CZ219799A3 - Montážní skupina - Google Patents

Description

Montážní skupina.

Oblast techniky

Vynález se týká zlepšení konstrukce ložiska hřídele mající zejména význam u ložisek pro tyč volantu v automobilu.

Dosavadní stav techniky

Tyč volantu obsahuje všechny prvky nutné pro umožnění přenosu pohybu tyče volantu na hřeben řízení. Tyč volantu obsahuje montážní trubici připojenou ke kabině pro cestující kterou prochází hřídel tyče volantu provádějící natáčení hřebene. Hřídel je podpírán v montážní trubici několika ložisky. V mnoha případech je montážní trubice zhotovena z ocelové trubice ke které jsou připojeny patky pro připojení ke kabině pro cestující. V některých případech je montážní trubice odlita pod tlakem z hliníku a povrchy pro λ

podpěry jsou opracovány.

Pro podpírání a vedení hřídele uvnitř montážní trubice jsou známy prvky tvořené jehlovými ložisky a kuličkovými ložisky. Známá jehlová ložiska jsou popsána a jsou známa z EP 0 554 144 AI. Další známé ložisko pro tyto účely je popsáno v EP 0 448 847 AI.

Při užití u tyče volantu musí ložiska splňovat řadu podmínek. Automobilové závody specifikují montážní, rychlostní a teplotní podmínky při kterých musí ložiska pracovat. Ložiska musí rovněž umožňovat přenášení pnutí v tyči volantu osou hřídele a musí mít tichý chod. Dále, ložiska musí vykazovat své vlastnosti během celé životnosti tyče volantu nehledě na různé vlivy okolního prostředí, včetně změn teploty, vlhkosti a mastnoty.

Výrobní náklady jehlových ložisek mohou být vysoké.

-2Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny montážní skupinou podle tohoto vynálezu. Podle prvního aspektu vynálezu je zhotovena montážní skupina obsahující ložisko mající axiální štěrbinu a kluznou výstelku a elastický prvek. Elastický prvek vyvolává sílu na ložisko působící na uzavření axiální štěrbiny, elastický prvek obsahuje elastomerovou korunku, přičemž elastomerová korunka je udržována vzhledem k ložisku pomocí lemu na korunce umístěném ve štěrbině ložiska.

To je jedna ze dvou základních cest jak je možné vyvolat stálý tlak na zadní povrch ložiska. V tomto prvním způsobu je síla na ložisko aplikována pomocí dříku ložiska stlačením elastického prvku mezi ložiskem a pouzdrem ve kterém je umístěno. V tomto případě, bude vynakládané síle odpovídat vlastní fyzikální charakteristika elastického prvku a bude ovlivněna všemi nepravidelnostmi na vnitřním povrchu pouzdra. V druhém případě je tlak na ložisku vyvoláván pouze elastickým prvkem. V tomto případě je vynaložený tlak více stejnosměrný protože není ovlivněn různými nerovnostmi na vnitřním povrchu pouzdra. Tento způsob není závislý na vůli mezi hřídelem a pouzdrem. ,

V prvním provedení ložisko rovněž obsahuje radiální vně vystupující lemy. Případně může být elastomerová korunka udržována vzhledem k ložisku pomocí několika výstupků rozmístěných po obvodu ložiska.

Podle druhého aspektu vynálezu montážní skupina obsahuje ložisko mající axiální štěrbinu a kluznou výstelku a elastický prvek. Elastický prvek vyvozuje sílu na ložisko působící na uzavření axiální štěrbiny, elastický prvek je opatřen tvarovanou trubkou se střídajícími se konkávními a konvexními částmi, přičemž je tvarovaná trubka udržována v axiálním směru vzhledem k ložisku pomocí drážky vytvořené na vnějším povrchu ložiska.

Podle třetího aspektu uvedeného vynálezu montážní skupina obsahuje ložisko mající axiální štěrbinu a kluznou výstelku a elastický prvek. Elastický prvek vyvozuje sílu na ložisko působící na uzavření axiální štěrbiny, elastický prvek je opatřen pružnými prvky • ·

-3umístěnými v drážkách na vnějším povrchu ložiska. Elastomerová korunka je s -výhodou umístěna okolo vnějšku ložiska mezi drážkami.

