Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля

Реферат: Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля містить стійку, металеві втулки з вкладишами, виконаними з пружного матеріалу, і пальці з вільними різьбовими кінцями, закріплені у вкладишах з можливістю коливання вільних різьбових кінців. Металеві втулки закріплені у вушках, жорстко з'єднаних з кінцями стійки, у металевих втулках нерознімно закріплені вкладиші, а на протилежних торцях кожного вкладиша співвісно виконані радіальні канавки із забезпеченням можливості повороту пальців. UA 104755 U (54) СТІЙКА СТАБІЛІЗАТОРА ПОПЕРЕЧНОЇ СТІЙКОСТІ АВТОМОБІЛЯ UA 104755 U UA 104755 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі автомобілебудування, а саме стосується конструкції елементів підвіски автомобіля, та може бути використана при виробництві стійок стабілізатора поперечної стійкості автомобіля. З рівня техніки відома стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля, яка включає стійку, виконану у вигляді штока, до кінців якого жорстко приєднані шарнірні з'єднання, кожне із яких містить металеву втулку з вкладишем і кульовий палець з різьбою на вільному кінці для кріплення стійки до інших елементів за допомогою гайки, при цьому шарнірні з'єднання стійки захищені пильниками, всередині яких знаходиться мастило [знайдено в Інтернет 21.11.2015, https://blamper.ru/auto/wiki/hodovaya-chast/stoyki-stabilizatora-poperechnoy-ustoychi-vosti-3112]. Недоліками відомої стійки стабілізатора поперечної стійкості автомобіля є недостатня технологічність, низький ресурс експлуатації та відсутність її ремонтопридатності. Відома стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля має складну у виготовленні та збиранні конструкцію, а у процесі експлуатації виходить з ладу переважно через низьку зносостійкість робочих поверхонь шарнірних з'єднань і при цьому не підлягає ремонту, внаслідок чого її доводиться замінювати повністю. Відома також реактивна тяга підвіски автомобіля, яка включає корпус тяги, до кінців якого жорстко приєднані шарнірні з'єднання, кожне з яких містить корпус з гніздом під вкладиш з розміщеною в ньому металевою кульовою головкою пальця, при цьому вкладиш виконаний з пружного матеріалу, зокрема з поліуретану, у вигляді монолітного циліндричного елемента, забезпеченого внутрішньою сферичною порожниною, в якій з можливістю повороту розміщена кульова головка пальця з попередньо нанесеним на неї мастилом, і запресований у гнізді 6 корпусу тяги з додатковим натягом [див. патент RU55058 (U1) з класу МПК F16C11/06, опубл. 27.07.2006 у Бюл. 21; фіг. 2]. Недоліками відомого технічного рішення, як і у попередньому аналогу, є недостатня технологічність у сукупності з низьким ресурсом експлуатації та відсутністю ремонтопридатності. Вказані недоліки пояснюються наявністю тертьових поверхонь сферичних порожнин вкладишів та кульових головок пальців у шарнірних з'єднаннях, що сприяє їх швидкому зносу, особливо в умовах недостатності або відсутності мастила в сферичних порожнинах вкладишів, без можливості подальшого ремонту. Найбільш близьким аналогом запропонованої корисної моделі за кількістю суттєвих ознак та технічним результатом, що досягається, є стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля, що включає стійку, на кінцях якої жорстко закріплені металеві втулки, кожна з яких включає вкладиш, запресований у металеву втулку та додатково ущільнений з двох протилежних боків за допомогою загнутих торцевих крайок металевої втулки і при цьому виконаний з пружного матеріалу методом формування спільно з пальцем, що має вільний різьбовий кінець і виконаний у вигляді болта з шестигранною головкою, при цьому вкладиш щільно охоплює палець з можливістю коливання вільного різьбового кінця пальця [див. патент RU101119 (U1) з 6 класів МПК F16C11/06, B60G21/05, опубл. 