CS207716B2

CS207716B2 - Ball joint connection of the mutually movable elastically embedded machine parts

Info

Publication number: CS207716B2
Application number: CS846377A
Authority: CS
Inventors: Lajos Toth
Original assignee: Ganz Mavag Mozdony Vagon
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-12-16
Publication date: 1981-08-31
Also published as: FR2375535A1; HU173328B; YU300477A; YU41824B; FR2375535B1

Abstract

The articulated pipe joint is for making a connection between the body of a vehicle and the chassis and can accommodate the relative displacements due to the vehicle suspension system. The joint has two similar end flanges (1) (2) with short tubular extensions which terminate in a convex spherical seating surface. These convex surfaces abut against matching concave surfaces formed on the ends of two sleeves. One sleeve (3) slides inside the other (4) and has a groove for a sealing ring (7). The axial movement between the selves is limited by a pin (10) in the outer sleeve which projects into a recess formed in the inner sleeve (3). The sleeves have flanges (5, 6) by which they are joined with spring loaded bolts (8, 9) to the end flanges.

Description

(54) Kulový kloubový spoj vzájemně pohyblivých pružně proti sobě uložených strojních částí(54) Ball joint of mutually movable, resiliently opposed machine parts

Vynález se týká kulového kloubového spoje, zajišťujícího dokonale utěsněné spojení mezi jednotlivými vzájemně se posouvajícími strojními částmi, zvláště vozidel.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a ball-and-socket joint, providing a perfectly sealed connection between individual machine parts that move relative to one another, especially vehicles.

Ve strojírenství se vyskytují úkoly, při nichž je třeba dosáhnout mezi vzájemně funkčně se posouvajícími částmi stroje trvaléhoi a dobře utěsněného spojení. Tento úkol se zvláště často vyskytuje u konstrukčních jednotek vozidel, z nichž jedna je připevněna na podvozku, druhá na karosérii spočívající na pružinách podvozku. Pérování zajišťuje v takovýchto případech posuvy, výkyvy v několika směrech, k nimž dochází při provozu současně mezi oběma konstrukčními jednotkami, při nichž musí podvozek a karoserie spolupracovat'. Mají-li být obě pevné a vzájemně se posouvající jednotky dobře a těsně spojeny, je třeba vyřešit jejich vzájemné spojení.In mechanical engineering, there are tasks in which a durable and well-sealed connection is to be achieved between functionally moving parts of the machine. This task is particularly common in vehicle construction units, one of which is mounted on the bogie and the other on the body resting on the bogie springs. In such cases, the suspension provides shifts, multi-directional shifts that occur simultaneously when operating between the two structural units, in which the chassis and bodywork must cooperate. If the two fixed and mutually shifting units are to be connected well and tightly together, they must be connected together.

Takovýto problém· se například vyskytuje u typických kolejových a silničních vozidel, avšak i u jiných strojů, například u motorů naftových vrtacích strojů, elektrických agregátů a podobně.Such a problem occurs, for example, in typical rail and road vehicles, but also in other machines, such as diesel drill engines, power packs and the like.

Jedním z typických řešení problému spojení vzájemně se posouvajících konstrukčních jednotek spočívá v ohebné ocelové hadici, která v důsledku svých konstrukč207716 nich vlastností zajišťuje možnost · posuvu. Toto řešení však má mnoho· nedostatků, jako je například malá tepelná odolnost ocelové hadice, a proto· je její užívání spojeno s nebezpečím ohně. Ohebnost hadice je nízká a · nesnáší proto hadice namáhání krutém, hadice není podélně roztažitelná, což znamená, že má malou teleskopickou schopnost. V důsledku těchto nedostatků je životnost hadice krátká, nehledě k tomu, že nevyhovuje požadavkům z hlediska bezhlučnosti. Z toho· vyplývá, že ohebné ocelové hadice nelze použít' tam, kde je třeba trvalé vysoké odolnosti proti teplu, a kde je pro· jednotlivé strojní jednotky k dispozici silně omezený prostor. Takovéto· poměry se vyskytují na spojích motorů namontovaných na otáčivém podvozku kolejových vozidel s tlumiči výfuku.One typical solution to the problem of joining the mutually displaceable structural units is to provide a flexible steel hose which, due to its features, provides displaceability. However, this solution has many drawbacks, such as the low heat resistance of the steel hose, and therefore its use is associated with the risk of fire. The flexibility of the hose is low and therefore it does not tolerate the torsion stress of the hose; As a result of these drawbacks, the service life of the hose is short, despite the fact that it does not meet the noise-free requirements. This implies that flexible steel hoses cannot be used where durable high heat resistance is required and where there is a very limited space for individual machine units. Such conditions are present at the engine connections mounted on the rolling stock of the rolling stock with the exhaust silencers.

