CN110741171B - 用于联合收割机的收割器的球铰接头的改进的防尘罩和制造方法 - Google Patents

Abstract

球铰接头包括具有沿中心轴线延伸的内孔的壳体(30)。部分地容纳在所述内孔中，并具有延伸出所述内孔用于与齿轮箱接合的柄部分(42)的螺栓。所述球铰接头还包括从与所述壳体密封的第一罩端(52)延伸到第二罩端(54)的弹性罩体(50)。由塑性材料制成，固定在所述第二罩端的靴状轴承(56)。所述靴状轴承与所述螺栓的柄部分动态密封接合。所述靴状轴承设有多个轴向向内延伸并呈环状的肋条(62)，所述肋条与所述柄部分接触。

Description

用于联合收割机的收割器的球铰接头的改进的防尘罩和制造 方法

相关申请的交叉引用

本PTC申请要求2017年6月22日申请的申请号为：15/629,844的美国实用专利的优先权，其内容在此通过引用全部被并入。

技术领域

本发明通常涉及用于联合收割机的收割器组件(也是公知的刀片组件)，尤其涉及一种改进的用于收割器组件的球铰接头的改进的罩体。

背景技术

在使用中，联合收割机的收割器以极高的频率来回振荡，以在收割机穿过田野时收割谷物，草或其他植物。收割器由齿轮箱(也称为“摆动箱”)驱动，该齿轮箱可操作地连接至球头螺栓，该球头螺栓容纳在球铰接头的壳体内。在运行过程中，球形螺栓相对于壳体以较高的频率旋转和铰接，从而驱动收割器的振荡运动。

这种球铰接头通常还包括防尘罩，该防尘罩相对于壳体和球头螺栓密封，以将润滑剂保持在壳体内并且将润滑剂保持在壳体的内孔之外。在某些情况下，在许多操作循环之后，防尘罩会由于球头螺栓相对于外壳的旋转运动而产生的应力而撕裂。这种撕裂可能需要更换整个球铰接头。除了维护成本之外，这还可能导致联合收割机停机，从而使农民蒙受损失。因此，一直希望有一种使用寿命更长的改进的球铰接头。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种用于联合收割机的切割器的球铰接头。所述球铰接头包括具有沿中心轴线延伸的内孔的壳体。部分地容纳在所述内孔中，并具有延伸出所述内孔用于与齿轮箱接合的柄部分的螺栓。所述球铰接头还包括从与所述壳体密封的第一罩端延伸到第二罩端的弹性罩体。由塑性材料制成，固定在所述第二罩端，并在所述弹性罩体的所述第二罩端和所述螺栓的所述柄部分之间建立密封的靴状轴承。所述靴状轴承具有多个径向向内延伸并呈环状的第一肋条。多个所述第一肋条与所述柄部分接触。

所述靴状轴承的塑性材料和螺栓的柄部分之间的动态密封接合使齿轮箱能够以很高的频率运行，同时将最小的应力施加到弹性罩体中，从而提高了球铰接头的耐用性和使用寿命。肋条之间的凹槽减小了所述靴状轴承与所述螺栓的柄部分之间的面对面接触面积，从而减小了所述靴状轴承与所述柄部分之间的摩擦，并进一步提高了球铰接头的使用寿命。

根据本发明的另一个方面，所述靴状轴承还包括第一凸缘部分，所述第一凸缘部分具有多个轴向延伸且呈环状的第二肋条，多个所述第二肋条通过多个第二凹槽彼此轴向地间隔开，以减少所述轴承和所述齿轮箱的阻块之间的面对面接触面积。

