Опорный узел, имеющий крепежное устройство, и крепежная часть для транспортных средств, содержащая такое крепежное устройство

Изобретение относится к опорному узлу для вращательного или поворотного соединения первого и второго компонентов друг с другом, в частности, но не исключительно, в крепежном устройстве для прикрепления крепежной части к транспортному средству. Настоящее изобретение дополнительно относится к крепежному устройству, содержащему такой опорный узел, и к крепежной части, использующей такое крепежное устройство.

В контексте настоящего изобретения, термины «крепежная часть» и «крепежные части» следует понимать как устанавливаемые или вспомогательные части, которые прикрепляются к транспортным средствам либо на серийном производстве, либо после продажи. Примеры, помимо прочего, включают в себя системы непрямого зрения, системы замены зеркал, зеркала или блоки зеркал, камеры, осветительные компоненты или сигнальные устройства. В последующем описании, из этих иллюстративных возможностей выбрана система непрямого зрения, но описание ей не ограничено.

Системы непрямого зрения для транспортных средств поддерживаются посредством известной конструкции и образа крепления на кузовной части транспортного средства через крепежное устройство. Крепежное устройство может быть осуществлено в виде несущего рычага, один конец которого закреплен на стороне кузова транспортного средства, а другой свободный конец которого несет систему непрямого зрения.

Как для регулировки, так и для обеспечения защиты от столкновений и других происшествий, такие несущие рычаги выполнены с возможностью вращения или поворота по отношению к кузову транспортного средства. Для этого используется опорный узел, который направляет несущий рычаг или консольный рычаг с возможностью вращения или поворота. Для обеспечения заданных рабочих положений или мест, такие опорные узлы часто включают в себя запирающую геометрическую структуру, которая выполняет функцию запирающего средства и является подпружиненной. Во время работы, упомянутое запирающее средство должно обладать возможностью принятия воздействующих на него обычных сил для удерживания системы непрямого зрения в ее рабочем положении. Термин «обычные воздействующие силы» в данном контексте следует понимать как силы, прилагаемые ветром, и вибрации, и тому подобное, которые возникают во время операции вождения.

При превышении предельной величины силы, которая воздействует на опорное устройство, образуемый пружиной эффект запирания опорного узла прерывается, в результате чего, например, в случае столкновения с препятствием, сильного удара или толчка, или тому подобного, несущий рычаг и, следовательно, система непрямого зрения могут выполнять соответствующее перемещение уклонения. Крупноразмерные системы непрямого зрения, например, системы зеркал с большой площадью, во время работы могут прилагать сравнительно большие силы, то есть, моменты, к опорному узлу, в частности, из-за их воздушного сопротивления, а также из-за их собственного веса, действующие как в смысле образования в нем процесса расцепления запирающего устройства или запирающей геометрической структуры, так и в смысле подвергания самого опорного узла воздействию изгибающих моментов. Для обеспечения безопасного удерживания рабочего положения несущего или консольного рычага и/или способности опорного узла принимать нагрузку от крутящего момента, соответствующие активные поверхности в запирающей геометрической структуры и/или опорные поверхности в опорном узле должны быть выполнены с соответственно большим размером. Прямым следствием этого является то, что активные поверхности подвержены соответственно высокому износу в случае частого использования поворотной опоры. К тому же, большие активные поверхности требуют соответственно больших размеров опоры, что во многих случаях является нежелательным по соображениям конструкции.

Таким образом, целью настоящего изобретения является разработка обсуждаемого опорного узла таким образом, чтобы он мог выдерживать большие нагрузки в рабочем положении с небольшим пространством для установки и имел высокую износостойкость.

Согласно изобретению, для достижения этой цели разработан опорный узел для вращательного или поворотного соединения первого и второго компонентов друг с другом, в котором два компонента соединены посредством соединительного элемента, расположенного соосно с осью вращения или поворота; причем каждый из двух компонентов содержит по меньшей мере одну первую область контакта, причем области контакта имеют первые упорные поверхности, которые являются ответными по отношению друг к другу; причем соответствующие первые упорные поверхности поджаты друг к другу упругой силой предварительного нагружения посредством поджимающей части; и причем запирающая геометрическая структура, выполняющая функцию первого запирающего средства, расположена между первыми упорными поверхностями. Согласно изобретению, каждый из двух компонентов имеет по меньшей мере одну вторую область контакта, причем вторые области контакта содержат вторые упорные поверхности, которые могут быть приведены во взаимодействие друг с другом. Каждая из вторых областей контакта расположена так, чтобы находиться дальше наружу в радиальном направлении по отношению к оси вращения или поворота, чем первые области контакта, и вторые упорные поверхности вторых областей контакта упираются друг в друга и, следовательно, взаимодействуют друг с другом только по меньшей мере в одном заданном относительном положении двух компонентов.

