Шарнирное соединение

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советски к Социалистических Республик(51) М. Кл. Г 16 С 11/06 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийОпубликовано 070881.Бюллетень М 29 Дата опубликования описания 070881(72) Автор изобретения ИностранецСобхи Лабиб Гиргиз (ФРГ) Иностранная Фирма(54) ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ Изобретение относится к синхронным вращающимся шарнирным соединениям, имеющим манжеты иэ эластичного материалаИзвестно шарнирное соединение, содержащее промежуточный сепаратор и уплотнительную манжету иэ эластичного материала, выполненную в виде гофрированной трубки, закрепленной соответственно на ведущем и ведомом звеньях шарнирного соединения 11 .Недостатком таких соединений является их ненадежная работа эа счет большой нагрузки манжеты, особенно н средней.ее части и в местах закрепления, и большого расстояния между местами закрепления, что приводит к неисправности синхронного шарнирного соединения.Целью изобретения является повы-. шение надежности работы шарнирного соединения.Решение этой задачи заключается в том, что сепаратор шарнирного соединения снабжен по крайней мере одной опорой, скрепленной со средней частьюфманжеты,Средняя часть манжеты может быть выполнена из материала, отличного отдругих частей манжеты, например иэ металлической гильзы.Целесообразно также вогнутую поверхность опоры сепаратора, выполнен. ную в ниде выступа, соединить без осевого перемещения с выпуклой поверхностью дополнительного выступа, который служит, в качестне регулирующей детали и сам является дополнительнй опорой и имеет. исполнительно крепежную деталь для манжеты.При выполнении шарнирного соединения в Форме сдвоенного шарнира, у которого приводится в движение внешний корпус, шарнирное соединение имеет внутреннюю общую деталь шарнира, а также два сепаратора, целесообразно, чтобы средняя часть манжеты на опоре (выступе) как первого, так и второго сепаратора имела места соединения.В случае использования шарнирного соединения подвижной шарнирной муфтой средняя часть манжеты может иметь по меньшей мере одно закреп- ление на ннутренней поверхности манжеты-подвижное кольцо.На фиг. 1 изображено скользящее синхронное шарнирное соединение с прикреплением манжеты к опоре се 854279(манжета состоит иэ одной части);на Фиг. 2 - вариант скользящего синхронного шарнирного соединения соскользящим кольцом для удерживанияманжеты, состоящей иэ двух частей;на Фиг. 3 - вариант скользящегосинхронного шарнирного соединения,аналогичный изображенному на фиг,2(манжета состоит иэ одной части);на Фиг. 4 - недвижимое синхронноешарнирное соединение с закреплениемманжеты сепараторе (манжета состоитиз одной части); на фиг. 5 - двойноесинхронное шарнирное соединение сзакреплением манжеты на обоих направляемых один другим сепараторах (манжета состоит из одной части); нафиг. б - синхронное шарнирное соединение, управляемое направляющими шариков, которые проходят параллельнооси шарнира и имеют сферическое дно(манжета состоит из одной части);на Фиг, 7 - вариант синхронноговращающегося шарнирного соединения,выполненного в виде скользящего шарнира, у которого сепаратор управляется шариками, расположенными в скрещивающихся направляющих (манжетасостоит иэ одной части); на Фиг, 8вариант скользящего синхронного шарнирного соединения (манжета состоитяэ двух частей);Уплотненное манжетой 1 скользящеесинхронное шарнирное соединение 2(Фиг. 1) состоит иэ внешнего тела 3шарнира (ведомая часть), внутреннеготела 4 шарнира и содержащего шарикисепаратора 5, а также из управляющейдетали б, Внешнее,3 и внутреннее 4тела шарнира имеют параллельные осиканавки для шариков 7. Сепаратор 5имеет внешнюю шарообразную поверхность 8, которая