[发明专利]一种用于汽车转向系统的密封卡圈

说明书

技术领域

本发明涉及汽车转向系统领域，特别涉及一种用于汽车转向系统的密封卡圈。

背景技术

汽车转向系统的作用是保证汽车在行驶过程中能适应道路改变行驶方向，或保持稳定的直线行驶。当驾驶员转动方向盘时，通过转向轴、转向万向节和传动轴，将转向转矩输入转向器。从转向盘到传动轴这一系列零部件称为转向操纵机构。转向摇臂、转向主拉杆、转向节臂、左/右梯形臂、转向横拉杆总称为转向传动机构。在转向传动机构上，例如稳定杆，转向横拉杆上，会有球头部件。球头部件是一个非常重要的零部件，它就像人体的膝盖一样，为底盘转向系统提供一个强有力的支点，起支撑作用，同时利用球型连接实现不同轴的动力传送，提供多角度的旋转，使得转向机构得以平顺转向，减少震动和实现平顺转向。球头部件由球头、卡槽、橡胶套和卡圈等零件组成，卡槽内有润滑脂，供球头旋转减少摩擦使用。同时，为了防止润滑脂干燥，以及车辆在行驶过程中导致卡槽内混入脏东西等异物，致球头卡死，无法旋转，需要在球头部件上固定一个防尘橡胶圈，而固定该橡胶圈的紧固装置就是卡圈。

卡圈能够完美地紧固防尘橡胶圈，是球头部件高效稳定工作的前提条件之一。若卡圈无法很好地起到密封作用，则会严重影响球头部件的寿命，进而影响汽车底盘转向系统作用的发挥。基于以上的工作环境和功能要求，要求卡圈不能伤害与之配合的橡胶件，同时具有合适的卡紧力。目前市面上的卡圈主要存在以下缺点：在工况状态时，卡圈对防尘橡胶套的卡紧力不足，卡紧力不均匀，还会伤害橡胶件。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种卡紧力均匀且不易伤害橡胶件的卡圈。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种张紧力均匀，且卡圈既不向内抠紧卡圈，割坏橡胶件，又不向外突出太多，影响周边零件的密封卡圈，从而减少产生质量问题的频率，提高球头产品的寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于汽车转向系统的密封卡圈，所述卡圈在未扩展时为椭圆形，所述椭圆形的长轴尺寸和短轴尺寸均可调节，所述卡圈沿其宽度方向绕制，所述卡圈包括第一尾端和第二尾端，在未扩展时，所述第一尾端和所述第二尾端设置成在宽度方向上相互重叠，重叠位置与所述椭圆形长轴的端点形成窗口，与采用沿着钢丝厚度方向进行绕制形成的卡圈相比，沿宽度方向的绕制方式能够产生更大的卡紧力。

进一步地，所述卡圈在未扩展时的窗口尺寸可调节，通过设置不同的窗口尺寸来控制卡圈在不同工况时产生的卡紧力。

进一步地，所述卡圈在扩展时基本为圆形，所述卡圈在扩展时，所述第一尾端和所述第二尾端均与所述卡圈圆心位于同一平面，，所述卡圈与橡胶圈卡紧配合，保证在工况下卡圈处于比较完美的圆形，从而在全周向范围内的张紧力均匀。

进一步地，所述窗口尺寸根据扩展时所述卡圈需要对橡胶圈施加的力进行调节。

进一步地，所述卡圈的尾端为光滑圆弧形，通过特殊设计的模具，对绕制过程中的卡圈进行冲断，产生光滑的圆弧形卡圈尾端，避免了工况下卡圈尾端对橡胶件的划伤。

进一步地，在所述卡圈扩展时，在所述卡圈扩展时，所述卡圈的第一尾端和第二尾端的内径切线分别与其在橡胶圈上投影的距离为X1和X2，X1和X2的值均大于零，因此卡圈的尾端不会向内抠紧卡圈，割坏橡胶件。

进一步地，在所述卡圈扩展时，所述卡圈的第一尾端和第二尾端顶点之间距离为 Y，Y的值大于零小于所述卡圈的直径，使卡圈的尾端不向外过度突出，影响周边零件。

优选地，所述卡圈由自然成型的扁钢丝制成，与采用圆钢丝进行绕制形成的卡圈相比能够产生更大的卡紧力。

进一步地，所述卡圈的边缘是光滑的圆弧形，卡圈的光滑边缘不会割坏橡胶件。

进一步地，所述卡圈使用的扁钢丝的厚度大于其宽度。

与现有技术相比，该发明的技术效果如下：

1、针对卡圈在工况状态下卡紧力不足的问题，在设计卡圈时，考虑卡圈的工况，使得交货状态与工况状态的卡圈对比，能产生足够大的形变量，从而产生足够大的卡紧力；同时，采用扁钢丝制作卡圈，沿着宽度方向进行卡圈的绕制成型。

2、针对卡圈在工况状态下卡紧力不均匀问题，在设计卡圈时，考虑卡圈的工况，交货状态卡圈未扩张时，为椭圆形，但卡圈在工作状态被扩展时，则处于圆形。

3、针对卡圈在工况状态下伤害橡胶件的问题：把卡圈尾端做成光滑圆弧形，并采用边缘光滑倒圆角的扁钢生产卡圈；通过设计，保证卡圈在工况状态下，尾端不向内抠进，割破橡胶套。