Взаимодействие вторых упорных поверхностей друг с другом в контексте настоящего изобретения следует понимать как взаимодействие этих упорных поверхностей, обеспечивающее подавляющий, тормозящий, запирающий или поддерживающий эффект или комбинацию упомянутых эффектов в области оси вращения или поворота. Таким образом, обеспечивается дополнение и/или поддержка соответствующих эффектов между первыми упорными поверхностями и/или в области оси вращения или поворота.

Иначе говоря, во вторых областях контакта, вторые упорные поверхности которых упираются друг в друга только по меньшей мере в одном заданном относительном положении двух компонентов относительно друг друга, причем упомянутые вторые области контакта расположены дальше наружу в радиальном направлении по отношению к оси вращения или поворота, чем первые области контакта, эффект запирания поддерживается, например, в области первого запирающего средства, образованного первыми упорными поверхностями, причем упомянутое поддерживание запирания является эффективным только по меньшей мере в одном заданном относительном положении двух компонентов относительно друг друга. Это заданное относительное положение двух компонентов относительно друг друга предпочтительно представляет собой относительное положение, которое соответствует по меньшей мере одному рабочему положению двух компонентов относительно друг друга. Благодаря факту того, что вторые области контакта расположены дальше наружу в радиальном направлении по отношению к оси вращения или поворота, чем первые области контакта, образованные или формованные ими вторые упорные поверхности или второе запирающее средство могут в случае запирания прикладывать сравнительно высокий подавляющий или блокирующий момент. Это означает, что устойчиво удерживается рабочее положение двух компонентов относительно друг друга. Благодаря факту того, что вторые области контакта расположены дальше наружу в радиальном направлении по отношению к оси вращения или поворота, чем первые области контакта, установка в области оси вращения или поворота также эффективно поддерживается и поглощает нагрузки, обусловленные ветром или весом, в частности большие изгибающие моменты, причем упомянутое поддерживание и поглощение преимущественно соответствует, в частности, рабочему положению двух компонентов относительно друг друга.

Термины «запирание» и «опора» приведены в этом документе только в качестве примеров достигаемых взаимодействий между вторыми упорными поверхностями.

Вторые упорные поверхности, когда они упираются друг в друга по меньшей мере в одном заданном относительном положении двух компонентов относительно друг друга, взаимодействуют друг с другом так, чтобы они блокировали упомянутое относительное положение (заданным образом), что может являться предпочтительной системой взаимодействия.

Упомянутый образ блокирования по меньшей мере одного относительного положения может включать в себя, как уже объяснено в качестве примера, отменяемую фиксацию положения двух компонентов относительно друг друга и/или дополнительную опору, в частности опору крутящего момента вращательного или поворотного соединения двух компонентов в области оси вращения или поворота.

Отменяемая фиксация положения двух компонентов предпочтительно может быть установлена посредством запирающей геометрической структуры между вторыми упорными поверхностями, выполняющими функцию второго запирающего средства.

Каждая из первых областей контакта вместе с предусмотренными в них первыми упорными поверхностями предпочтительно имеет форму кольца, которое является концентричным с осью вращения или поворота, и вторые области контакта вместе с предусмотренными в них вторыми упорными поверхностями разнесены в радиальном направлении от наружной окружности кольца. Благодаря этому обеспечивается малогабаритная конструкция, и кольцевая форма первых областей контакта способствует эффекту запирания или образованию области запирания, которая при возможности может проходить по полной окружности в 360 градусов.