расположена в соответствующей внутренней вогнутой сферической поверхности 9 внешней частишарнира. Сепаратор 5 содержит такжеопору, выполненную в виде выступа 10,с полой сферой, в которой находитсяуправляющая деталь б,имеющая дополнительный выступ и внешнюю шарообразнуюповерхность 11. Центры внешней шарообразной поверхности 8 и полая сферасепаратора расположены по обеим сторонам плоскости, содержащей центрышариков 7, на одинаковом расстоянииот нее. Внутреннее тело 4 шарнираможет перемещаться по отношению куправляющей детали б и сепараторуяли внешнему телу 3 шарнира в осевом направлении,Манжета 1 выполнена так, чтобыона, начиная от места ее закрепления12 на внешнем теле 3 шарнира, сначала проходила до места закрепления13 на опоре сепаратора 5 складкой14, которая служит только для восприятия изгиба между внешним телом3 шарнира и сепаратором 5 у совместной точки поворачивания М и соответствует поэтому половинному углу изгиба. От места закрепления 13 наопоре сепаратора 5 манжета проходитдо места закрепления 15 на управляющей детали б (дополнительный выступ) в виде складки 16, Эта складкатакже служит для восприятия толькополовинного угла изгиба, совершаемоговнутренним телом 4 шарнира по отношению к сепаратору 5 у совместнойточки поворачивания М. Внутреннеетело 4 шарнира совершает по отношениюк управляющей детали б скользящеедвижение в осевом направлении. Поэтому манжета от места закрепления 15у детали б проходит несколькими складками 17 до места закрепления 18 настержне 19 внутреннего тела 4 шарнира.Состоящая иэ одной части манжета 1удерживается, следовательно, междуместами закрепления 12 и 18 на ведущей и на ведомой частях 19 и 3 вдвух местах закрепления 13 и 15 навыступе (опоре) сепаратора 5 и управляющей детали 6 (дополнительномвыступе),Устройство скользящего синхроного шарнирного соединения по Фиг.2налогично устройству по фиг. 1,При этом манжета состоит иэ нескольких частей. На внешнем теле 20 шарнира закреплена металлическая муфта(гильза) 21, В месте, приспособленном для зажимания, в ней удерживается ее наружной окружностью кольцевая часть манжеты, закругленнаявнутрь в направлении к внешнему телушарнира. Внутренним кольцеобразнымконцом кольцевая манжета закрепленана опоре (выступе) сепаратора в месте закрепления 22. Для этого кольцевая манжета имеет, например, утолщение, которое захватывается в соответствующую канавку опоры сепарато.ра 23 и удерживается прижимнымкольцом 24. Одновременно в местезакрепления 22 удерживается металлическая муфта (гильза) 25, котораяпроходит в осевом направлении шарнира и имеет на конце место закрепления 26 для эахватывания части 27манжеты, Часть 27 манжеты состоиттакже лишь иэ одной дугообразнойскладки, которая служит для перекрытия угла изгиба внутреннего тела 28шарнира относительно сепаратора 23,Складка 27 переходит в участок, соединенный со скользящим (подвижным)кольцом 29. Скользящее кольцо 29может передвигаться по стержню 30внутреннего тела 28 шарнира в осевом направлении. От этого участкапроходит лежащая складками дальнейшая часть 31 манжеты, Эта часть служит для перекрытия пути скольжения,Часть 31 манжеты прикреплена на ееконце 32 к стержню 30, например,зажимным кольцом или другим аналогичным способом, Часть 33 манжеты служит, следовательно, для перекрытия и уплотнения свободного пространства между внешней частью 20 шарнира и сепаратором 23, Поэтому она воспринимает половинный угол изгиба шарнира. Металлическая муфта 25 имеет длину, рассчитанную на путь скольжения внутреннего тела 28 шарнира по отношению к сепаратору 23 или к внешнему телу 20 шарнира. Вторая складка 10 27 служит для перекрытия угла изгиба между внутренним телом 28 шарнира и сепаратором 23. Этот угол соответствует половине общего угла изгиба, Скользящее