CN107850111A - 带有柔性防尘罩的活动接头组件 - Google Patents

Abstract

活动接头组件包括沿着轴线延伸并具有外表面和开放内部的壳体(24)。球头螺栓(26)部分地设置在开放内部中并伸出壳体。柔性且弹性的罩(22)抵靠壳体(24)的外表面并抵靠球头螺栓(26)密封。金属嵌件(50)至少部分地嵌入罩(22)内邻近罩(22)的端部处，以抵抗从壳体(24)中拉出罩。罩(22)包括唇缘(54)，该唇缘(54)至少部分地与嵌件(50)轴向地间隔开并且径向向内地延伸，并与壳体(24)的外表面处于干涉配合接合，用于建立壳体(54)的不透流体的密封，并且用于响应于润滑剂注入壳体(24)的开放内部而保持该不透流体的密封。

Description

带有柔性防尘罩的活动接头组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年5月21日提交的美国实用专利申请(序列号)No.14/718,715的优先权，其全部内容通过引用结合于本申请中。

发明背景

1.发明领域

本发明总体上涉及活动接头组件，并且更具体地涉及包括壳体、球头螺栓以及密封抵靠在壳体和球头螺栓上的防尘罩的活动接头组件。

2.相关技术

通常采用由橡胶或其它类似材料制成的防尘罩，通过防止污染物进入活动接头组件，并通过在活动接头组件内捕获(capturing)诸如油脂等润滑剂，来密封活动接头组件。这种活动接头通常包括可在宽的运动范围内相对于彼此枢转的壳体和螺栓。防尘罩必须在整个运动范围内与壳体和球头螺栓保持密封。通常，金属或塑料环围绕防尘罩的周边放置，用于将防尘罩抵靠壳体偏置以建立不透流体的密封。然而，金属或塑料环的安装可能是麻烦的，有时，防尘罩可能会无意中被撕裂，这导致更换撕裂部分的不必要的浪费和劳动。使用外部环还可能需要机加工壳体的外表面，以提供足以在壳体和防尘罩之间形成可接受的密封的表面构造。该机加工过程进一步增加了活动接头的成本。

用于将防尘罩密封在壳体上的另一种选择是在壳体的卷曲边或旋压边下方捕获防尘罩的端部。在这种选择下，金属或塑料环可以附加地放置在防尘罩内，以在球头螺栓和壳体相对于彼此完全铰接的过程中限制防尘罩从卷曲边或旋压边意外拉出。但是，这个选择也可能有一定的局限性。例如，卷曲或旋压加工工艺可能无法在防尘罩和壳体之间产生足够的密封。另外，由于常用防尘罩材料的机械性能，防尘罩在预定的持续时间和压力之后可以呈现所谓的“压缩永久变形”，由此减弱了防尘罩与壳体之间的密封。将壳体过度卷曲或旋压到防尘罩上可能无法补偿这种压缩永久变形状态，并可能迫使防尘罩的一些材料腾空配合表面之间的区域，这产生了其它的问题。

发明内容和优点

本发明的一个方面提供了一种活动接头组件。该活动接头组件包括沿着轴线延伸并具有外表面和开放内部的壳体。球头螺栓部分地设置在开放内部中并伸出壳体之外。由柔性和弹性材料制成的罩被抵靠壳体的外表面并抵靠球头螺栓而密封。金属嵌件在罩的端部附近至少部分地嵌入罩内，以抵抗将罩从壳体拉出。所述罩包括唇缘，所述唇缘至少部分地与所述嵌件轴向地间隔开并且径向向内地延伸，并且与所述壳体的外表面干涉配合接合，以建立所述壳体的不透流体的密封，并且响应于润滑剂注入所述壳体的开放内部而保持所述不透流体的密封。

唇缘是有利的，因为它可以被添加到罩中，而几乎没有或没有额外的成本，但仍然保持与壳体的外表面的非常牢固的不透流体的密封，即使在将油脂注入到活动接头组件中而使罩向外膨胀之后也是如此。通过唇缘建立的不透流体的密封非常耐用，并且可以在活动接头组件的基本上整个寿命期间得以维持。