10.01.2011 у Бюл. №1]. Одним з основних недоліків найбільш близького аналога є те, що відома стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля є неремонтопридатною, оскільки її металеві втулки жорстко з'єднані безпосередньо із кінцем стійки, зокрема приварені. Зважаючи на це, після зношування вкладишів, виконаних з пружного матеріалу, що знаходяться в порожнинах вказаних металевих втулок, стійку стабілізатора відомої конструкції необхідно замінювати повністю, незважаючи на те, що металеві елементи конструкції ще можуть бути придатними для подальшої експлуатації. Ремонтопридатність не може бути досягнута також тому, що вкладиш з пружного матеріалу є ущільненим з двох протилежних боків за допомогою загнутих торцевих крайок металевої втулки (тобто вузол є нерозбірним). Ще одним суттєвим недоліком найбільш близького аналога є ненадійність конструкції стійки, зумовлена тим, що металеві втулки приварені безпосередньо до кінців стійки. Під дією високих деформуючих зусиль можливе руйнування (розламування) стійки щонайменше по одному зі зварних швів. Наступним суттєвим недоліком найбільш близького аналога є відносно низький ресурс її експлуатації. Вказаний недолік пояснюється нерівномірним розподіленням зусиль, що сприймаються стійкою стабілізатора, по товщині вкладиша з пружного матеріалу, зокрема концентрацією вказаних зусиль безпосередньо у зоні контакту поверхонь пальця та вкладиша, які є місцем зосередження напруження та можливого виникнення тріщин та деформацій, що сприяє швидкому зношуванню вкладиша і пальця. При цьому амплітуда коливання вільного різьбового кінця пальця у відомій конструкції стійки є недостатньо широкою, оскільки визначається виключно властивостями пружної деформації матеріалу, з якого виготовлений вкладиш, наприклад гуми. 1 UA 104755 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ще одним суттєвим недоліком найбільш близького аналога є ускладнення технології виготовлення та значна трудомісткість виготовлення відомої стійки через необхідність ущільнення вкладиша з пружного матеріалу з двох протилежних сторін за допомогою загнутих торцевих крайок металевої втулки, що в цілому знижує технологічність конструкції відомої стійки стабілізатора. В основу корисної моделі поставлена задача створити конструкцію стійки стабілізатора поперечної стійкості автомобіля, яка б мала покращену технологічність, збільшеним ресурсом експлуатації та високою ремонтопридатністю за рахунок покращення функціональних характеристик, підвищення зносостійкості робочих поверхонь елементів конструкції та надійності конструкції в цілому, а також зменшення трудомісткості виготовлення стійки. Поставлена задача вирішується тим, що у стійці стабілізатора поперечної стійкості автомобіля, що містить стійку, металеві втулки з вкладишами, виконаними з пружного матеріалу, і пальці з вільними різьбовими кінцями, закріплені у вкладишах з можливістю коливання вільних різьбових кінців, згідно з корисною моделлю, металеві втулки закріплені у вушках, жорстко з'єднаних з кінцями стійки, у металевих втулках нерознімно закріплені вкладиші, а на протилежних торцях кожного вкладишу співвісно виконані радіальні канавки із забезпеченням можливості повороту пальців. Згідно з корисною моделлю, у одному з можливих варіантів реалізації корисної моделі металеві втулки можуть бути закріплені у вушках із можливістю демонтажу разом із вкладишами та пальцями. Згідно корисної моделі, у одному з можливих варіантів реалізації корисної моделі металеві втулки можуть бути виконані циліндричними. Згідно з корисною моделлю, у одному з можливих варіантів реалізації корисної моделі металеві втулки можуть бути запресовані у вушка кінців стійки. Крім того, згідно з корисною моделлю, у одному з можливих варіантів реалізації корисної моделі вкладиш може бути виконаний у вигляді стакана, що орієнтований відкритою частиною в бік вільного різьбового кінця пальця та закріплений нерознімно в порожнині металевої втулки, при цьому стінки стакана виконані потовщеними з можливістю виконання на протилежних торцях стакана співвісних радіальних канавок із забезпеченням можливості повороту пальців. При цьому, згідно з корисною моделлю, днище стакана може бути виконане заокругленим. Також, згідно з корисною моделлю, щонайменше на одному торці стакана, з боку, протилежного вільному кінцю пальця, виконаний радіальний виступ, переважно по краю зовнішньої стінки радіальної канавки. Також, згідно з корисною моделлю, палець містить буртик, виконаний з можливістю контакту з торцем стакана з боку вільного кінця пальця. Також, згідно з корисною моделлю, металева втулка, вкладиш та палець з'єднані між собою з'єднанням, отриманим в результаті вулканізації пружного матеріалу вкладиша та/або з'єднанням, отриманим в результаті формування вкладиша та/або клейовим з'єднанням. Перелічені ознаки запропонованого технічного рішення є суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, а їх сукупність забезпечує досягнення очікуваного технічного результату - забезпечення ремонтопридатності, надійності