Podle čtvrtého aspektu vynálezu je zhotovena tyč volantu obsahující jedno nebo více montážních skupin podle výše uvedených aspektů vynálezu.

Montážní skupina podle tohoto vynálezu vykazuje tišší a rovnoměrnější chod než známá ložiska.

Výhodou vynálezu je snížení výrobních nákladů na výrobu montážní skupiny při zachování stejné životnosti a bezpečnosti.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude popsán pouze na příkladném provedení s pomocí přiložených výkresů.

Na obr. 1 je znázorněn řez zařízením podle známého stavu techniky.

Na obr. 2 je znázorněn řez vedený rovinou A-A z obr. 1.

Na obr. 3 je znázorněn řez zařízením podle prvního provedení vynálezu.

Na obr. 4 je znázorněn řez vedený rovinou B-B z obr. 3.

Na obr. 5 je znázorněn řez zařízením podle druhého provedení vynálezu.

Na obr. 6 je znázorněn řez vedený rovinou E-E z obr. 5.

Na obr. 7 je znázorněn řez zařízením podle třetího provedení vynálezu.

Na obr. 8 je znázorněn řez vedený rovinou F-F z obr. 7.

-4Na obr. 9 je znázorněn řez zařízením podle čtvrtého provedení vynálezu.

Na obr. 10 je znázorněn řez vedený rovinou G-G z obr. 9.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a obr. 2 je možné vidět hřídel i rotačně umístěný v pouzdru 2 pomocí ložiska 3. Ložisko 3 je neotočně udržováno pomocí elastického prvku v podobě elastomerové korunky 4 umístěné mezi ložiskem 3 a pouzdrem 2. Obvykle je ložisko 3 vyrobeno z ocelového pásku. Vnitřní povrch ložiska 3 je opatřen výstelkou z kluzného materiálu, obvykle polymeru s nízkou tvrdostí povrchu, jako je například PTFE, polyacetal, PEEK. Výstelka může pracovat na sucho nebo může být částečně mazána.

Při volném uložení má ložisko 3 axiální štěrbinu 5, která může být pod tlakem uzavřena. Obvodová délka ložiska 3 je taková, že když se konce dotknou, tak, že je axiální štěrbina 5 uzavřena, vnitřní průměr ložiska 3 je menší než vnější průměr hřídele 1. Při užití je hřídel 1 zasunut do otvoru ložiska 3 prostrčením ložiskem 3. Ve stejném okamžiku je elastický prvek v podobě elastomerové korunky 4 mezi ložiskem 3 a pouzdrem 2 stlačován a vyvíjí tlak na ložisko 3 směrem k hřídeli 1. Tímto způsobem se ložisko 3 pohybuje bez vůle. Dále všechna opotřebení ložiska 3 jsou automaticky vyrovnávána. Jako praktický důsledek je axiální štěrbina 5 v ložisku 3 vypočítána tak, že okraje ložiska se spojí na konci životnosti ložiska.

Obr. 3 a 4 znázorňují první provedení vynálezu u kterého elastický prvek v podobě elastomerové korunky 14 obklopuje štěrbinu ložiska 13. Ložisko 13 je provedeno s radiálními vně vystupujícími lemy 17, 18. Lemy 17, 18 obklopují radiální vnitřní části elastomerové korunky 14 a brání relativnímu axiálnímu pohybu ložiska a korunky. Korunka 14 je rovněž zhotovena s vnitřním axiálním výstupkem 16. Axiální výstupek 16 je umístěn v axiální štěrbině 15 a propojuje konce všech lemů 17, 18 pro zabránění relativního natáčení ložiska a korunky.

• · · · « ·· ·«

-5Při užití je hřídel zasunut do otvoru ložiska prostrčením ložiskem. Ve stejném okamžiku je elastický prvek v podobě elastomerové korunky 14 mezi ložiskem a pouzdrem stlačován a vyvíjí tlak na ložisko 13 směrem k hřídeli. Tímto způsobem se ložisko pohybuje bez vůle. Opět všechna opotřebení ložiska jsou automaticky vyrovnávána. Opět jako praktický důsledek je axiální štěrbina 15 v ložisku 13 vypočítána tak, že okraje ložiska se spojí na konci životnosti ložiska.