本发明的另一方面是一种制造活动接头组件的方法。该方法包括提供沿着轴线延伸并具有外表面和开放内部的壳体的步骤。该方法继续进行将球头螺栓插入壳体的开放内部的步骤。该方法继续提供防尘罩的步骤，该防尘罩包括柔性材料的罩和至少部分地嵌入罩内的嵌件。该罩包括径向向内地延伸的唇缘，该唇缘至少部分地与嵌件轴向地间隔开。该方法继续进行在罩的唇缘和壳体的外表面之间建立干涉配合的步骤。该方法继续进行使嵌件与壳体的外表面接合的步骤，以防止从壳体中拉出防尘罩。

附图简述

本发明的这些和其它特征和优点将容易理解，因为当结合附图考虑时并通过参考下面的详细描述，它们变得更好理解，在附图中：

图1是处于组装状态的活动接头组件的一示例性实施例的透视图和正视图；

图2是图1的活动接头组件的正视图；

图3是图1的活动接头组件的防尘罩的截面图；

图4是图3的防尘罩的一部分的局部放大图；

图5是图1的活动接头组件处于组装状态下但在润滑剂I注入活动接头组件之前的截面图；

图6是图5的活动接头组件的一部分的放大的局部视图；

图7是处于组装状态的图1的活动接头组件的截面图，其中润滑剂被注入到活动接头组件中；

图8是图7的活动接头组件的一部分的放大的局部视图；和

图9是图1的活动接头的金属嵌件的俯视图。

能够实现的实施例的详细描述

参考附图，其中相同的附图标记在几个视图中表示相应的部件，总体上在图1和2中示出了活动接头组件20的一示例性实施例，其包括改进的防尘罩组件(以下称为“防尘罩22”)。活动接头组件20包括壳体24和容纳在壳体24内并伸出到壳体24之外的球头螺栓26。壳体24和球头螺栓26被制成为彼此分离的零件，并被连接到不同的部件上，以允许所述部件相对于彼此旋转。具体而言，在该示例性实施例中，壳体24和球头螺栓26中的每一个包括用于附接到不同部件上的螺纹。在该示例性实施例中，轴承28(图5所示)插入在壳体24和球头螺栓26之间，以便于球头螺栓26和壳体24相对于彼此旋转运动。轴承28具有与球头螺栓26的球部30有相似曲率的曲面，以便于球头螺栓26与壳体24之间的可旋转关系。防尘罩22抵靠壳体24和球头螺栓26密封，用于捕获活动接头组件20内部的润滑剂，以润滑球头螺栓26和壳体24之间的滑动接触。活动接头组件20例如可以用作车辆的转向机构的拉杆端部。然而，应该理解的是，活动接头组件20可以具有一系列的汽车和非汽车用途。壳体24和球头螺栓26优选由金属制成。但是，可以使用任何合适的材料。

现在参考图7和图8，壳体24具有外表面32和从封闭端34轴向地延伸到开放端36的开放内部。外表面32大致为圆柱形，并具有至少一个凹槽38，凹槽38在封闭端34和开放端36之间沿轴向地间隔开，并绕轴线A沿周向地延伸。封闭端34具有润滑剂通道40，用于将润滑剂，例如油脂，导入壳体24的开放内部。

防尘罩22包括罩42，罩42作为一个整体材料件制成，并从抵靠壳体24的外表面32密封的第一端44轴向地延伸到抵靠球头螺栓26密封的第二端46。具体而言，罩42的第一端44抵靠壳体24的外表面32轴向地密封在凹槽38与壳体24的封闭端34之间。罩42另外包括润滑脂释放通道47，该润滑脂释放通道47轴向地延伸到第二端46并且具有径向向内地延伸以接触球头螺栓26的气体释放阀49。罩42由任何合适的柔性和弹性的材料制成，用于在球头螺栓26相对于壳体24运动期间挠曲，以保持与壳体24和球头螺栓26的不透流体的密封。罩42可以通过任何合适的手段抵靠球头螺栓26密封。