кольцо 29 предназначено только для удержания частей 27 и 31 манжеты против действия центробежных сил и подразделяет, кроме того, участки манжеты 27 и 31 на участок, служащий только для воспринятия изги ба, и участок, служащий только для воспринятия пути скольженияМанжета по фиг, 3 выполнена из одной части. Участок 33 манжеты между внешним телом 34 шарнира и сепара тором 35 имеет утолщение 36, расположенное в соответствующей канавке внешнего тела 34 шарнира. Участок 33 манжеты удерживается муфтой 37, которая надвинута на манжету 33 и вдав- ЗО ливает утолщение 36 в канавку. Муфта 37 удерживается на внешнем теле 34 шарнира неподвижно в осевом направлении с помощью впадины 38, которая входит в канавку во внешнем теле 34 шарнира. Манжета также удерживается на опоре (выступе) сепаратора 35. Для этого она имеет утолщение 39, которое расположено в углублении выступа сепаратора 35.На участке этого места закрепле О ния на утолщение 39 надвинута металлическая муфта 40, которая держит манжету 33 на опоре (выступе) сепаратора 35 и, кроме того, защищает ее. Начиная от утолщения 39, 45 манжета отходит от сепаратора 35 и затем проходит назад дуговым изгибом. На конце манжета имеет выступ 41, который надвинут на стержень 42 внутреннего тела 43 шарнира и удер р живается между двумя ребордами, Манжета 33 удерживается на этом участке.на стержне 42 зажимной полоской44. Муфты 37 и 40 служат защитой от грязи и летящих камней. Вследствие 55 разделения и закрепления по одной муфт 37 и 40 на внешнем теле 34 шарнира и сепараторе 35 осевые проходные отверстия этих муфт могут быть относительно небольшими, так как каждое из них должно быть рассчитано 40 лишь на половинный угол изгиба. По- этому улучшается защита от проникно-. вения посторонних тел, например камешков и т.п., во внутреннее пространство.65 Манжета 45 (фиг. 4) состоит иэ одной части для непередвигающегося шарнирного соединения с относительно большими углами изгиба; Сепаратор 46 снабжен воронкообразным раструбом 47, угол раствора которого приблизительно равен углу изгиба. Этот раструб выполняет роль опоры (выступа) сепаратора. Манжета 45 утолщена на одном конце и удерживается в канавке внешнего тела 48 шарнира затяжной лентой 49 или другим подоб:ным средством, Далее манжета 45 удерживается затяжной лентой 50 в канавке или углублении во внешней окружности раструба 47 сепаратора 46 в области его открытого конца. Кроме того, манжета 45 закреплена и уплотнена затяжной лентой 51 на внутреннем теле 52 шарнира или на его стержне.На фиг, 5 показано уплотнение синхронного соединения с двойным шарниром. Двойной шарнир состоит иэ двух единичных синхронных вращающихся шарниров 53 и 54-, аналогичных шарниру по фиг. 1, однако выполненных как неподвижные шарниры. При этом опоры сепараторов 55 и 56 снабжены присадками 57 и 58, которые могут вести одна другую. Оба синхронных вращающихся шарнира имеют общее внутреннее тело 59. Манжета 60 перекрывает свободное пространство между ведущей и ведомой частями. В данном случае, например, внешнее тело 61 шарнира представляет собой ведущую, а внешнее тело 62 шарнира ведомую часть синхронного шарнирного соединения. то же самое можноиспользовать и для двойных шарниров без взаимного центрирования сепараторов один другим.