Na obr. 5 a 6 je znázorněno další provedení vynálezu u kterého je popsán další elastický prvek pro vyvíjení síly, aby byly konce štěrbiny ložiska 43 spojeny. Ložisko 43 je opatřeno axiální štěrbinou 45. Elastickým prvkem je objímka 44 v podobě tvarované trubky. Trubka je složena s navzájem se střídajících konkávních a konvexních částí. Konkávní části okolo ložiska vyvozují požadovanou sílu. Ložisko a trubka jsou zajištěny proti relativnímu vzájemnému axiálnímu pohybu tak, že trubka je uložena v uzavírací drážce 46 vytvořené na obvodu ložiska.

Při užití je neznázoměný hřídel zasunut do otvoru ložiska 43 prostrčením ložiskem 43. Ve stejném okamžiku je elastický prvek v podobě tvarované trubky 44 a zejména konvexními částmi mezi ložiskem 43 a neznázoměným pouzdrem stlačován a vyvíjí tlak na ložisko 43 směrem k hřídeli. Tímto způsobem se ložisko pohybuje bez vůle. Opět jsou všechna opotřebení ložiska automaticky vyrovnávána. Jako praktický důsledek je opět axiální štěrbina 45 v ložisku 43 vypočítána tak, že okraje ložiska se spojí na konci životnosti ložiska.

V tomto provedení se potřebná síla pro držení ložiska 43 generuje ve spojení v závislosti na elastické deformační energii vyvolané trubkou 44 mezi ložiskem a pouzdrem a vyrovnává všechny nerovnosti na vnitřní straně pouzdra. Ve výše uvedených provedeních u kterých byla užita elastomerová korunka, bude pružný účinek vyvolán rozdílnou tvrdostí materiálu a především vlastnostmi materiálu po dobu životnosti výrobku. Zejména je uvedené řešení výhodné v pracovním prostředí, které může způsobovat zhoršené mechanické vlastnosti elastomerů užitých v předchozích provedeních.

V následujících provedeních vynálezu je tlak na uzavření axiální štěrbiny ložiska vyvolán pouze elastickým prvkem. S odkazem na obr. 7 a 8 má ložisko 53 axiální štěrbinu 55, která je udržována uzavřená pomocí elastického prvku opatřeného dvojicí rozpěmých pojistných kroužků 57 a 58. Rozpěmé pojistné kroužky jsou umístěny v drážkách 51 a 52 vytvořených na vnějším obvodu ložiska 53. Elastomerová korunka 54 je znázorněna v poloze mezi rozpěmými pojistnými kroužky. Vlastní funkcí korunky 54 je umístění ložiska 53 uvnitř pouzdra, nikoli její působení na uzavření axiální štěrbiny ložiska. Změna mechanických vlastností elastomerové korunky bude mít vliv na sílu působící na opotřebování povrchu ložiska.

Při užití je neznázoměný hřídel zasunut do otvoru ložiska 53 prostrčením ložiskem. Ve stejném okamžiku je elastický prvek v podobě rozpěmých pojistných kroužků 57, 58 mezi ložiskem 53 a neznázoměným pouzdrem stlačován a vyvíjí tlak na ložisko 53 směrem k hřídeli. Tímto způsobem se ložisko pohybuje bez vůle. Opět všechna opotřebení ložiska jsou automaticky vyrovnávána. Jako praktický důsledek je opět axiální štěrbina 55 v ložisku 53 vypočítána tak, že okraje ložiska se spojí na konci životnosti ložiska.

Obdobné řešení je znázorněno na obr. 9 a 10 u kterého je štěrbina ložiska 63 v podobě axiální drážky 65 udržované ve spojení pomocí dvojice drátěných svěrek 67, 68. Svěrky jsou umístěny v drážkách 61, 62 vytvořených na obvodu ložiska 63. Elastomerová korunka 64 je umístěna mezi svěrkami. Vlastní funkcí elastomerová korunky 64 je umístění ložiska 63 v pouzdru. Změna mechanických vlastností elastomerové korunky bude mít viiv na sílu působící na opotřebování povrchu ložiska.