根据本发明的再一个方面，所述螺栓的所述柄部分具有直径大致恒定的圆柱形的部分，并且其中，所述靴状轴承的所述第一肋条均与所述圆柱形的部分接触。

根据本发明的又一个方面，所述靴状轴承与所述弹性罩体包覆成型接合。

根据本发明的进一步的方面，所述弹性罩体的所述第二端部容纳在所述靴状轴承的通道内。

根据本发明的再进一步的方面，，所述靴状轴承的所述塑性材料是聚甲醛。

本发明的另一个方面涉及一种用于联合收割机的切割器组件，所述组件包括切割器和具有阻块的齿轮箱。将所述切割器与所述阻块互连，用于将运动从所述齿轮箱传递至所述切割器的球铰接头。所述球铰接头包括：壳体，其具有沿中心轴线延伸的内孔。螺栓，其部分地容纳在所述内孔中，并具有延伸出所述内孔用于与齿轮箱固定地接合的柄部分。所述组件还包括弹性罩体，其从与所述壳体密封的第一罩端延伸到第二罩端。靴状轴承，其由塑性材料制成，固定在所述第二罩端，并在所述弹性罩体的所述第二罩端和所述螺栓的所述柄部分之间建立动态的密封。所述靴状轴承具有多个径向向内延伸并呈环状的第一肋条，多个所述第一肋条与所述螺栓的所述柄部分接触，且多个所述第一肋条在轴向方向上通过多个第一凹槽彼此间隔开，以减少所述轴承和所述螺栓的所述柄部分之间的面对面接触面积。

根据本发明的另一个方面，在所述靴状轴承与所述齿轮箱的所述阻块之间也建立了动态密封。

根据本发明的再一个方面，所述靴状轴承还包括多个轴向延伸且呈环状的第二肋条，多个所述第二肋条与所述齿轮箱的所述阻块接触并通过多个第二凹槽彼此轴向地间隔开。

根据本发明的又一个方面，所述弹性罩体还包括轴向延伸的唇缘，所述唇缘与所述齿轮箱的所述阻块动态密封接合。

本发明的再一个方面涉及一种制造切割器组件的方法。所述方法包括将螺栓的一部分插入壳体的开孔中，使得所述螺栓沿所述内孔的中心轴延伸穿过所述壳体的开孔的步骤。所述方法还包括准备从第一罩端延伸至第二罩端的弹性罩体的步骤。所述方法还包括将比弹性罩体刚性更高的材料制成的靴状轴承与所述弹性罩体的所述第二罩端牢固地接合在一起的步骤。所述靴状轴承具有多个径向向内延伸并呈环状的第一肋条，多个所述第一肋条通过至少一个第一凹槽彼此隔开。所述方法还包括在所述弹性罩体的所述第一罩端和所述壳体之间建立静态密封的步骤。所述方法还包括在所述靴状轴承的所述第一肋条和所述螺栓之间建立动态密封的步骤。所述方法还包括将所述壳体与切割器紧密地接合的步骤。所述方法还包括将所述螺栓与齿轮箱紧密地接合的步骤。

根据本发明的又一个方面，所述靴状轴承还包括多个轴向延伸并呈环状的第二肋条，多个所述第二肋条通过至少一个第二凹槽彼此轴向地间隔开。

附图说明

当结合附图考虑以下详细描述时，将会更好地理解本发明的这些和其他特征以及优点，其中：

图1是表示透视图，其示出了球铰接头将联合收割机的收割器与齿轮箱相互连接；

图2是图1的球铰接头的透视图；

图3是与联合收割机的齿轮箱相连的图1的球铰接头的剖视图；

图4是图3的一部分的放大图，其集中在球铰接头的保罩体的一部分上；和

图5是球铰接头的替代实施例的一部分的放大图，并且集中在球铰接头的罩体的一部分上。

具体实施方式

参照附图，其中相同的附图标记在几个视图中指示相应的部分，图1中大体示出了与通过球铰接头24的第一示例性实施例附接到齿轮箱22的具有收割器20的联合收割机。在操作过程中，球铰接头24将运动从齿轮箱22中的阻块26(图3和4所示)传递到收割器20上的刀片，以非常高的频率来回摆动刀片以收割谷物，草，农作物或任何合适的植物。如图2-4所示，球形铰链接头24包括具有改进的防尘罩28的球形接头，防尘罩28具有改进的耐用性和使用寿命，用于用球铰接头24的球头螺栓32密封壳体30。

球铰接头24的示例性实施例包括外壳30，该外壳30具有限定内孔的内壁，该内孔沿着中心轴线A从第一开口端34延伸至第二开口端36。第一开口端34具有径向向内延伸的凸缘，其用作将某些组件插入内孔的止动面。壳体30还具有形成在其侧壁中的润滑剂开口和用于将润滑剂在球铰接头24的初始润滑期间和在日常维护期间通过润滑剂开口输送到内孔中的油嘴配件38。壳体30优选地由单个整体金属制成，例如钢或合金钢，并且可以通过任何合适的一种或多种工艺(例如铸造，锻造，机械加工等)成形。

