CN111981056A - 密封的离合器推力轴承装置及包括这样的装置的传动*** - Google Patents

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贝诺特·豪韦斯普尔
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Abstract

本发明涉及一种离合器推力轴承装置(1)，离合器推力轴承装置(1)包括滚动轴承(4)、具有径向板(11a)的可轴向运动的活塞(6)和弹性偏压构件(7)。可轴向运动的活塞(6)的径向板(11a)的内周部和外周部中间的至少一者设置有弹性材料的轴承密封元件(29，33)，所述轴承密封元件(29，33)具有与滚动轴承(4)的可旋转的圈(17)滑动接触的至少一个密封唇(30，34)。

Description

密封的离合器推力轴承装置及包括这样的装置的传动***
技术领域
本发明涉及一种包括轴承的离合器推力轴承装置(/离合器止推轴承装置)。本发明还涉及一种包括这样的装置的传动***(/传动系***)(driveline system)，所述***被提供至机动车辆的全轮驱动传动***。
背景技术
用于机动车辆的全轮驱动传动***通常包括联接到副驱动轴(/驱动桥)或后驱动轴的主驱动轴或前驱动轴。
当四轮车辆的仅两个车轮作为驱动车轮运行时，包括后驱动轴和后车轮的后驱动***可以与包括前驱动轴和前车轮的前驱动***断开。此外，可能期望根据机动车辆的操作模式断开两个后车轮中的仅一个或断开两个后车轮。
为此目的，已知的是，将后驱动模块提供至后驱动***，所述后驱动模块包括用于在前轴与后轴之间以及在两个车轮之间分配扭矩的离合器推力装置。离合器推力装置还能够断开后驱动***，使车轮不联接到传动系(driveline)。还已知的是，后驱动模块包括两个离合器，离合器中的每个能够将一个后车轮与传动系断开。
这样的后驱动模块使机动车辆具有越野能力(/非路上能力)(off-roadcapability)和路上高性能，特别是具有高效的稳定性、高效的动态操作还有低的燃料消耗。
有利地，离合器推力装置是公知的多盘型(/多片型)，并且包括设置在离合器轴承与壳体之间的腔内的可轴向运动的活塞，活塞腔连接到可以以不同的方式将加压的流体提供在腔中以使所述活塞在轴向上运动的液压流体源。离合器推力装置还包括将轴向预载荷施加到离合器轴承上的弹性偏压构件。所述离合器轴承能够通过活塞运动而在轴向上运动，然后致动联接构件以使盘(/片/板)(plate)接合。已知的是，使用具有配置在限定在相对旋转的两个圈之间的滚道室中的多个滚动元件(rolling element)(例如，滚针或球)的离合器轴承。
滚动体和圈受到污染物的影响，污染物增大离合器轴承内的摩擦扭矩以进一步增加车辆燃料消耗，这使这些部件劣化并降低离合器轴承的使用寿命。于是可能期望的是，特别地通过保护滚道室免受颗粒和灰尘的影响来进一步改善这样的后驱动模块的性能。
发明内容
本发明的目的在于通过提出一种密封的离合器推力轴承来克服这些缺陷，特别是在机动车辆的传动***(/传动系***)(driveline system)的后驱动模块中使用，能够将轴向力从可轴向运动的活塞传递到弹性偏压构件，减小摩擦扭矩，增加使用寿命并且使制造工艺容易且成本低。
为此，本发明涉及一种离合器推力轴承装置，离合器推力轴承装置包括滚动轴承、可轴向运动的活塞和弹性偏压构件。
滚动轴承具有固定的圈、可旋转的圈以及位于限定在所述圈之间的滚道室中的多个滚动元件。固定的圈设置有能够支撑抵靠可轴向运动的活塞的轴向接触表面。可旋转的圈设置有能够支撑抵靠弹性偏压构件的轴向接触表面。