Манжета снабжена ободком 63, который захватывается в канавку во внешнем теле 61 шарнира. Кроме этого манжета удерживается затяжной лентой 64 или другим подобным средством. От этого места закрепления манжета проходит в форме складки до следующего места закрепления на опоре сепара- тора 55 синхронного шарнира 53, где расположена в участке складчатого углубления манжеты пружинная лента 65, которая вдавливает манжету в углубление по окружности сепаратора, Эта первая складка должна воспринимать изгиб внешнего тела 61 шарнира по отношению к сепаратору 55. После-. дующая складка служит для перекрывания участка взаимного изгиба обоих сепараторов один по отношению к другому. Манжета удерживается на опоре сепаратора 56 другого синхронного шарнира 54 также с помощью пружинной ленты 66, вдавливающей манжету в канавку 67 по окружности сепаратора. На другом конце манжета закреплена и уплотнена на внешнем. теле 62 шарни 854279ра синхронного шарнира 54 с помощью ободка 68 манжеты и соответствующей канавки по окружности внешнего тела шарнира затяжной лентой 69.На фиг. 6 представлено уплотнение с помощью состоящей иэ одной части манжеты 70 синхронного вращающегося шарнирного соединения (непередвигающийся шарнир) с параллельными к осевому направлению дорожками, дно которых проходит в направлении дорожек дугообразно; причем центры радиусов сдвинуты на оси шарнира один по отношению к другоМу так, что при изгибании шарнира сепаратор 71 направляется удерживаемыми в дорожках шариками на половинный угол изгиба. Сепа ратор 71 расположен у этого вида шарнирного соединения между шарообразной внешней поверхностью внутреннего тела 72 шарнира и вогнутой сферической внутренней поверхностью внешнего 20 тела 73 шарнира. Сепаратор имеет воронкообразный раструб 74 (аналогично раструбу по фиг. 4), выполняющий роль упора (выступа), Манжета удерживается между местами закрепления 75 25 и 76 на внешнем теле шарнира и принадлежащем к внутреннему телу шарнира стержне 77 на внешнем конце в канавке 78 раструба зажимным кольцом 79. Складки манжеты оформлены так, что они могут следовать за возникающими между местами закреплений изгибами.На фиг. 7 показана манжета 80 для синхронного вращающегося шарнирного соединения, у которого передающие вращающий момент шарики расположены в дорожках, и эти дорожки в осе вом направлении шарнира попарно сходятся или расходятся, причем дорожки внутреннего тела 81 шарнира и внеш него тела 82 шарнира взаимно перекрещиваются, Сепаратор 83 управляется шариками 84 на половинный угол изгибания и передвигается на половинный путь скольжения при передвижении внутреннего тела шарнира по отношению к его внешнему телу. Выпуклая внешняя поверхность сепаратора 83 направляется цилиндрической-внутренней поверхностью внешнего тела 82. шарнира. Манжета надвинута на участке ее большего диаметра на внешнее тело шарнира и удерживается кромкой 85 в соответствующей канавке тела 82 шарнира с помощью затяжной ленты 86. От этого места закрепления манжета 80 отходит сначала с приблизительно неизменным диаметром в сторону от внешнего тела 82 шарнира, сужается затем дугообраэно и имеет направленный в сторону сепаратора выступ 87, бО которым она захватывается в канавку имеющегося у сепаратора 83 удлинения 88, выполняющего роль опоры сепаратора. В этом участке манжета прижимается к сепаратору пружиннбй Я лентой или другим подобным средством 89. От выступа 87 манжета отходит дальше в сторону от сепаратора с уменьшенным внешним диаметром, возвращается дугообразно и сужается до проходного диаметра, который соответствует внешнему диаметру принадлежащего внутреннему телу 81 шарнира стержня 90. Здесь манжета также введе на кромкой 91 в канавку стержня 90 и зафиксирована зажимной лентой 92.Для представленного на фиг. 8 синхронного вращающегося шарнирного соединения предусмотрена манжета, выполненная из двух частей 93 и 94. Синхронное вращающееся шарнирное соединение выполнено как скользящеешарнирное соединение.