В случае если вторые области контакта вместе с предусмотренными в них вторыми упорными поверхностями кольцеобразно окружают первые области контакта, в частности в форме сегмента кольца, причем в случае конструкции, подобной сегменту кольца, вторых областей контакта образованные таким образом сегменты кольца могут быть расположены симметрично по отношению к оси вращения или поворота, могут быть выбраны заданные относительные положения первого и второго компонентов относительно друг друга, которые дополнительно зафиксированы с точки зрения их зацепленного состояния посредством предусмотренных в них вторых областей контакта или вторых упорных поверхностей.

По меньшей мере одна из первых областей контакта вместе с предусмотренной в ней первой упорной поверхностью может быть расположена радиально внутри окружающего уплотнения по отношению к оси вращения или поворота. Это означает, что по меньшей мере первая область контакта защищена от пагубных воздействий окружающей среды и, следовательно, от усиленного износа. Пространство, ограниченное окружающим уплотнением, может предпочтительно содержать смазывающий материал, который может способствовать дополнительному уменьшению износа.

Запирающая геометрическая структура между двумя первыми упорными поверхностями может быть образована посредством первых запирающих зубьев, и запирающая геометрическая структура между двумя вторыми упорными поверхностями может быть образована посредством вторых запирающих зубьев. Такие запирающие зубья являются непроблематичными с точки зрения технологии изготовления, они могут быть разработаны с высокой точностью и могут иметь высокую надежность.

Если боковые уклоны зубьев отличаются друг от друга в первых и вторых запирающих зубьях, причем особенно предпочтительно, чтобы боковые уклоны первых запирающих зубьев были больше, чем боковые уклоны вторых запирающих зубьев, существует преимущество, заключающееся в том, что при приведении в действие опорного узла, то есть, в случае относительного поворотного перемещения двух компонентов относительно друг друга, активные поверхности вторых запирающих зубьев не соприкасаются друг с другом. Благодаря этому уменьшается излишний износ активных поверхностей. Более того, упомянутые активные поверхности не требуют какого либо уплотнения от внешней среды и/или какой либо дополнительной смазки, таким образом, уменьшая затраты на сборку и обслуживание опорного узла.

Первая и вторая области контакта могут быть выполнены за одно целое на первом и втором компонентах, соответственно. Это является предпочтительным вариантом осуществления в частности с точки зрения технологии изготовления.

В качестве альтернативы этому, каждая из первой и второй областей контакта могут представлять собой элемент, который является отдельным от первого и второго компонентов, соответственно, и соединен без возможности вращения с первым и вторым компонентами, соответственно. Это позволяет, независимо от материала, из которого выполнен соответствующий первый и/или второй компонент, использовать для первой и второй областей контакта материалы и комбинации материалов, которые лучше всего подходят под соответствующие требования.

Дополнительным предметом настоящего изобретения является крепежное устройство для прикрепления крепежной части к транспортному средству, содержащее по меньшей мере один компонент на стороне транспортного средства и по меньшей мере один компонент на стороне крепежной части, причем эти два компонента соединены друг с другом посредством по меньшей мере одного опорного узла согласно настоящему изобретению.

К тому же, разработана крепежная часть для транспортных средств, в частности для коммерческих транспортных средств, которая содержит крепежное устройство согласно настоящему изобретению.

Дополнительные подробности, особенности и преимущества настоящего изобретения будут лучше поняты из последующего описания, при его рассмотрении со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

На Фиг. 1 показан частичный схематичный вид в разрезе конструкции и устройства опорного узла согласно изобретению;

На Фиг. 2 схематично показан в упрощенной форме вид сверху опорного узла изобретения согласно варианту осуществления;

На Фиг. 3 показан вид дополнительного варианта осуществления, соответствующий Фиг. 2;

На Фиг. 4 и Фиг. 5 схематично показаны в очень упрощенной форме относительные положения активных поверхностей в соответствующих запирающих геометрических структурах в рабочем положении и повернутом положении, соответственно;

Фиг. 6 представляет собой график, на котором показаны соответствующие уклоны в двух запирающих геометрических структурах;

Фиг. 7 представляет собой вид сбоку опорного узла согласно изобретению и крепежного устройства;

Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе под наклоном сверху компонента (на стороне транспортного средства), который находится слева на Фиг. 7, вместе с видом расположенного там опорного узла;

Фиг. 9 представляет собой вид в разрезе опорного узла с Фиг. 7; и

Фиг. 10 представляет собой вид дополнительного варианта осуществления, соответствующий Фиг. 2 или 3.