可轴向运动的活塞设置在壳体与所述滚动轴承之间。可轴向运动的活塞包括具有内周部和外周部的径向板。活塞包括由弹性材料制成的壳体密封部件以与所述壳体限定密封的活塞腔。活塞腔连接到液压流体源，液压流体源可以以不同的方式将加压的流体提供在所述腔中以使所述活塞在轴向上运动。
弹性偏压构件(/弹性施力构件)(resilient biasing member)将轴向预载荷施加到所述滚动轴承上，所述滚动轴承能够通过活塞运动而在轴向上运动，然后挤压(compressing)弹性偏压构件，弹性偏压构件致动联接构件以接合盘(plates)。
根据本发明，可轴向运动的活塞的径向板的内周部和外周部中间的至少一者设置有弹性材料的轴承密封元件，轴承密封元件具有与滚动轴承的可旋转的圈滑动接触的至少一个密封唇。
根据本发明的有利的但不是必须的另一方面，这样的球轴承可包含以下特征中的一个或几个：
-滚动轴承是球轴承，所述滚动体是位于限定在所述圈之间的滚道室中的球。
-固定的圈是内圈，可旋转的圈是外圈。
-固定的圈是外圈，可旋转的圈是内圈。
–球轴承还包括环形保持架，环形保持架包括接纳每个球的多个腔格。
-内圈和外圈由回火钢(tempered steel)制成。
-径向板由钢制成。
-壳体密封元件包括与活塞腔的壁滑动接触的内唇和外唇。
–壳体密封部件由聚合物或合成材料制成。
-壳体密封元件包覆成型到径向板上。
-轴承密封元件由聚合物或合成材料制成。
-轴承密封元件包覆成型到径向板的周部。
-壳体密封部件和轴承密封元件形成一体。
-轴承密封元件设置到径向板的内周部，所述密封元件与可旋转的圈的内部滑动接触。
-轴承密封元件设置到径向板的外周部，所述密封元件与可旋转的圈的外部滑动接触。
-轴承密封元件包括至少一个附加唇。
-至少一个附加唇与可旋转的圈滑动接触。
-至少一个附加唇覆盖滑动唇，并与可旋转的圈限定间隙以形成迷宫式密封唇。
-在可旋转的圈与至少一个附加密封唇之间的间隙在径向上延伸。
-在可旋转的圈与至少一个附加密封唇之间的间隙在轴向上延伸。
-可轴向运动的活塞包括至少一个轴向部，至少一个轴向部从径向板的内周部和/或外周部朝向可旋转的圈轴向地延伸。
-壳体密封部件附接到可轴向运动的活塞的轴向部。
-轴承密封元件附接到可轴向运动的活塞的轴向部。
-从径向板延伸的至少一个轴向部覆盖滑动唇并与可旋转的圈限定间隙以形成迷宫式密封。
-弹性偏压件是波形弹簧。
本发明还涉及一种机动车辆的传动***，传动***包括根据本发明的这样的离合器推力轴承装置，所述离合器推力轴承装置用于选择性地将至少一个车轮与所述传动***连接或断开。
有利地，所述传动***包括：前驱动***，包括前驱动轴和前车轮；以及后驱动***，包括后驱动轴、后驱动模块和后车轮，所述后驱动模块设置有一系列(in series)根据本发明的离合器推力轴承装置，每个离合器推力轴承装置能够选择性地连接或断开后车轮中的一个车轮。
附图说明
现在将与作为说明性示例的附图对应地解释本发明，而不限制本发明的目标。在附图中：
图1是根据本发明的第一实施方式的包括球轴承的离合器推力轴承装置的轴向截面；
图2是根据本发明的第二实施方式的包括球轴承的离合器推力轴承装置的轴向截面；
图3是根据本发明的第三实施方式的包括球轴承的离合器推力轴承装置的轴向截面；
图4是根据本发明的第四实施方式的包括球轴承的离合器推力轴承装置的轴向截面；以及
图5是图4的装置的径向截面。
具体实施方式
如图1中所示，离合器推力轴承装置1有利地集成在机动车辆的传动***(driveline system)(未示出)中。离合器推力轴承装置1是基本上环形的并且以中心轴线为中心。
