用于球形接头的锁定保护罩的制作方法

本发明涉及一种在使用汽车悬架系统、转向系统等中的用于球形接头的柔性保护罩的锁定保护罩，其具有保持保护罩将保护罩固定地密封到球形接头壳体上，并且还将球形接头壳体轴向保持在配合的汽车部件中的双重目的。

背景技术：

球形接头允许汽车悬架或转向部件相对于彼此的枢转运动，同时保持传递轴向和剪切力的能力，从而适应车轮运动、转向运动、稳定性和车轮对齐。球形接头包括具有柄部的螺柱，其通常在一端处具有螺纹以可释放地连接到相邻部件。螺柱和部件之间的其他类型的连接也可以使用。螺柱在相对端具有球形的球头，其安装在封装在球形接头壳体中的球形轴承内。球形端部和轴承之间的磨损通过使用流体润滑剂减少。

柔性橡胶保护罩通过滑动密封件弹性地密封到螺柱的柄部的外表面，并且柔性保护罩的基部被密封并固定到壳体的外表面，以防止润滑剂和接触表面被磨料颗粒、水分或化学物质(如盐)的污染，以及伴随磨料磨损，润滑剂降解和金属腐蚀。橡胶保护罩将润滑剂保持在保护罩内部，并且保护罩密封件防止污染物与运动部件和润滑剂接触。将“压入式”柔性保护罩的基部安装到外壳的常见方法是将保护罩基部按压、拉伸并滑动到刚性圆柱形外壳的外部。压入式保护罩基部的固定传统上使用在外壳中的凹槽、将柔性保护罩的外部围绕着保护罩基座的外部收缩的螺旋环夹、嵌入橡胶保护罩基部中的弹性金属环夹或这些元件的组合。

这些柔性保护罩可以容易地移除，因为保持环夹保持柔性并且在大量使用期间，保护罩的基部和壳体之间的密封件可能被损坏或无意地松动，从而允许污染物渗入润滑剂并与球形接头的球轴承、球形端部和其它内部零件接触。一旦在球形接头的内部存在污染物(诸如磨料颗粒、盐、水分或化学物质)，就会加速磨损和腐蚀，并大大降低球形接头的使用寿命。

球形接头通过机械压入配合或将球形接头的圆柱形壳体穿入部件中的匹配通孔中而安装到相邻的汽车悬架、稳定和转向部件。例如，球形接头安装在车轮悬架系统中的上部和下部控制臂上，安装在稳定连杆的两端，安装到稳定杆上并安装在转向连杆中。

通孔被铸造或锻造、铰、钻或加工到汽车部件中以匹配球形接头外壳的外圆柱形表面。壳体通常包括横向延伸的凸缘，以抵靠球形接头插入的部件侧面上的表面。一旦壳体被压入配合或穿入并且将凸缘牢固地安置在部件表面上，则弹性保持环夹被安装到壳体外部的匹配凹槽中。

保持环夹与凸缘一起将壳体固定在汽车部件的相对侧上以限制相对的轴向移动。在压入配合或穿入连接失败的情况下，保持环夹提供了安全备用系统，以防止球形接头和部件轴向分离。如果球形接头壳体从汽车部件轴向移动，特别是关键的转向或悬架部件，则可能会发生灾难性故障和车辆失去控制。

保持环夹通常与汽车部件的相邻表面间隔一定轴向距离，以允许使用工具进入并有助于安装。当发生移位时，保持环夹和汽车部件之间的轴向距离会引起严重的喀哒声，微动和冲击损坏，其进一步降低了球形接头的使用寿命。在安装和制造过程中，保持环夹和部件表面之间的紧密接合将干扰将锁定卡环钳或其它工具的点插入到c形保持环夹的端部中的匹配孔中。