如图3所示，球头螺栓32具有彼此一体连接的球形部分40和柄部分42。球形部分40设置在壳体30的内孔中并且具有半球形的外表面。柄部分42从球形部分40延伸到螺纹远端，该螺纹远端通过第一开口端34从内孔伸出。柄部分42具有圆柱形区域44，该圆柱形区域位于两个球形部分40和螺纹端之间隔开的在锥形区域之间。圆柱形区域44具有用于预定长度的大致恒定的直径。球型螺栓32优选地制成为单块的金属片，例如钢或合金钢，并且可以通过任何合适的工艺来成形。

在示例性实施例中，一对球头螺栓轴承46设置在球头螺栓32的球形部分40与壳体30的内壁之间的内孔中。球头螺栓轴承46具有半球形弯曲的轴承表面，在收割器20组件的操作过程中，它们可滑动地与球形部分40的半球形外表面面对面接触，以允许球头螺栓32和壳体30相对于彼此自由旋转和铰接。球头螺栓轴承46优选地由金属或塑料制成。

端盖48在第二开口端36处与壳体30固定，以将球头螺栓32的球形部分40和球头螺栓轴承46捕获在壳体30的内孔中。在示例性实施例中，壳体30将端盖48旋锻以将端盖48捕获在壳体30的内孔中。然而，应当理解，端盖48可以通过任何合适的连接装置与壳体30固定，包括例如螺纹连接或压紧端盖在图48中所示的槽中形成有形成在壳体30的内壁中的凹槽。

防尘罩28包括弹性体50，该弹性体50沿中心轴线A从相对于壳体30的外表面密封的第一罩端52延伸到第二罩端54。该弹性体50由单个整块的弹性柔性材料制成，例如氯丁橡胶或任何其他天然或合成橡胶，以允许防尘套28在外壳30和球头螺栓32相对铰接时弹性弯曲，同时保持与外壳30和球头螺栓32形成的密封。

如图4中所示，靴状轴承56固定地附接到弹性体50的第二罩端54，并且与球头螺栓32的柄部分42的圆柱形区域44面对面接触以密封。如图3所示，靴状轴承56也与齿轮箱22的阻块26面对面接触，以用齿轮箱22的阻块26密封防尘套28。也即，防尘罩28相对于阻块26和球头螺栓32均被密封，以将润滑剂保持在壳体内孔中，并将诸如水或灰尘之类的污染物保持在壳体30的内孔之外。

靴状轴承56优选地制成为低摩擦塑料的单块整体件，其比罩体的弹性材料基本上刚性更高且柔韧性更低。靴状轴承56的材料优选是聚甲醛(也称为POM，迭尔林和乙缩醛)。聚甲醛材料在防尘罩28和球头螺栓32之间提供了低摩擦界面，从而建立了与球头螺栓32的动态密封接合。也即，在收割器20组件的操作过程中，随着球头螺栓32相对于壳体30以较高的频率旋转，因此靴状轴承56和罩体保持与壳体30固定。在第一示例性实施例中，靴状轴承56与罩体的第二罩端54包覆成型连接。靴状轴承56还可设置有油脂释放通道(未示出)，以允许在日常维护期间将过量的润滑剂从壳体30中清除。

第一示例性实施例的靴状轴承56是环形的，并且具有沿着中心轴线A延伸的轴向部分58和从轴向部分58的一个轴向端部径向向外延伸的凸缘部分60。凸缘部分60位于轴向部分58的与壳体30相反的一端，并且轴向部分58的面对壳体30的端部没有凸缘部分60。参考图3和图4中的球铰接头24的取向，凸缘部分60在靴状轴承56的下端上，并且靴状轴承56的上端没有凸缘部分60。

靴状轴承56的轴向部分58具有多个第一肋条62，这些第一肋条62是环形的并且朝着中心轴线A径向向内延伸以接触球头螺栓32的柄部分42的圆柱形区域44。该第一肋条62在轴向上由多个同样为环形的第一凹槽64彼此隔开。第一肋条62和球头螺栓32的柄部分42之间的表面接触限定了防尘罩28和球型螺栓32之间的动态密封。在第一示例性实施例中，靴状轴承56设置有三个第一肋条62通过两个第一凹槽64彼此分开。第一凹槽64的存在减小了靴状轴承56和球头螺栓32的柄部分42之间的总的面对面接触面积，以减少防尘套28和球头螺栓32之间的摩擦。