Чертежи не являются выполненными в масштабе и идентичными по размерам, и на отдельных фигурах одинаковыми ссылочными позициями обозначены идентичные или соответствующие элементы, компоненты или части.

Опорный узел, обозначенный на чертежах в целом ссылочной позицией 2, предназначен для вращательного или поворотного соединения двух компонентов друг с другом, а именно первого компонента 4 и второго компонента 6. Вращательное или поворотное перемещение двух компонентов 4 и 6 относительно друг друга в данном случае происходит вокруг оси A.

В проиллюстрированном примере применения и в целях последующего описания, которое, тем не менее, не следует понимать как ограниченное этим, два компонента 4 и 6 представляют собой части несущего рычага или консольного рычага системы непрямого зрения для транспортных средств. В этом контексте, компонент 6 может представлять собой компонент, расположенный на стороне транспортного средства, и его конец (не показан) справа на Фиг. 1 прикреплен к кузовной части транспортного средства. Компонент 4 представляет собой компонент на стороне системы зрения и несет на своем конце (не показан) слева на Фиг. 1 систему непрямого зрения, например, наружное зеркало, камеру заднего вида или тому подобное.

Соединение между двумя компонентами 4 и 6 осуществлено через соединительный элемент 8 (Фиг. 9) в форме болта, винта или тому подобного, который является соосным оси A. Это соединение является подпружиненным известным образом в осевом направлении соединительного элемента 8. Подпружинивание достигается, например, посредством спиральной пружины сжатия, как видно на чертежах, или посредством тарельчатых пружин или любых других элементов, накапливающих энергию. Конструкция и функционирование таких подпружиненных соединений являются в целом известными, следовательно, он не описаны более подробно в этом документе.

Соединительный элемент 8 проходит через первую область 10.4 контакта на части первого компонента 4 и первую область 10.6 контакта на части второго компонента 6. Каждая из двух областей 10.4 и 10.6 контакта имеет ответные первые упорные поверхности 12.4 на части первого компонента 4 и 12.6 на части второго компонента 6. В показанном иллюстративном варианте осуществления, запирающая геометрическая структура, выполняющая функцию первого запирающего средства 14, работает между упорными поверхностями 12.4 и 12.6. Как можно лучше всего видеть на Фиг. 8, первое запирающее средство 14 (здесь на части второго компонента 6) образовано посредством нескольких запирающих выступов или запирающих зубьев, которые образованы по окружности соосно с осью A. На наружной окружности первого запирающего средства 14 кольцеобразно расположено уплотнение 16, которое ограждает внутреннюю часть первого запирающего средства 14 от наружной части. Таким образом, внутреннее пространство первого запирающего средства 14, заключенное в уплотнение 16, может быть заполнено подходящим смазывающим материалом.

Уплотнение 16 может быть выполнено как отдельный уплотнительный элемент, например, в форме уплотнительного кольца, которое посажено в соответствующую канавку под уплотнение. Также уплотнение может быть образовано посредством сцепляющихся окружающих профилей на частях областей 10.4 и 10.6 контакта, которые совместно образуют лабиринтное уплотнение. Это позволяет исключить отдельный уплотнительный элемент, уменьшая затраты на сборку и обслуживание и увеличивая срок службы.

Следует заметить, что показанную и описанную запирающую геометрическую структуру первого запирающего средства 14 следует понимать только как иллюстративный вариант осуществления. В целом, любой тип функционирующего и/или поддерживающего механизма может быть образован между упорными поверхностями 12.4 и 12.6, включая препятствующие поверхности, поверхности трения и опорные поверхности, и так далее.

В дополнение к первым областям 10.4 и 10.6 контакта, предусмотрены вторые области 18.4 и 18.6 контакта, которые содержат вторые упорные поверхности 20.4 и 20.6, которые, как и первые упорные поверхности 12.4 и 12.6, являются ответными друг с другом и образуют второе запирающее средство 22 в показанном иллюстративном варианте осуществления.