Оно имеет внешнее тело 95 шарнира, снабженное параллельными к оси дорожками, распределенными по окружности. В цилиндрической внутренней полости внешнеготела 95 шарнира расположен сепаратор96, содержащий шарики 97, которыйможет скользить в полости своей выпуклой внешней поверхностью. Далеесепаратор 96 имеет внутреннюю вогнутую сферическую поверхность, которойон прилегает к шарообразной внешнейповерхности внутреннего тела 98 шарнира. Сепаратор 96 и внутреннее тело 98 шарнира взаимно недвижимы восевом направлении, Первая часть 93манжеты должна быть в состоянии воспринимать изгиб между внешним телом95 шарнира и сепаратором 96, а такжепуть их взаимного скольжения, Часть93 манжеты удерживается одним ееконцом на внешней окружности внешнего тела шарнира с помощью ободка 99и канавки во внешнем теле шарнира, атакже затяжной ленты 100. Другим ееконцом часть 93 манжеты закрепленана муфте 101 утолщением 102 и зажимной лентой 103, Муфта 101 требуетсядля перекрытия пути скольжения, чтобы образовать в части 93 манжетысоответствующие складки. Находящаясяв непосредственной близости к ободку99 складка служит для восприятия изгиба между внешним телом шарнира исепаратором 96, в то время как лежащие вблизи утолщения 102 складки воспринимают и уравнивают перемещение=епаратора 96 по отношению к внешнелу телу 95 шарнира,Часть 94 манжеты служит для уплотнения между сепаратором 96 и внутренним телом 98 шарнира и должна уравнивать только изменения расстояния,получающиеся вследствие изгибаниясепаратора 96 по отношению к внутреннему телу 98 шарнира. Для этогочасть 94 манжеты удерживается ободком 104 в канавке опоры в полом внутреннем пространстве сепаратора с помощью зажимного кольца 105. Кромеэтого часть 94 манжеты удерживаетсядругой кромкой 106 с помощью затяжной ленты 107 в канавке принадлежащего к внутреннему телу 98 шарнира стержня 108.Выполненные таким образом шарнирные соединения являются надежными в работе, так как большая нагрузка на манжету уменьшается, особенно в ее средней части, а также уменьшается расстояние между местами закрепления манжеты, что предотвращает поломки.формула изобретенияШарнирное соединение, содержащеепромежуточный сепаратор и уплотнительную манжету из эластичного материала, выполненную . в виде гоФрированной трубки, закрепленной соответственно на ведущем и ведомом звеньях шарнирного соединения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности работы, сепаратор снабжен по крайней мере однойопорой, скрепленной со средней частьюманжеты,2. Соединение по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что средняя частьманжеты выполнена из материала, отличного от других частей манжеты.3. Соединение по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что средняя часть манжеты, по меньшей мере,является металлической муфтой гильзой) и расположена между деталями манжеты из эластичного материалаили между одной такой частью манжеты и опорой сепаратора, выполненнойв виде выступа, или наружной детальюшарнира,4. Соединение по пп.1 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что вогнутая поверхность опоры 1 выступа) сепаратора соединена беэ осевого перемещения с выпуклой поверхностью допблнительного выступа, который служитв качестве регулирующей детали и самявляется другой опорой и имеет дополнительно крепежную деталь для манжеты.5. Соединение по п.1, о т л и15 ч а ю щ е е с я тем, что в случаеиспользования соединения в Формесдвоенного шарнира, у которого приводится в движение внешний корпус,соединение имеет внутреннюю общуюдеталь, а также два сепаратора, средняя часть манжеты на выступах какпервого сепаратора, так и второгоимеет места соединения.6, Соединение по пп,1 и 3, о т л и 25 ч а ю щ е е с я тем,ной шарнирной муфты средняя частьманжеты имеет по меньшей мере. однозакрепление на внутренней поверхностиманжеты - подвижное кольцо. 30 Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 9 3656318,кл. 64-21, опублик. 1970.854279 дактор ИГ каз 5709/3 Тираж 860 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5