在靴状轴承56的下端处的凸缘部分60的下表面设置有多个第二肋条66，这些第二肋条66轴向地延伸并且是环形的。第二肋条66在径向方向上通过多个也是环形的第二凹槽68彼此间隔开。在第一实施例中，第二肋条66与齿轮箱22的阻块26之间的面对面限定了防尘罩28与齿轮箱22的阻块26之间的动态密封。靴状轴承56设有三个第二肋条66，它们通过两个第二凹槽68彼此间隔开。第二凹槽68的存在减小了靴状轴承56和阻块26之间的总的面对面接触面积，以减小防尘罩28与阻块26之间的摩擦。

防尘罩28的弹性体50的第二罩端54还具有轴向延伸的唇缘70，该唇缘70与阻块26直接面对面地接触，以在防尘罩28和阻块26之间建立辅助密封。也即，防尘罩28通过唇缘70和靴状轴承56上的第二凹槽68密封在阻块26上。唇缘70绕中心轴A延伸三百六十度(360°)。

现在参考图5，通常以相同的数字示出球铰接头124的第二示例性实施例，该相似的数字由前缀“1”分隔，以识别上述第一示例性实施例的相应部分。在第二示例性实施例中，弹性体150的第二罩端154被安装到靴状轴承156上，而不是像在第一示例性实施例中那样被包覆模制到靴状轴承156上。在该替代实施例中，靴状轴承156在轴向部分158的两端包括凸缘部分160a，160b，以在两个凸缘部分160a，160b之间限定径向向外的通道。该通道围绕中心轴线A，并且弹性体150的第二罩端154被插入通道中，以将靴状轴承156与弹性体150固定地附接。第二罩端154在横截面中通常为U形，截面具有与靴状轴承156的轴向部分158的外表面接触的径向向内的表面，并且第二罩端154的径向向内的表面设置有多个脊以保持弹性体150和防尘罩128的靴状轴承156之间的密封。靴状轴承156的上凸缘部分160b轴向朝向壳体130倾斜，以帮助防尘套128安装到弹性体150的第二罩端154上通过允许第二罩端154更容易地安装在靴状轴承156上。

本发明的另一方面涉及一种制造收割器组件的方法，例如图1-4的收割器组件。该方法包括以下步骤：将球头螺栓32的一部分插入壳体30的开口孔中，使得球头螺栓30沿着中心轴线A延伸穿过壳体30的第一开口端34从内孔中出来。该方法继续进行以下步骤：准备从第一罩端52延伸至第二罩端54的弹性体50。该方法继续进行以下步骤：固定地将由比弹性体50更硬的材料制成的靴状轴承56附接到弹性体50的第二罩端54。靴状轴承56具有多个径向向内延伸且环形的第一肋条62，该第一肋条62通过至少一个第一凹槽64彼此分开。该方法继续进行以下步骤：在弹性罩体的第一罩端52与壳体30之间建立静态密封。该方法继续进行以下步骤：在靴状轴承56的第一肋条62与螺栓之间建立动态密封。该方法继续进行以下步骤：将壳体30与收割器20牢固地附接。该方法继续进行以下步骤：将球头螺栓32与齿轮箱22牢固地附接。

显然，根据以上教导，本发明的许多修改和变型是可能的，并且可以在所附权利要求的范围内以不同于具体描述的方式来实践。另外，应当理解，所有权利要求和所有实施例的所有特征可以彼此组合，只要它们彼此不矛盾即可。

Claims (11)

1.一种用于联合收割机的切割器的球铰接头，包括：

壳体，其具有沿中心轴线延伸的内孔；

螺栓，其部分地容纳在所述内孔中，并具有延伸出所述内孔用于与齿轮箱接合的柄部分；

弹性罩体，其从与所述壳体密封的第一罩端延伸到第二罩端；

靴状轴承，其由塑性材料制成，固定在所述第二罩端，并在所述弹性罩体的所述第二罩端和所述螺栓的所述柄部分之间建立密封；以及

所述靴状轴承具有多个径向向内延伸并呈环状的第一肋条，多个所述第一肋条与所述螺栓的所述柄部分接触，且多个所述第一肋条在轴向方向上通过多个第一凹槽彼此间隔开，以减少所述轴承和所述螺栓的所述柄部分之间的面对面接触面积;所述靴状轴承还包括第一凸缘部分，所述第一凸缘部分具有多个轴向延伸且呈环状的第二肋条，多个所述第二肋条通过多个第二凹槽彼此轴向地间隔开，以减少所述轴承和所述齿轮箱的阻块之间的面对面接触面积；