Также здесь следует заметить, что показанную и описанную запирающую геометрическую структуру второго запирающего средства 22 следует понимать только как иллюстративный вариант осуществления. Аналогично первым упорным поверхностям 12.4 и 12.6, любой тип функционирующего и/или поддерживающего механизма может быть в основном образован между упорными поверхностями 20.4 и 20.6, включая препятствующие поверхности, поверхности трения и опорные поверхности, и так далее.

Вторые упорные поверхности 20.4 и 20.6, которые в иллюстративном варианте осуществления формируют или образуют между собой второе запирающее средство 22, аналогично первому запирающему средству 14, образованы посредством зубчатого профиля на соответствующих упорных поверхностях 20.4 и 20.6.

Зубчатый профиль второго запирающего средства 22 расположен на окружности, которая является концентричной с зубчатым профилем в первом запирающем средстве 14 или оси A и находится на расстоянии в радиальном направлении от наружной окружности первого запирающего средства 14, как можно лучше всего видеть на Фиг. 2, 3 и 8.

Соответственно, между запирающими средствами 14 и 22 образовано открытое пространство или переходная область 24.

Уклоны между соответствующими зубьями в запирающих средствах 14 и 22 могут быть одинаковыми. Также они могут быть разными, причем согласно Фиг. 8 уклон зубьев во втором запирающем средстве 22 больше, чем уклон зубьев в первом запирающем средстве 14.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, уклон активных поверхностей зубьев в первом запирающем средстве 14 больше, чем во втором запирающем средстве 22. Если уклон активных поверхностей в первом запирающем средстве обозначен S14, а уклон активных поверхностей во втором запирающем средстве 22 обозначен S22, то действительно выражение S14 > S22. Здесь, «уклон» активной поверхности в запирающем средстве представляет собой воображаемый спиральный путь, который проходит запирающая поверхность или активная поверхность (который соответствует винтовой поверхности) за один оборот вокруг оси A.

На Фиг. 4-6 показано преимущество, являющееся результатом этих отличающихся друг от друга уклонов. На Фиг. 4 показано рабочее положение двух компонентов 4 и 6 относительно друг друга, то есть положение, которое соответствует состоянию нормальной работы опорного узла 2, в котором два компонента 4 и 6 проходят, например, удлиненно/колинеарно или под заданным углом относительно друг друга, причем на свободном конец компонента 4 установлена система непрямого зрения или подобная вспомогательная часть. Два запирающих средства 14 и 22 упираются друг в друга своими соответствующими активными поверхностями, так что оба запирающих средства 14 и 22 находятся в функциональном зацеплении и обеспечивают надежное блокирование вращения опорного узла 2 в рабочем положении. К тому же, при необходимости также обеспечивается опора крутящего момента двух компонентов 4 и 6.

В ходе принудительного вращения, например, первого компонента 4 относительно второго компонента 6 вокруг оси A, активные поверхности в первом запирающем средстве 14 скользят друг по другу. Из-за более крутого уклона активных поверхностей первого запирающего средства 14, активные поверхности второго запирающего средства 22 отцепляются друг от друга согласно Фиг. 5, то есть, вторые упорные поверхности 20.4 и 20.6 отделяются друг от друга, в результате чего прерывается эффект запирания второго запирающего средства 22.

Результатом этого является преимущество, заключающееся в том, что активные поверхности во втором запирающем средстве 22 не подвержены какому либо износу или обдиранию даже при частом приведении в действие опорного узла 2, благодаря чему второе запирающее средство 22 может иметь очень долгий срок службы, и при разработке опорного узла 2 отсутствует необходимость особенно внимательного отношения к высокому сопротивлению истиранию используемых в нем материалов. К тому же, какие либо средства уплотнения и смазывания в области второго запирающего средства 22 являются необязательными.

Соответствующие вторые упорные поверхности 20.4 и 20.6 во втором запирающем средстве 2 не должны быть обязательно образованы непрерывно по окружности вокруг первого запирающего средства 14 и могут быть образованы согласно Фиг. 2 и 8 в форме двух сегментов кольца. На Фиг. 3 показана возможность расположения всего четырех сегментов кольца вторых упорных поверхностей 20.n вокруг первого внутреннего запирающего средства 14.

На Фиг. 2 и 3, расположение сегментов кольца вторых упорных поверхностей 20.n является симметричным по отношению к оси A. В случае конструкции с Фиг. 2, два сегмента кольца также могут быть смещены относительно друг друга на 90 градусов или на любой другой угол. К тому же, конструкция с Фиг. 2 также может быть осуществлена так, чтобы один из двух сегментов кольца не был предусмотрен.