конструкції, покращення технологічності та збільшення ресурсу експлуатації стійки стабілізатора поперечної стійкості автомобіля. Причинно-наслідковий зв'язок суттєвих ознак запропонованого рішення з технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Завдяки тому, що металеві втулки закріплені у вушках, жорстко з'єднаних з кінцями стійки, а у самих металевих втулках при цьому нерознімно закріплені вкладиші, забезпечується висока ремонтопридатність запропонованої стійки стабілізатора поперечної стійкості автомобіля. Наприклад, металеві втулки разом зі зношеними вкладишами з пружного матеріалу та пальцями (у вигляді єдиних опорних вузлів) можуть бути видалені (демонтовані) з вушок на кінцях стійки та замінені на нові. Цьому сприяє також забезпечена можливість виконання металевих втулок циліндричними, а також можливість запресовування металевих втулок у вушках. Крім того, закріплення металевих втулок з вкладишами та пальцями у вушках на кінцях стійки, на відміну від безпосереднього закріплення на кінцях стійки, сприяє більш рівномірному розподіленню сприйнятого навантаження, порівняно з найбільш близьким аналогом, і таким чином забезпечує суттєве підвищення міцнісних характеристик конструкції стійки та її високу надійність у процесі експлуатації. Завдяки удосконаленню конструкції вкладиша з пружного матеріалу шляхом виконання на протилежних торцях вкладиша співвісних радіальних канавок із забезпеченням можливості 2 UA 104755 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 повороту пальців досягається більш рівномірне, порівняно з найбільш близьким аналогом, розподілення сприйнятих динамічних зусиль (на стискання, розтискання, скручування, обертання тощо) по товщині вкладиша, що у свою чергу призводить до збільшення ресурсу його експлуатації. Зокрема, вкладиш може бути виконаний у вигляді стакана, орієнтованого відкритою частиною в бік вільного різьбового кінця пальця, при цьому закріпленого нерознімно в порожнині металевої втулки та виконаного з потовщеними стінками, що забезпечують можливість виконання на протилежних торцях стакана вищевказаних співвісних радіальних канавок з можливістю повороту пальців. При цьому наявність на протилежних торцях вкладиша співвісно виконаних радіальних канавок забезпечує більшу, порівняно із найбільш близьким аналогом, свободу руху не тільки для вільного різьбового кінця пальця, а й для пальця в цілому, в результаті чого у процесі експлуатації запропонованої стійки стабілізатора поперечної стійкості автомобіля досягається можливість повороту пальця, закріпленого у вкладиші, в межах металевої втулки відповідно до робочих напрямків діючих динамічних зусиль (осьових, радіальних, торсіонних та інших), що виникають під час руху автомобіля. Збільшенню свободи руху вільного різьбового кінця пальця та пальця в цілому у одному із можливих варіантів реалізації корисної моделі також сприяє виконання днища вкладиша (стакана) заокругленим. При цьому за рахунок наявності у запропонованій конструкцій радіального виступу, розташованого переважно по краю зовнішньої стінки радіальної канавки щонайменше на одному торці вкладиша, виконаного у вигляді стакана, зокрема з боку, протилежного вільному кінцю пальця (у найбільш вдалому варіанті реалізації корисної моделі ― на обох торцях), досягається підвищення зносостійкості та збільшення ресурсу експлуатації вкладиша: вказаний радіальний виступ запобігає механічному пошкодженню рухомих ділянок вкладиша з пружного матеріалу внаслідок можливого контакту під дією сприйнятих динамічних зусиль з металевими елементами конструкції, зокрема краями металевої втулки та вушка стійки. При цьому вказаний радіальний виступ є повністю технологічним, і його виконання жодним чином не ускладнює конструкцію та технологію виготовлення вкладиша та стійки стабілізатора в цілому. Завдяки тому, що у одному з можливих варіантів виконання корисної моделі палець містить буртик, виконаний з можливістю контакту з торцем стакана з боку вільного кінця пальця, досягається підвищення зносостійкості пальця і вкладиша. Вказаний буртик виконує функцію з'єднувального і захисного елемента конструкції - з'єднуючи робочі поверхні пальця і вкладиша, попереджає виникнення тріщин та деформацій вкладиша у зоні контакту вказаних поверхонь, а також захищає металеву конструкцію пальця корозії внаслідок можливого потрапляння вологи і бруду у вказану зону. Все це забезпечує покращення функціональності