关节轴承及采用其的转向系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及关节轴承，尤其涉及用于车辆的关节轴承，本实用新型还涉及使 用该关节轴承的转向系统。
【背景技术】
[0002] 关节轴承一般包括置于外圈内且可于该外圈内旋转的内圈。所述内圈具有一外表 面，且所述外圈具有用于容纳并保持该内圈的一内表面，从而使得该内圈的外表面以滑动 方式与所述外圈的内表面相接合。某些情况下，还可以使用密封套将所述内圈和外圈的相 接面密封，以防止污垢、水、颗粒物等杂质污染上述两滑动式接合表面。
[0003] -般而言，所述密封套伸展于所述内圈和外圈的相接面上。所述密封套的一边缘 固定保持于所述内圈上的一密封槽内，而所述密封套的第二边缘则固定保持于所述外圈上 的一密封槽内。在此连接方式下，密封套的所述两边缘被固定到位而无法移动。从而所述 内圈在外圈内的转动会使得密封套的材料被相应拉伸。
[0004] 随着密封套的反复伸缩，制成该密封套的材料可随时间逐渐发生塑性变形。此材 料的塑性变形可使密封套性能受损，从而给使用该密封套的关节轴承带来不利影响。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种改进的关节轴承，以避免密封套在轴 承使用过程中产生不期望的塑性变形而对轴承带来不利影响。
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型的第一方面提供一种关节轴承，包括：外圈，具 有一中心轴，所述外圈的外表面上靠近外圈端面的位置设有外圈密封槽；内圈，设置于所述 外圈内且能够绕所述外圈的中心轴相对所述外圈转动，所述内圈的外表面上靠近内圈端面 的位置设有内圈密封槽，所述内圈密封槽未被所述外圈遮挡；密封件，具有位于内圈密封槽 中的第一边缘和位于外圈密封槽中的第二边缘；以及设于所述密封件的第一边缘与内圈密 封槽之间并使得所述第一边缘与内圈密封槽之间能够产生相对滑动的第一连接件，和/或 设于所述密封件的第二边缘与外圈密封槽之间并使得所述第二边缘与外圈密封槽之间能 够产生相对滑动的第二连接件。
[0007] 本实用新型的第二方面还提供一种转向系统，包括：一框体；一转向装置和两个 轮毂，均以可转动方式连接至所述框体，每个轮毂均具有向外伸出的一控制臂，其中，每个 所述控制臂的一远端分别通过一拉杆以可转动方式与所述转向装置连接，每个轮毂还具有 一柱塞臂，所述柱塞臂的一端以可转动方式连接于相应的控制臂上，所述柱塞臂的另一端 以可转动方式连接至所述框体；以及前述的关节轴承，设置于每个所述拉杆以及每个所述 柱塞臂的相对两端，从而与所述框体、控制臂以及转向装置中的至少一个形成可转动式连 接。
[0008] 通过在密封件的边缘与相应的密封槽之间设置连接件，使得密封件的边缘能相对 密封槽滑动，从而当关节轴承的内圈在外圈内转动时，密封件能随着内圈和/或外圈一起 转动，避免了密封件的反复伸缩以及塑性变形，可有效延长密封件的使用寿命，并进而确保 关节轴承及采用其的转向系统能够正常工作。
【附图说明】
[0009] 图1为本实用新型一具体实施例的关节轴承截面图。
[0010] 图2为图1所示关节轴承的部分截面图。
[0011] 图3为图1所示关节轴承的部分截面图，用于显示密封套和连接件。
[0012] 图4为图1所示关节轴承的一个连接件的立体断面图。
[0013] 图5为图1所示关节轴承的另一具体实施例的部分截面图。
[0014] 图6为图1所示关节轴承安装于转向系统内时的示意图。
【具体实施方式】
[0015] 如图1所示，为本实用新型一具体实施例的关节轴承截面图。所述关节轴承10包 括一外圈12和设置于所述外圈12内的一内圈14。该内圈14近似为一球体，其端部凸出于 外圈12以外且具有贯穿其中的通孔15,该通孔大致以穿过关节轴承10的一轴线A为中心 轴线。通孔15用于容纳部分轴体或其它元件，但本实用新型不限于此，还可以将内圈14与 轴体等元件形成一体，或整体上作为元件的一部分。此外，虽然以上将孔15描述和图示为 完全贯穿内圈14的通孔，但是本实用新型并不限于此。所述孔也可不贯通内圈而只延伸至 其内部的某一位置。
[0016] 在图不实施例中，所述外圈12为具有一内表面16的一环状体。该内表面16为凹 球面，用于容纳内圈14的凸球面20。所述外圈12的内表面16与内圈14的凸球面20可相 对运动，使得内圈14可在外圈12内绕轴线A转动，此外，内圈14与外圈12之间也可产生 相对滑动，使连接至内圈或穿设于内圈内的轴体产生偏离上述轴线A的运动。虽然以上将 外圈12描述和图示为一环状体，但是本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型其它方 面的情况下，外圈可具有任何实际应用的形状，或作为外壳等其它元件的一部分。