Положение сегментов кольца вторых упорных поверхностей 20.n или 20.4 и 20.6 образует надежно удерживаемое рабочее положение первого компонента 4 относительно второго компонента 6. В варианте осуществления на Фиг. 2, упомянутое удерживаемое рабочее положение представляет собой удлиненное/колинеарное положение первого компонента 4 относительно второго компонента 6, как показано, например, на Фиг. 7. В случае конструкции с Фиг. 3, как упомянутое удлиненное/колинеарное положение, так и положение, повернутое в любую сторону на 90 градусов относительно него, является надежно удерживаемым положением. Во всех промежуточных положениях, опорный узел 2 может перемещаться сравнительно плавно, поскольку механизм отличающихся уклонов, описанный на основании Фиг. 4 и 5, в промежуточных положениях нейтрализует функцию второго запирающего средства 22.

На Фиг. 10 показана возможность ассиметричного расположения второго запирающего средства 22 и вторых упорных поверхностей 20.4 и 20.6 относительно оси A. Здесь вторые упорные поверхности 20.4 и 20.6 расположены, например, как пара на одной стороне оси A или первого запирающего средства A.

Также возможно объединять друг с другом варианты осуществления с Фиг. 2 или 3 и 10.

Переходная область, не показанная более подробно на чертеже, может быть предусмотрена в свободном пространстве или переходной области 24, и такая переходная область может быть выполнена с возможностью образования перехода между профилем активных поверхностей в первом запирающем средстве 14 и профилем активных поверхностей во втором запирающем средстве 22.

Следует повторно отметить, что возможность запирания между двумя компонентами 4 и 6 следует понимать просто как иллюстративный вариант осуществления. Соответствующие упорные поверхности 12.4 и 12.6 или 20.4 и 20.6 также могут иметь другие функции и могут быть предусмотрены, например, в качестве поверхностей трения или препятствующих поверхностей и/или только как опорные поверхности. В зависимости от последнего могут быть разработаны или выбраны конструкция и/или конфигурация и/или расположение и/или материал и комбинация материалов упорных поверхностей 12.4 и 12.6 и 20.4 и 20.6.

К тому же, совершенно очевидно, что конструкция первого запирающего средства 14 и второго запирающего средства 22 не ограничена обязательно зубьями, показанными в иллюстративном варианте осуществления. Также возможны другие запирающие геометрические структуры в форме заданных поверхностей. Более того, также может быть использовано запирающее средство шарового типа или подобные запирающие элементы. Такие другие варианты осуществления могут частично или полностью заменять показанные зубья и/или могут быть использованы в комбинации с ними.

Первые области 10.4 и 10.6 контакта и вторые области 18.4 и 18.6 контакта могут быть выполнены как единое целое с материалом соответствующих первого и второго компонентов 4 и 6. Также эти области контакта могут быть образованы как отдельные элементы, которые изготавливаются из такого же материала или не такого материала, как материал, используемый для компонентов 4 и 6, и соединены с соответствующими компонентами 4 и 6 без возможности вращения. Это позволяет выбирать соответствующие комбинации материалов в области упорных поверхностей или запирающего средства, которые оптимизированы для соответствующего предполагаемого использования.

Благодаря тому, что второе запирающее средство 22 в форме двух упорных поверхностей 20.4 и 20.6 имеет сравнительно большое расстояние до оси A, упомянутое второе запирающее средство может принимать или поглощать большие крутящие моменты, или прилагать большой удерживающий момент против какого либо поворачивающего перемещения в опорном узле 2. Тем не менее, весь опорный узел 2 является малогабаритным и компактным, в частности, в случае конструкции с Фиг. 2, 7, 8 и 10.

Перечень ссылочных позиций

A ось

2 опорный узел

4 первый компонент

6 второй компонент

8 соединительный элемент

10.4, 10.6 первая область контакта

12.4, 12.6 первая упорная поверхность

14 первое запирающее средство

16 уплотнение

18.4, 18.6 вторая область контакта

20.4, 20.6 вторая упорная поверхность

22 второе запирающее средство

24 переходная область