запропонованої стійки стабілізатора поперечної стійкості автомобіля. При цьому також забезпечується висока технологічність запропонованої стійки стабілізатора поперечної стійкості автомобіля, зокрема можливість знизити трудомісткість виготовлення, порівняно із найбільш близьким аналогом, завдяки тому, що у різних можливих варіантах реалізації корисної моделі металева втулка, вкладиш та палець можуть бути з'єднані між собою з'єднанням, отриманим в результаті вулканізації пружного матеріалу вкладиша та/або з'єднанням, отриманим в результаті формування вкладиша та/або клейовим з'єднанням. Подальша суть корисної моделі пояснюється в описі, який наведено нижче як необмежувальний приклад, з посиланням на ілюстративний матеріал, на якому зображено: на фіг. 1 - запропоновану стійку стабілізатора поперечної стійкості автомобіля у повздовжньому розрізі; на фіг. 2 - запропоновану стійку стабілізатора поперечної стійкості автомобіля, вигляд зверху; на фіг. 3 - загальний вигляд металевої втулки з вкладишем і пальцем у зібраному стані; на фіг. 4 - фрагмент запропонованої стійки стабілізатора поперечної стійкості автомобіля, вигляд збоку; на фіг. 5 - загальний вигляд запропонованої стійки стабілізатора поперечної стійкості автомобіля у частково зібраному стані; на фіг. 6 - загальний вигляд запропонованих стійок стабілізатора поперечної стійкості автомобіля у зібраному стані. Запропонована стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля (фіг. 1-2, 4-6) включає стійку 1, кінці якої жорстко з'єднані з вушками 2. У вушках 2 жорстко закріплені, наприклад запресовані, циліндричні металеві втулки 3. В порожнині кожної металевої втулки 3 (фіг. 1-3) розташований вкладиш 4 з пружного матеріалу, в одному з можливих виконань – з гуми. У гумовому вкладиші 4 закріплений палець 5 з можливістю коливання його вільного різьбового кінця 6 завдяки здатності гуми до пружних деформацій під дією прикладених зусиль. Металеві циліндричні втулки 3 виконані із можливістю демонтажу разом із вкладишами 4 та пальцями 5 (фіг. 5). Вкладиш 4 (фіг. 1-2) виконаний у вигляді стакана, орієнтованого своєю відкритою частиною 3 UA 104755 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 в бік вільного різьбового кінця 6 пальця 5 та нерознімно закріпленого в порожнині металевої втулки 3. При цьому стінки 7 стакана виконані потовщеними з можливістю виконання на протилежних торцях 8 і 9 стакана співвісних радіальних канавок 10 із забезпеченням можливості повороту пальців 5. Крім того, у даному варіанті реалізації корисної моделі днище 11 стакана (вкладиша 4) виконане заокругленим. На протилежних торцях 8 і 9 стакана, а саме з боку, протилежного вільному кінцеві 6 пальця 5, та з боку вільного кінця 6 пальця 5, по краю зовнішніх стінок 12 співвісних радіальних канавок 10 виконані радіальні виступи 13. Палець 5 містить буртик 14, виконаний з можливістю контакту з торцем 9 стакана з боку вільного кінця 6 пальця 5. При цьому у даному варіанті реалізації корисної моделі кожна з металевих втулок 3 з'єднана із відповідними їй вкладишем 4 і пальцем 5 з'єднанням, отриманим в результаті вулканізації гуми, з якої виготовлений вказаний вкладиш 4, та клейовим з'єднанням. Подальша суть запропонованої корисної моделі пояснюється спільно з найбільш вдалим з практичного погляду, проте не обмежувальним, прикладом його реалізації. Запропоновану стійку стабілізатора поперечної стійкості автомобіля виготовляють наступним чином. Стійку 1 та вушка 2 виготовляють із відповідних металевих заготовок за загальноприйнятими технологіями обробки металу, вушка 2 з'єднують із кінцями стійки 1 зварюванням, після чого як правило наносять захисне покриття, наприклад фарбу (фіг. 6) Металеві втулки 3 з вкладишами 4 і пальцями 5 у зборі (фіг. 3) виготовляють за однією з відомих технологій виготовлення гумотехнічних виробів, наприклад за компресійною технологією з вулканізацією у прес-формі для гумотехнічних виробів. Для цього металеві елементи конструкції (втулку і палець), у яких поверхні контакту з гумовою сумішшю попередньо оброблені клейовим складом, поміщають у відповідну прес-форму для гумотехнічних виробів, формоутворюючі порожнини якої заповнюють гумовою сумішшю, здійснюють пресування та вулканізацію. Готові металеві втулки 3 з вкладишами 4 і пальцями 5 у зборі запресовують у вушка 2 стійки 1, після чого виріб є готовим до експлуатації. Запропонована стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля працює