因此，在壳体被移出时，尽管可能发生咔嗒声，但是为工具进入提供了一定程度的间隙，因为保持环夹可以被认为是紧急的或很少需要的备用安全措施以防止灾难性故障。任何咔哒声都可能被认为是一个可听见的警告，指出在悬架或转向系统中有些东西在不应在的位置或损坏，需要机修工在发生重大故障之前进行调查。

期望提供球形接头壳体和汽车部件之间的改进的连接，球形接头壳体和柔性保护罩之间的改进的连接，并且简化汽车球形接头的制造、安装和维护。

通过评述下面给出的本发明的公开内容、附图和描述，区分本发明与背景技术的特征将是显而易见的。

技术实现要素：

本发明提供一种球形接头和一种装配的汽车部件，汽车部件具有开口，球形接头延伸通过开口，所述球形接头包括壳体，具有基本上圆柱形的外表面、从所述外表面轴向延伸的座面，用于邻接汽车部件的相邻的第一侧、以及设置在所述外表面中且与所述座面轴向间隔预定距离的外周槽；球形螺栓，具有安装在所述壳体内的球形端部和轴向延伸出所述壳体的冠部的柄部；柔性保护罩，具有密封地接合到所述柄部上的远端和相对较近的基端，所述基端包括具有接合到所述外壳中的外周槽的向内延伸的柔性止动件的金属基环和在所述外表面上密封接合的基部密封件，所述基环具有径向延伸的邻接表面用于保持所述汽车部件的相邻的第二侧，以及其中所述汽车部件选自包含控制臂；稳定连杆；稳定杆；和转向连杆的组中。

现有技术中的球形接头如上面所述使用两片硬件执行以下任务：(1)将柔性保护罩的基部固定到球形接头壳体以及(2)将压入配合球形接头壳体固定在汽车部件的通孔中作为安全措施，在压入配合失败的情况下，壳体被移出。相比之下，本发明使用单件硬件来执行两个功能，即具有如下所述位于柔性护罩的基端的具有向内的柔性止动件的金属基环。

附图说明

为了本发明可以容易地理解，本发明的实施例通过附图的示例的方式进行了说明。

图1是通过现有技术的球形接头的轴向剖视图，其具有使用外螺旋金属弹簧固定在球形接头壳体中的上槽中的柔性罩，并且在下槽中具有保持弹簧夹，其与下凸缘一起邻接汽车部件的两侧，球形接头壳体延伸通过汽车部件。

图2是根据本发明的实施方式的球形接头壳体的侧视图，其适于接纳具有下凸缘和单个上槽的上轴承和下轴承。

图3是图2中的球形接头的侧视图，示出安装在延伸通过汽车部件的通孔中，其中槽设置在汽车部件的相邻表面上方，以接纳使用环形安装工具滑动安装的金属基环的止动件。

图4是柔性保护罩的顶侧等距视图，保护罩具有嵌入保护罩的橡胶内的金属基环。

图5是切除部分的顶侧等距视图，与图4类似具有通过柔性护罩和基环的轴向截面，示出具有向内指向的柔性金属突片和弹性橡胶密封唇的大致l形的横截面。

图6是单独的基环的顶侧等距视图，示出向内指向的柔性金属止动件突片。

图7是通过基环和保护罩基部的轴向剖面详细视图，如图5所示，，其示出具有向内指向的柔性金属止动件突片和橡胶保护罩的柔性密封唇的大致l形的横截面，金属基环嵌入其中。

图8是通过基环和防滑罩基部的轴向剖面详细视图。如图7所示，其中基环的柔性金属突片弹性地接合在壳体的槽中并且密封唇压靠在壳体上。

本发明的进一步的细节及其优点将从以下详细描述中变得显而易见。

具体实施方式

图1示出了由压入配合通过汽车部件2安装到开口中的现有技术的球形接头1的轴向剖视图。汽车部件可以是使用各种构造的球形接头连接的任何一种，例如：控制臂；稳定连杆；稳定杆；和转向连杆。当座面5抵靠汽车部件2的相邻的第一例6时，横向径向延伸的凸缘4限制了壳体3在压入配合期间的轴向安装。