U spojů mezi vzájemně se posouvajícími konstrukčními částmi je známa konstrukce kulového kloubu, která sestává ze tří sešroubovaných dílů a u níž spojující trubková kanálová dráha je vytvořena na její vnější ploše, kdežto části, které jsou na ni po· obou stranách napojeny, jsou vytvořeny jako· kulovité na její vnitřní ploše.In the joints between the mutually displaceable components, a ball-and-socket joint construction is known which consists of three bolted parts and in which the connecting tubular track is formed on its outer surface, whereas the portions connected to it on both sides are formed as spherical on its inner surface.

Nedostatky tohoto uspořádám spočívají v tom, že přesné provedení kulových ploch, pokud jde· o jejich opracování, je nákladné, ježto nejvhodnější výrobní hmotou je drahá ocelolitina, jejich váha je veliká, jsou neskladné, schopnost jejich · posuvu je omezená, těsnění ploch je i při pečlivém opracování důsledkem jejich velkých rozměrů nedokonalé. Proto například při použití u výfukových systémů teče· z kanálu dehet, což je spojeno s nebezpečím· ohně. Ze všech těchto důvodů neposkytují známé konstrukce kulových kloubů technicky uspokojující trvalé řešení a je třeba neustálé pravidelné kontroly a časté výměny těclitO' kloubů.The disadvantages of this arrangement are that the precise execution of the spherical surfaces in terms of machining is costly, since the most suitable production material is expensive cast iron, their weight is large, bulky, their displacement capability is limited, the sealing of the surfaces is also with careful machining due to their large dimensions imperfect. Thus, for example, when used in exhaust systems, tar flows out of the duct, which is associated with a fire hazard. For all these reasons, the known ball joint designs do not provide a technically satisfying permanent solution, and constant, constant inspection and frequent replacement of the joints is necessary.

Je dále známa konstrukce vyrovnávající kmitání a vestavěná mezi pružně uloženým motorem· a potrubím, připevněným na výfukovou trubku motoru vozidla. U toho řešení je v· potrubí napojeném na motor, popřípadě na výfukovou trubku, umístěn spolu seji zapuštěným pístovým kroužkem těsnicí prvek ve tvaru kulové úseče. Tyto těsnicí prvky jsou napojeny na rozpěrnou vložku, sestávající z kluzných pouzder.Furthermore, an oscillation-compensating structure is built-in between a resiliently mounted engine and a pipe attached to the exhaust pipe of a vehicle engine. In this solution, a sealing element in the form of a spherical section is arranged in the piping connected to the engine or the exhaust pipe, together with the recessed piston ring. These sealing elements are connected to a spacer comprising sliding bushes.

Toto· řešení je nevýhodné proto, že zajištění dokonalé plynotěsnosti mezi · válcovými plochami · rozpěrné· vložky a kulovým těsnicím prvkem je obtížné a konstrukce se· rychle obrušuje.This solution is disadvantageous because it is difficult to ensure perfect gas-tightness between the cylindrical surfaces of the spacer and the spherical sealing element and the structure is abraded quickly.

Vynálezem se odstraňují nedostatky známých konstrukcí spojů vzájemně pohyblivých proti sobě pružně uložených strojních částí a jeho cílem je zvýšení technických parametrů takovýchto konstrukcí při současném zvýšení životnosti a snížení jejich výrobních nákladů.The present invention overcomes the drawbacks of known joint designs of mutually movable, resiliently mounted machine parts, and aims to increase the technical parameters of such structures while increasing service life and reducing their manufacturing costs.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že na každou · pružně proti sobě uloženou strojní část je napojena trubková příruba spojená s konstrukcí sestávající . . ze dvou teleskopicky posuvných trubek, přičemž trubkové příruby a teleskopické trubky na sebe dosedají kulovými, popřípadě kuželovými plochami. Dosedací plochy trubkových přírub jsou vytvořeny ve tvaru kulového· prstence a konce teleskopických trubek jsou kuželovité.The essence of the invention is that a tubular flange connected to the structure consisting of is connected to each of the resiliently opposed machine parts. . The tube flanges and the telescopic tubes abut against each other by spherical or conical surfaces. The contact surfaces of the tubular flanges are in the form of a spherical ring and the ends of the telescopic tubes are conical.

Trubkové příruby s kulovými prstenci jsou vzájemně spojeny dvěma do sebe teleskopicky zásuvnými trubkami, jejich plochy jsou dokonale utěsněny a zajišťují tak dokonalou plynotěsnost a snadnou posuvnost. Na teleskopické části jsou vytvořeny přípojné prvky vhodné k pružnému spojení trubkových přírub se strojními částmi. Za účelem zabránění rozpojení spoje je mož no použít běžného uspořádání s možností axiálního· natáčení.Pipe flanges with spherical rings are connected to each other by two telescopically insertable pipes, their surfaces are perfectly sealed for perfect gas tightness and easy sliding. The telescopic parts are provided with connecting elements suitable for the flexible connection of the tubular flanges with the machine parts. In order to prevent the coupling from disconnecting, a conventional arrangement with the possibility of axial rotation can be used.