Při užití je neznázoměný hřídel zasunut do otvoru ložiska 63 prostrčením ložiskem. Ve stejném okamžiku je elastický prvek v podobě drátěných svěrek 67, 68 mezi ložiskem 63 a neznázoměným pouzdrem stlačován a vyvíjí tlak na ložisko 63 zpět k hřídeli. Tímto způsobem se ložisko pohybuje bez vůle. Opět všechna opotřebení ložiska jsou automaticky vyrovnávána. Jako praktický důsledek je opět axiální štěrbina 65 v ložisku 63 vypočítána tak, že okraje ložiska se spojí na konci životnosti ložiska.

«9 • ·

-7Je zřejmé, že poslední dvě řešení umožňují mnohem dokonalejší aplikaci síly díky tomu, že kovy například ocel mají velmi dobré mechanické vlastnosti. Rovněž s danou kvalitou oceli může být měněna tuhost s momentem setrvačnosti. Samozřejmě v předchozích provedeních tlak na ložiska může být měněn užitím různých kvalit materiálu polymeru.

Při užití u tyče volantu může být požadováno užití více než dvou montážních skupin. V provedeních popisujících prvek vytvářející spolupůsobení mezi ložiskem a pouzdrem umožňuje vysoký stupeň seřízení obou ložisek. Toto odstraňuje problémy s upínacím úhlem a takto odstraňuje místní nerovnosti v ložiscích. Toto vedení nakonec zvyšuje životnost ložisek.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Montážní skupina obsahující ložisko mající axiální štěrbinu a kluznou výstelku a elastický prvek, elastický prvek vyvozuje sílu na ložisko vyvolávající uzavření axiální štěrbiny, elastický prvek obsahuje elastomerovou korunku, vyznačující se tím, že elastomerová korunka je opatřena výstupkem umístěným v štěrbině ložiska pro její udržování vzhledem k ložisku.
2. 2. Montážní skupina podle nároku 1, vyznačující se tím, že ložisko rovněž obsahuje radiální vně vystupující lemy.
3. 3. Montážní skupina podle nároku 1, vyznačující se tím, že elastomerová korunka je udržována vzhledem k ložisku pomocí několika výčnělků umístěných po obvodu ložiska.
4. 4. Montážní skupina obsahující ložisko mající axiální štěrbinu a kluznou výstelku a elastický prvek, elastický prvek vyvozuje sílu na ložisko vyvolávající uzavření axiální štěrbiny, vyznačující se tím, že elastický prvek je tvořen tvarovanou trubkou opatřenou střídavě konkávními a konvexními částmi, tvar trubky udržuje axiální uspořádání vzhledem k ložisku pomocí drážky vytvořené na vnějším povrchu ložiska
5. 5. Montážní skupina obsahující ložisko mající axiální štěrbinu a kluznou výstelku a elastický prvek, elastický prvek vyvozuje sílu na ložisko vyvolávající uzavření axiální štěrbiny, vyznačující se tím, že elastický prvek obsahuje pružné prvky umístěné v drážkách na vnějším povrchu ložiska.
6. 6. Montážní skupina podle nároku 5, vyznačující se tím, že elastomerová korunka je umístěna okolo vnějšku ložiska mezi drážkami.

   • 9 9 *4 9 9

   9 9 9 * 9 9 9

   9 9 9

   9 · · ·· 99

   9 9 4 • 9 9

   999

   449

   9 ·

   -97. Montážní skupina obsahující ložisko mající axiální štěrbinu a kluznou výstelku a elastický prvek, elastický prvek vyvozuje sílu na ložisko vyvolávající uzavření axiální štěrbiny, vyznačující se tím, že elastický prvek obsahuje pružné prvky umístěné v drážkách na vnějším povrchu ložiska a elastomerová korunka je umístěna okolo vnější strany ložiska mezi drážkami
7. 8. Montážní skupina podle kteréhokoli z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že je alespoň jedna je umístěna na tyči volantu.