为了将壳体3保持在部件2中，即使压入配合连接失败，可拆卸的保持弹簧夹7设置在邻近汽车部件2的相对的第二侧8。保持弹簧夹7可以是通常使用的标准的c型卡环钳，或尖嘴钳可拆卸的保持环。保持弹簧夹7径向向内偏置，并卡入设置在壳体3的外表面的外周保持槽9中。保持槽9与座面5轴向隔开预定距离，该距离等于汽车部件2的厚度“t”加上间隙“g”。通常提供间隙“g”以适应制造公差，并为安装或拆卸中使用的卡环钳的点提供间隙，卡环钳突出到c形保持弹簧夹7的端部中的孔(未示出)中。

壳体3包围球形螺栓10，球形螺栓10具有安装在下球面轴承12内的球形端部11。在所示的示例中，球形端部11的上部支撑在壳体3的内部的球形表面上，然而可选地，可以设置上轴承。球形端部11和轴承12润滑并通过滚轧形成的边缘15保持在壳体3中，滚轧形成的边缘15在封板16和弹簧垫圈17安装在壳体3中之后机械地形成。端口18装配有油嘴(未示出)，并且润滑剂被注入到壳体3的内部。

球形螺栓10具有从壳体3的冠部14轴向延伸的柄部13。球形螺栓10的螺纹端部19具有槽形螺母20和弹簧销21，以将球形螺栓10和汽车部件2连接到汽车悬架或转向系统的其它部分(未示出)。

在图1的现有技术示例中，柔性保护罩22使用外螺旋金属弹簧24固定在球形接头壳体3的上槽23中。柔性保护罩22通过将保护罩下端滑动而安装在壳体3的冠部14。螺旋金属弹簧24或其他保持环径向拉伸并放置在上槽23的外部的保护罩端部的外部，以将保护罩端部弹性地固定在上槽23中。柔性保护罩22的远端25与密封唇(未示出)密封地接合，以在球形螺栓10枢转时在球形螺栓柄部13上滑动。柔性保护罩22与螺旋金属弹簧24在槽23中的密封以及在远端25处的滑动密封在壳体3的内部和柔性保护罩22的内部内包含润滑剂，并阻止磨料颗粒、水分和化学物质的污染。

图2-8示出了本发明的示例性实施方式，其涉及所示的壳体、保护罩和汽车部件，为了简单化并没有示出球形螺栓和轴承。该实施方式使用球形接头壳体27的外部中的单个外周凹槽26和嵌入在柔性保护罩30的基端29中的单个金属基环28，以执行以下两项任务：(1)将柔性防护套30固定到球形接头壳体27以及(2)将压入配合球形接头壳体27固定在汽车部件(图3中的31)的通孔中作为安全措施，在压入配合失败的情况下，壳体27被移出。

图2是球形接头壳体27的侧视图，图3中的球形接头壳体27安装在延伸通过汽车部件31的通孔32中。外周槽26设置在汽车部件31的相邻表面33上方，以容纳金属基环28的柔性止动件34(见图6)。如图3所示，使用环形安装工具35并沿箭头方向按压，柔性保护罩30的基端29安装在壳体27的冠部36上。止动件34弹性地弯曲并且被按下时，将进一步卡扣到外周槽26中，如图8所示。

图4和图5示出了柔性保护罩30，其中金属基环28嵌入具有向内定向的止动件34的保护罩30的橡胶中。图6单独示出了基环28，其示出了向内定向的柔性金属止动件34为片状金属突片。图7是通过基环28和保护罩的基端29的轴向剖面细节图，其示出了基环28的大致l形横截面，其具有向内定向的柔性金属止动件34或突片以及橡胶保护罩30的柔性密封唇缘37，其中基环28嵌入其中。图8示出了基环28和保护罩基端29的安装位置，其中基环28的柔性金属止动件34或突片弹性地接合在壳体27的外槽26中。弹性橡胶密封唇37被完全压缩以抵靠壳体27和汽车部件31的相邻表面33。