Připojené kulové a kuželové plochy kulového kloubového spoje je možno mezi přírubovými spoji pevně uložených vzájemně pružících strojních částí a konci teleskopických trubkových úseků pokud jde · o umístění kuželů, popřípadě kuželových ploch rozmanitě uspořádat. Účelným je řešení, u něhož, jsou na teleskopické části kuželové plochy a ná pevně uložené strojní · části jsou vytvořeny pásy s kulovými povrchy.The connected spherical and conical surfaces of the ball joint can be arranged between the flange joints of the mutually resilient machine parts and the ends of the telescopic tubular sections with respect to the positioning of the cones or conical surfaces in various ways. The solution is expedient in which the spherical surfaces are formed on the telescopic parts of the conical surface and the fixed machine parts are provided with strips with spherical surfaces.

Vynález je· vysvětlen na základě výkresu, jehož jediné vyobrazení představuje vlevo pohled ze strany, vpravo osový řez kulovým kloubovým spojem podle · ' vynálezu.The invention is explained on the basis of a drawing, the only illustration of which is a left side view, a right axial section of a ball joint according to the invention.

Na výkrese je znázorněna pružící příruba 1, která je pevně spojená se strojními částmi a druhá trubková příruba 2, jejichž k sobě obrácené konce jsou kulovité a jsou vytvořeny jako· úzké kulové pásy. Mezi prvou přírubou 1 a druhou přírubou 2 jsou vloženy teleskopicky do sebe zasunuté trubky, a to vnitřní trubka 3 a vnější trubka 4. K vnitřní trubce 3 je připevněna první konzola 5, k vnější trubce 4 je připevněna druhá konzola 6. Konzoly 5, 6 přenášejí síly vznikající stlačením pružin 9. Vzájemně posuvné vnitřní trubka 3 a vnější trubka· 4 jsou plynotěsně izolovány, těsněním 7. Trubky 3 a 4 jsou k trubkovým přírubám 1 a 2 připojeny šrouby 8, na nichž jsou navlečeny pružiny 9. Rozpojení teleskopických trubek · 3, 4 zabraňuje zajišťovací kolík 10, který není· předmětem vynálezu, a je uložen tak, aby umožňoval axiální · posuv a natáčení teleskopických trubek 3, 4.The drawing shows a spring flange 1 which is firmly connected to the machine parts and a second tubular flange 2, whose ends facing each other are spherical and are formed as narrow spherical belts. Between the first flange 1 and the second flange 2 are inserted telescopically interposed tubes, the inner tube 3 and the outer tube 4. A first bracket 5 is attached to the inner tube 3, a second bracket 6 is attached to the outer tube 4. transmit the forces due to compression of the springs 9. The mutually displaceable inner tube 3 and the outer tube 4 are gas-tightly insulated by a gasket 7. The tubes 3 and 4 are connected to the tube flanges 1 and 2 by screws 8 on which the springs 9 are threaded. 3, 4 prevents the locking pin 10, which is not the subject of the invention, and is arranged to allow axial displacement and rotation of the telescopic tubes 3, 4.

Kulové kloubové spojení podle vynálezu pracuje takto:The ball-and-socket joint according to the invention works as follows:

Volný posuv vzájemně pružně spojených trubkových přírub 1, popřípadě 2, napojených na vzájemně · posuvné strojní části, je zajištěn tím, že kulové, popřípadě kuželo¹vé plochy trubkových přírub 1, 2 a kuželové plochy teleskopických trubek 3, 4 na sebe dosedají, čím· se tyto plochy rovněž posouvají. Těsnění 7 zajišťuje požadovanou plynotěsnost. Pružiny 9 navlečené na šroubech 8 a udržované v napnutém stavu zajíš tují při vhodném dimenzování stálé kulové kloubové spojení, u něhož lze snadno dosáhnout žádaného přesného· · obrobení vzájemně lícujících částí.Freedom of movement mutually elastically connected the pipe flange 1 or 2 connected to one another · movable machine part, is secured by a spherical or conical ¹ faces the pipe flanges 1, 2 and the conical surfaces of the telescopic tubes 3, 4 abut, thereby · These surfaces also shift. The seal 7 provides the required gas tightness. The springs 9 threaded on the screws 8 and held in a tensioned state provide, with appropriate dimensioning, a permanent ball-and-socket joint, in which the desired precision machining of the mating parts can be easily achieved.

Claims

OBJECT OF INVENTION

A ball-and-socket joint of mutually movable resiliently opposed machine parts, characterized in that a tubular flange (1, 2) connected to a structure consisting of two telescopically displaceable tubes (3, 4) is connected to each resilient machine part. ), wherein the pipe flanges (1, 2) and the telescopic pipes (3, 4) abut against each other by spherical or conical surfaces.

Ball-and-socket joint according to Claim 1, characterized in that the bearing surfaces of the tubular flanges (1, 2) are in the form of a spherical ring and the ends of the telescopic tubes (3, 4) are conical.