所述弹性罩体还包括环形的密封唇缘，所述密封唇缘位于所述靴状轴承的一个轴侧，且所述密封唇缘直接接触所述齿轮箱。

2.根据权利要求1所述的球铰接头，其中，所述螺栓的所述柄部分具有直径大致恒定的圆柱形的部分，并且其中，所述靴状轴承的所述第一肋条均与所述圆柱形的部分接触。

3.根据权利要求1所述的球铰接头，其中，所述靴状轴承与所述弹性罩体包覆成型接合。

4.根据权利要求1所述的球铰接头，其中，所述弹性罩体的所述第二罩端容纳在所述靴状轴承的通道内。

5.根据权利要求1所述的球铰接头，其中，所述靴状轴承的所述塑性材料是聚甲醛。

6.一种用于联合收割机的切割器组件，包括：

切割器；

齿轮箱，其具有阻块；以及

球铰接头，其将所述切割器与所述阻块互连，用于将运动从所述齿轮箱传递至所述切割器，所述球铰接头包括：

壳体，其具有沿中心轴线延伸的内孔；

螺栓，其部分地容纳在所述内孔中，并具有延伸出所述内孔用于与齿轮箱固定地接合的柄部分；

弹性罩体，其从与所述壳体密封的第一罩端延伸到第二罩端；

靴状轴承，其由塑性材料制成，固定在所述第二罩端，并在所述弹性罩体的所述第二罩端和所述螺栓的所述柄部分之间建立动态的密封；以及

所述靴状轴承具有多个径向向内延伸并呈环状的第一肋条，多个所述第一肋条与所述螺栓的所述柄部分接触，且多个所述第一肋条在轴向方向上通过多个第一凹槽彼此间隔开，以减少所述轴承和所述螺栓的所述柄部分之间的面对面接触面积；

在所述靴状轴承与所述齿轮箱的所述阻块之间也建立了动态密封，所述靴状轴承还包括多个轴向延伸且呈环状的第二肋条，多个所述第二肋条与所述齿轮箱的所述阻块接触并通过多个第二凹槽彼此轴向地间隔开;

所述弹性罩体还包括环形的密封唇缘，所述密封唇缘位于所述靴状轴承的一个轴侧，且所述密封唇缘直接接触所述齿轮箱和所述螺栓。

7.根据权利要求6所述的切割器组件，其中，所述靴状轴承的所述塑性材料是聚甲醛。

8.根据权利要求6所述的切割器组件，其中，所述靴状轴承与所述弹性罩体包覆成型接合。

9.根据权利要求8所述的切割器组件，其中，所述弹性罩体还包括轴向延伸的唇缘，所述唇缘与所述齿轮箱的所述阻块动态密封接合。

10.一种制造切割器组件的方法，包括以下步骤：

将螺栓的一部分插入壳体的内孔中，使得所述螺栓沿所述内孔的中心轴延伸穿过所述壳体的内孔；

准备从第一罩端延伸至第二罩端的弹性罩体；

将由比弹性罩体刚性更高的材料制成的靴状轴承与所述弹性罩体的所述第二罩端牢固地接合在一起，所述靴状轴承具有多个径向向内延伸并呈环状的第一肋条，多个所述第一肋条通过至少一个第一凹槽彼此隔开；所述靴状轴承还包括多个轴向延伸并呈环状的第二肋条，多个所述第二肋条通过至少一个第二凹槽彼此轴向地间隔开;所述弹性罩体还包括环形的密封唇缘，所述密封唇缘位于所述靴状轴承的一个轴侧，且所述密封唇缘直接接触齿轮箱和所述螺栓;

在所述弹性罩体的所述第一罩端和所述壳体之间建立静态；

在所述靴状轴承的所述第一肋条和所述螺栓之间建立动态密封；

将所述壳体与切割器紧密地接合；以及

将所述螺栓与齿轮箱紧密地接合。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述靴状轴承被制成为聚甲醛的单个整体件。

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