наступним чином. Стійку стабілізатора поперечної стійкості автомобіля встановлюють, наприклад, на незалежну підвіску передньоприводного автомобіля, з'єднуючи пальці 5 за допомогою гайки (фіг. 3, 5) на одному її кінці зі стабілізатором поперечної стійкості автомобіля, а на іншому наприклад, з поворотним кулаком. Стійка стабілізатора працює як демпфер, сприймаючи і розсіюючи різні зусилля (осьові, радіальні, торсіонні та інші), що виникають під час руху автомобіля. Вказані зусилля в робочих напрямках викликають деформації гуми, з якої виготовлені вкладиші 4, а поворотні пальці 5 здійснюють коливання з відповідною амплітудою в межах вказаних вкладишів 4 та повороти разом із рухомими ділянками вкладиша 4 (при виконані днища у вигляді стакана рухомою є ділянка, обмежена співвісно виконаними радіальними канавками). При цьому радіальні канавки 10 забезпечують рівномірне розподілення сприйнятого зусилля по всій товщині вкладиша 4, а також рухливість пальців 5, що сприяє надійності експлуатації стійки та попереджує швидкий знос її елементів конструкції під дією високих деформуючих зусиль. Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці. Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля, що пропонується, не містить у своєму складі жодних конструктивних елементів чи матеріалів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема у галузі автомобілебудування, і може бути виготовлена на машинобудівних підприємствах з використанням відомих технологій, а отже, дане технічне рішення вважається таким, що відповідає критерію "промислова придатність". Разом із тим, у відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено конструкцій і зразків стійок стабілізатора поперечної стійкості автомобіля із вказаною в корисної моделі сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення вважається таким, що відповідає критерію "новизна", а отже, може отримати правову охорону. 4 UA 104755 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 30 1. Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля, що містить стійку, металеві втулки з вкладишами, виконаними з пружного матеріалу, і пальці з вільними різьбовими кінцями, закріплені у вкладишах з можливістю коливання вільних різьбових кінців, яка відрізняється тим, що металеві втулки закріплені у вушках, жорстко з'єднаних з кінцями стійки, у металевих втулках нерознімно закріплені вкладиші, а на протилежних торцях кожного вкладиша співвісно виконані радіальні канавки із забезпеченням можливості повороту пальців. 2. Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля за п. 1, яка відрізняється тим, що металеві втулки закріплені у вушках із можливістю демонтажу разом із вкладишами та пальцями. 3. Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля за п. 1, яка відрізняється тим, що металеві втулки виконані циліндричними. 4. Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля за п. 1, яка відрізняється тим, що металеві втулки запресовані у вушка кінців стійки. 5. Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля за п. 1, яка відрізняється тим, що вкладиш виконаний у вигляді стакана, що орієнтований відкритою частиною в бік вільного різьбового кінця пальця та закріплений нерознімно в порожнині металевої втулки, при цьому стінки стакана виконані потовщеними з можливістю виконання на протилежних торцях стакана співвісних радіальних канавок із забезпеченням можливості повороту пальців. 6. Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля за п. 4, яка відрізняється тим, що днище стакана виконане заокругленим. 7. Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля за п. 4, яка відрізняється тим, що щонайменше на одному торці стакана з боку, протилежного вільному кінцю пальця, виконаний радіальний виступ, переважно по краю зовнішньої стінки радіальної канавки. 8. Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля за п. 4, яка відрізняється тим, що палець містить буртик, виконаний з можливістю контакту з торцем стакана з боку вільного кінця пальця. 9. Стійка стабілізатора поперечної стійкості автомобіля за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що металева втулка, вкладиш та палець з'єднані між собою з'єднанням, отриманим в результаті вулканізації пружного матеріалу вкладиша та/або з'єднанням, отриманим в результаті формування вкладиша та/або клейовим з'єднанням. 5 UA 104755 U 6 UA 104755 U 7 UA 104755 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8