图3示出了处于预安装状态，即在与壳体24接合之前的防尘罩22。如图所示，在第一端44附近，罩42包括径向向外延伸的凸缘，以提供相对于罩42的相邻区域具有增加的壁厚的凸缘部分48。防尘罩22进一步包括嵌件50，该嵌件50由金属制成并且被封装或嵌入到罩42的凸缘部分48内。如图9所示，金属嵌件50是环形的，并且包括多个径向向内地延伸的齿52，这些齿在圆周方向上彼此大致均匀地间隔开。现在参考图4，每个齿52以轴向地远离罩42的第一端44的角度延伸。

仍然参考图4，罩42还包括径向向内地延伸的唇缘54，该唇缘54在金属嵌件50和第二端46(图3中示出)之间轴向地间隔开。唇缘54具有轴向地朝向罩42的第一端44的倾斜面56和轴向地朝向第二端46的垂直面58。倾斜面56有助于将罩42容易地安装在壳体24上。

现在参照图5和图6，通过将罩42的第一端44推到壳体24的开放端36上，使防尘罩22与壳体24接合。然后，罩42被轴向地推向壳体24的封闭端34，直到金属嵌件50的齿52从罩42向内突出并且被卡扣式地(snappingly)接收在壳体24的外表面32上的凹槽38内。因为齿52轴向地指向罩42的第二端46，所以，一旦被接收在凹槽38内，齿52就抵抗将防尘罩22从壳体24中拉出。

如图6所示，当防尘罩22与壳体24接合时，在唇缘54与壳体24的外表面32之间建立干涉配合。也就是说，唇缘54通过罩42与壳体24的外表面32之间的紧配合而被压缩。这在防尘罩22与壳体24之间提供了非常牢固的不透流体的密封。

现在参照图7，一旦将球头螺栓26和防尘罩22安装在壳体24中，则润滑剂通过润滑剂通道40被注入并进入活动接头组件20中。在这样的压力下注入润滑剂，使得使罩42向外膨胀，以确保活动接头组件20的适当和持久的润滑。罩42与壳体24的外表面32之间的干涉配合保护并保持罩42与壳体24的外表面32之间的不透润滑剂的密封，以在活动接头组件20的使用寿命期间确保球头螺栓26与轴承28之间的接触表面的润滑。另外，润滑脂通道47中的润滑脂释放阀49特别构造成在唇缘54保持与壳体24的不透流体的密封性的同时，如果润滑脂达到一定的预定压力，则将润滑脂引导出活动接头组件20。另外，当润滑剂被注入壳体24内部时，唇缘54与壳体24的外表面32之间的干涉配合限制或甚至阻止了护罩42的凸缘部分48的任何运动。也就是说，当罩42的其余部分如图7所示向外膨胀时，凸缘部分48保持静止。

本发明的另一方面提供了一种制造活动接头组件20的方法。该方法包括提供具有外表面32并还具有开放内部的壳体24的步骤，外表面32具有形成在其中的凹槽38。该方法继续将球头螺栓26的轴承28和球部30插入壳体24的开放内部的步骤。该方法继续进行提供防尘罩22的步骤，防尘罩22包括罩42和嵌入罩42内的嵌件50。罩42从第一端44轴向地延伸到第二端46，并且在第一端44附近，罩42具有凸缘部分48，凸缘部分48相对于罩42的相邻部分具有增加的壁厚。嵌件50是金属的，并且被嵌入到罩42的凸缘部分48内。罩42还包括唇缘54，该唇缘54径向向内地延伸，并且轴向地位于罩42的嵌件50和第二端46之间。