[0017] 关节轴承10包括跨设于外圈12和内圈14相接面上的一轴承密封套30 (以下称 "密封套30")，用于防止碎肩和杂质进入关节轴承10内，更加具体而言，用于防止碎肩和杂 质落入由上述凸球面20和内表面16构成的滑动表面上。如图所示，关节轴承10可包括分 别置于相对两侧的两个所述密封套30。
[0018] 内圈14可由钢或其它金属基合金制成，包括但不限于，铝、钛、镍、铜、钴等。例如， 内圈 14 可由AISI52100、AISI440C、4340 或 4130 合金钢，17-4PH、15-5PH、13PH-8MO等材 料制成。内圈14也可由其它具有足够硬度或可通过热处理或表面处理获得足够硬度的材 料制成。此外，还可以在内圈14上镀铬。
[0019] 外圈12可由钢，合金钢，或其它合适材料制成。所述合金钢包括但不限于4340、 4130、17-4PH、15-5PH、13PH-8M0等。外圈12也可由适于制成内圈14的凸球面自润滑涂层 物质或油润金属对金属轴承的匹配作用面的材料制成。所述外圈12和内圈14可由同一种 材料或不同材料制成。
[0020] 如图2所示，在内圈14上靠近一侧端面的位置形成有环形的内圈密封槽40。在外 圈12上靠近同一侧端面的位置形成有环形的外圈密封槽42。在关节轴承10中，内圈密封 槽40的中心轴和外圈密封槽42的中心轴都大致与轴线A重合，且内圈密封槽40未被外圈 12遮挡。
[0021] 继续参考图2,关节轴承10还可包括涂敷于内圈14凸球面上的自润滑涂层材料， 用于形成一光滑内衬24。然而，本实用新型不限于此，所述光滑内衬24是可选的。在使用 光滑内衬24的实施例中，上述形成光滑内衬24的自润滑涂层材料可涂布于内圈14的凸球 面20和外圈12的内表面16中的其一或两者上。在关节轴承10使用光滑内衬24的实施 例中，对内圈14的凸球面20和外圈12的内表面16中的其一或两者进行合适的处理以达 到期望的表面粗糙度（如喷砂处理）。对所述表面清洁干燥后，通过喷涂、旋涂、浸涂、注涂、 粘涂等工艺在其上涂敷所述涂层材料。在自润滑涂层材料涂敷结束后，通过合适工艺使上 述涂层材料硬化并将其加工至所需的尺寸，以形成上述光滑内衬24。
[0022] 光滑内衬24为一由聚四氟乙烯（PTFE)纤维或其混合纤维织成的纺织物构成的内 衬系统。可与PTFE混合的纤维包括但不限于棉纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、碳纤维、尼纶、以 及芳纶等。其中，芳纶可使用杜邦公司生产的NOMEXx及KEVLARK产品。此外，还可 以在上述纺织物外包裹热固性或热塑性树脂材料。除了其它纤维和所述树脂之外，PTFE纤 维还可使用短切PTFE纤维。
[0023] 如图2和图3所示，密封套30的第一边缘32用于设置在内圈密封槽40中，与现 有技术不同的是，本实用新型的关节轴承10在密封套30的第一边缘32和内圈密封槽40 之间设置了第一连接件50,使得所述第一边缘32和内圈密封槽40之间能够产生相对滑动。 为实现上述目的，可以选择合适的材料，使第一连接件50与第一边缘32之间的第一摩擦系 数不同于第一连接件50与内圈密封槽40之间的第二摩擦系数。于本实施例中，使第一连 接件50与第一边缘32之间的第一摩擦系数大于第一连接件50与内圈密封槽40之间的第 二摩擦系数，且优选地，使第一摩擦系数比第二摩擦系数大一个数量级以上，从而第一连接 件50在摩擦力的作用下，相对第一边缘32静止，而可相对内圈密封槽40滑动，当第一连接 件50在内圈密封槽40内转动时，其可带动密封套30几乎以与其同步的方式转动。如此， 便可消除密封套30材料与内圈14材料之间的阻力（如摩擦力），从而防止密封套材料被过 度拉伸。本领域技术人员可以理解的是，也可将上述第一摩擦系数设置为小于上述第二摩 擦系数，使得第一连接件50可相对第一边缘32滑动，而相对内圈密封槽40静止。
[0024] 密封套30的第二边缘34 (见图5)以过盈配合的方式设置于外圈密封槽42 (见图 2)内。当将密封套30卡入上述两密封槽内后，所述密封套便可相对于内圈14转动，并且 通过张力提供一阻挡层，以防止碎肩和杂质污染外圈12的内表面16以及内圈14的凸球面 20。虽然以上描述了将第一连接件50设置于内圈密封槽40内以及将第二边缘34以过盈 配合的方