1), płaską powierzchnię (5) i kula (2), od strony płaskiej powierzchni (5) posiada, umieszczony w osi kulowego sworznia (1), otwór (6), w którym osadzony jest sprężysty sworzeń (7) zakończony kulistym elementem (8), zaś dolny zespół posiada cylindryczną obudowę (9) mającą boczne otwory (10), która od strony przeciwległej do kulowego sworznia (1) posiada cylindryczne zwężenie (11) do którego, od wewnątrz, przyłączony jest połączeniem gwintowym trzpień (4), przy czym trzpień (4) od strony kulowego sworznia (1) posiada stożkowy otwór (12), w którym umieszczony jest kulisty element (8), a w bocznych otworach (10) osadzone są suwliwie pierścienie ślizgowe (13) które, poprzez sprężynę dociskową (14) i dociskowe wkrętki (15), połączone są ślizgowo z kulistą powierzchnią (3) kuli (2).
2. 2. Adaptacyjny przegub kulowy według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścień ślizgowy (13), posiada wkładkę (17), przy czym wkładka (17) ma wklęsłą powierzchnię (16).
3. 3. Adaptacyjny przegub kulowy według zastrz. 2, znamienny tym, że wklęsła powierzchnia (16) ma promień odpowiadający promieniowi R kuli (2).
4. 4. Adaptacyjny przegub kulowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężysty sworzeń (7), osadzony w otworze (6), połączony jest gwintowo z kulą (2) kulowego sworznia (1).
5. 5. Adaptacyjny przegub kulowy według zastrz. 1, znamienny tym, że boczne otwory (10) rozmieszczone są w jednakowych odstępach kątowych względem osi cylindrycznej obudowy (9).
6. 6. Adaptacyjny przegub kulowy według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada co najmniej trzy boczne otwory (10).
7. 7. Adaptacyjny przegub kulowy według zastrz. 1, znamienny tym, że osie bocznych otworów (10) przecinają się w środku S obrotu przegubu.
8. 8. Adaptacyjny przegub kulowy według zastrz. 7, znamienny tym, że osie bocznych otworów (10) leżą na jednej prostej płaszczyźnie π albo leżą na jednej stożkowej płaszczyźnie.
9. 9. Adaptacyjny przegub kulowy według zastrz. 1, znamienny tym, że w bocznych otworach (10) umieszczone są pierścienie toczne (18) posiadające obwodowy rowek (19) w którym umieszczone są kulki (20).
10. 10. Adaptacyjny przegub kulowy według zastrz. 9, znamienny tym, że kulki (20) osadzone są w koszyku (21).
11. 11. Adaptacyjny przegub kulowy według zastrz. 1, znamienny tym, że w otworze (6) osadzony jest niesprężysty sworzeń (22), na którym osadzona jest spiralna sprężyna (23) zakończona kulistym elementem (8).