该方法继续进行在罩42的唇缘54和壳体24的外表面32之间建立干涉配合和不透流体的密封的步骤。该方法继续进行以下步骤：用金属嵌件50刺穿罩42，并在壳体24的外表面32的凹槽38内接收金属嵌件50的一部分，以抵抗将防尘罩22从壳体24中拉出。该方法继续进行以下步骤：将罩42抵靠球头螺栓26密封，并将润滑剂注入到壳体24的开放内部中。罩42的唇缘54与壳体24的外表面32之间的干涉配合限制或阻止了润滑剂逸出活动接头组件20的内部。

显然，鉴于上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的，并且可以在所附权利要求的范围内以与具体描述不同的其它方式实施。

Claims (15)

1.一种活动接头组件，包括：

沿着轴线延伸并具有外表面和开放内部的壳体；

部分地设置在所述壳体的所述开放内部中并突出到所述壳体之外的球头螺栓；

柔性且弹性的材料制成的罩，所述罩抵靠所述壳体的所述外表面并抵靠所述球头螺栓密封；

由金属制成并且至少部分地嵌入在所述罩内靠近所述罩的端部处的嵌件，用于抵抗从所述壳体中拉出所述罩；以及

所述罩包括唇缘，所述唇缘至少部分地与所述嵌件轴向地间隔开，并且所述唇缘径向向内地延伸，并且与所述壳体的所述外表面处于干涉配合接合，用于同所述壳体的所述外表面建立不透流体的密封，并且用于响应于润滑剂注入所述壳体的所述开放内部而保持所述不透流体的密封。

2.根据权利要求1所述的活动接头组件，其中，所述壳体的所述外表面包括形成在其中的凹槽。

3.根据权利要求2所述的活动接头组件，其中，所述嵌件包括齿，所述齿伸入所述凹槽中并直接地抵靠所述壳体的所述外表面接合，以抵抗从所述壳体中拉出所述防尘罩。

4.根据权利要求3所述的活动接头组件，其中，所述嵌件的每个所述齿均沿径向地且沿轴向地延伸，以进一步抵抗从所述壳体中拉出所述防尘罩。

5.根据权利要求3所述的活动接头组件，其中，所述罩包括抵靠所述球头螺栓密封的第一端和抵靠所述壳体的所述外表面密封的第二端。

6.根据权利要求5所述的活动接头组件，其中，所述嵌件部分地嵌入所述罩内邻近所述第一端处。

7.根据权利要求6所述的活动接头组件，其中，所述唇缘轴向地位于所述嵌件和所述罩的所述第二端之间。

8.根据权利要求6所述的活动接头组件，其中，所述唇缘包括轴向地朝向所述第一端的倾斜面和轴向地朝向所述第二端的垂直面。

9.根据权利要求1所述的活动接头组件，其中，所述壳体具有封闭端和开放端，并且其中，所述封闭端具有用于将润滑剂引入所述壳体的所述开放内部中的润滑剂通道。

10.一种制造活动接头组件的方法，包括以下步骤：

提供沿着轴线延伸并具有外表面和开放内部的壳体；

将球头螺栓插入所述壳体的所述开放内部；

提供防尘罩，所述防尘罩包括柔性材料的罩以及至少部分地嵌入所述罩内的嵌件，所述罩包括径向向内地延伸的唇缘，所述唇缘至少部分地与所述嵌件轴向地间隔开；

在所述罩的所述唇缘与所述壳体的所述外表面之间建立干涉配合；并且

使所述嵌件与所述壳体的所述外表面接合，以抵抗从所述壳体中拉出所述防尘罩。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述壳体的所述外表面具有形成于其中的凹槽，并且其中，使所述嵌件与所述壳体的所述外表面接合的所述步骤被进一步限定为使所述嵌件与所述壳体的所述外表面的所述凹槽接合。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述嵌件是金属的。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括将润滑剂注入所述壳体的所述开放内部的步骤。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述嵌件具有多个齿，并且所述方法进一步包括用所述嵌件的所述齿刺穿所述罩以使所述嵌件与所述壳体的所述外表面直接地接合的步骤。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述嵌件的所述齿沿径向地且沿轴向地延伸，以提高从所述壳体中拉出所述防尘罩的抵抗力。