参考图2-3，本发明提供了一种用于通过汽车部件33安装到开口32中的球形接头壳体27。柔性保护罩30密封球形螺栓(未示出)的柄部(未示出)，其具有安装在壳体27内的球形端部(未示出)。该柄部轴向向上延伸出壳体27的冠部36。

壳体27具有外部基本上为圆柱形的表面，其从下到上压入配合到开口32中，如图所示。当完全压入配合时，从壳体27的外表面径向延伸的凸缘38具有邻接汽车部件31的相邻第一侧面40的座面39。壳体27的外表面中的外槽26与座面39轴向地间隔预定距离“x”，如图2所示。距离“x”至少为汽车部件31的厚度，并且可以包括制造公差，并允许止动件34接合槽26。外周槽26具有径向向内凹入尺寸“z”的径向延伸的止动件表面41。如实施例所示，外周槽26具有锥形表面42，该锥形表面42从止动件表面41的径向向内的边缘延伸距离“y”到壳体27的外圆柱形表面。可以使用其他形状的凹槽26。锥形表面42提供所需的止动件表面41和与唇部37(图8)密封的表面，而不必从壳体27的壁中移除材料。

参考图3-8，基端29包括具有当安装时接合在外周槽26中的向内延伸的柔性止动件34的金属基环28。如图7-8所示，橡胶柔性保护罩30的基端29具有柔性橡胶唇部37，其形成密封接合在壳体27的外表面上的基部密封件。基环28通常为l形，其具有径向延伸的邻接表面43用于保持汽车部件31的相邻的第二侧面44。

在图6-8中最佳地看到的基环28还可以具有从邻接表面43的外周边延伸的环形外壁45。当保护罩30为模塑时，基环28可以与橡胶保护罩30硫化成型。所示的基环28由金属板冲压而止动件34包括多个径向延伸的弹性突片。止动件突片34从邻接表面43的内周向以倾斜的轴向和径向向内的方向延伸到壳体27的冠部36处。在该示例中壳体27的冠部36示出为具有圆形边缘，但锥形边缘将同样地用于引导止动件34。冠部外径小于静止的内部止动件直径，使得止动件34在与冠部36接触时逐渐弯曲，然后当基环28的邻接表面43与汽车部件31的第二侧44完全接合时与凹槽26的止动件表面41弹性接合。

柔性保护罩30的基端29包括与邻接表面43相对的金属基环28连接的横向延伸的柔性材料安装凸缘46。如图3所示，环形管状安装工具35可用于保持基端29和金属基环28。工具35的环形接触端被成形为与保护罩30的横向延伸的安装凸缘46接合。金属基环28还可包括环形外壁45，其接合在工具35中并将冲击载荷从工具35传递到基环28。工具35可以在与金属环28接合的环形接触端相反的冲击端(未示出)上被橡胶槌简单地撞击，以沿图3所示的箭头方向强迫保护罩30。

本发明使用单个的金属基环28执行两个功能，即将柔性保护罩30保持在壳体27上，并且在主要保持方式失效的情况下提供一种将壳体27保持在汽车部件31中的辅助保持，即球形接头壳体和汽车部件之间的压入配合。与现有技术相比，壳体27的尺寸可以轴向减小，因为壳体27的外表面中的单个的保持槽26需要接合单个的基环28和止动件34。安装得以简化，因为只有一个部件处理和使用。为柔性保护罩27的基端29提供了更加耐用，受保护和较好的防污染密封，柔性保护罩27的基端29紧密地配合在汽车部件31的相邻表面44上并抵靠壳体27的锥形表面42。壳体27在保持装置(金属基环28)和汽车部件31之间无间隙地牢固地固定在汽车部件31上。

虽然上述描述涉及发明人目前预期的特定优选的实施方式，但是应当理解，本发明在其广义方面包括本文所述元件的机械和功能等同物。