离合器推力轴承装置1包括固定的壳体3、滚动轴承(这里是球轴承4)以及弹性偏压构件7，所述固定的壳体3和球轴承4限定腔5，可轴向运动的活塞6布置在腔5中，并且弹性偏压构件7(例如，波形弹簧(/波纹弹簧)(wavy spring))通过点划线示出。
壳体3是固定的，有利地是壳体3为后驱动模块的设置到传动***的部件。壳体包括以中心轴线为中心的环形腔5。腔5限定在两个侧向壁(/横向壁)(lateral wall)8、9与底表面10之间，所述腔5在轴向上向球轴承4敞开。
活塞6是环形的，以中心轴线为中心并且配置在壳体3的腔5内。活塞6包括在腔5的两个侧向壁8、9之间径向地延伸的大致径向板11a。活塞6设置有内轴向部11b和外轴向部11c，内轴向部11b从径向板11a的内周朝向球轴承4轴向地延伸，并且外轴向部11c从径向板11a的外周朝向球轴承4轴向地延伸。
有利地，活塞6还包括由弹性材料制成并设置到径向板11a的内孔的内密封部件12，所述密封部件设置有与腔5的侧向壁8滑动接触的密封唇。活塞还包括由弹性材料制成并设置到径向板11a的外侧的外密封部件13，所述密封部件设置有与腔5的侧向壁9滑动接触的密封唇。有利地，内密封部件12附接到内轴向部11b，并且外密封部件13附接到外部轴向部11c。有利地，密封部件12、13由聚合物或合成材料制成。有利地，密封部件12、13分别包覆成型到轴向部11b、11c上。
活塞6、侧向壁8和9以及底表面10限定被密封腔14。至少一个通道15设置为穿过壳体3，以将被密封腔14与液压流体源(未示出)连接，液压流体源(未示出)可以以不同的方式将加压(/增压)的流体提供在被密封腔14中以使所述活塞6在轴向上运动。腔5的侧向壁8、9允许活塞6的横向引导。
在本实施方式中，活塞6的大致径向板11a具有适应于球轴承4的形状。作为另一种选择，大致径向板11a可以具有任何其他合适的形状。
球轴承4是环形的并且以中心轴线为中心。球轴承4至少部分地配置在壳体3的腔5中，活塞6在轴向上介于所述腔5的底表面10与球轴承4之间。
球轴承4包括固定的内圈16、可旋转的外圈17以及位于限定在圈16、17之间的滚道室19中的一系列球18。作为另一种选择，轴承4可以包括任何其他合适类型的滚动元件，诸如滚子或滚针。
固定的内圈16包括：环形部(/圆环部)(toroidal)20，环形部20的外环形表面21形成用于球18的内滚道；以及径向部22，从所述环形部20径向向外地延伸。所述径向部22具有轴向接触表面23，轴向接触表面23支撑抵靠可轴向运动的活塞6的径向板11a。通过将活塞6的运动传递到固定的内圈16的轴向接触表面23，球轴承4被设定为轴向运动。
可旋转的外圈17包括环形部(/圆环部)24，环形部24的内环形表面25形成用于球18的外滚道。
有利地，可旋转的外圈17还包括径向部26，径向部26从所述环形部24的内侧径向向内地延伸。所述径向部26具有在轴向上抵接弹性偏压构件(/弹性施力构件)(resilientbiasing member)7的轴向接触表面27。
作为未示出的一种选择，与弹性偏压构件7配合的可旋转的圈可以是内圈，并且与可轴向运动的活塞6配合的固定的圈可以是外圈。
有利地，球轴承4还包括环形保持架28，环形保持架28包括容纳每个球18的多个腔格。于是，球18在周向上被均等地间隔开并被保持。
根据本发明，位于径向板11a的内周上的内轴向部11b还设置有内轴承密封元件29。
内轴承密封元件29包括第一密封唇30，第一密封唇30从所述轴向部11b朝向可旋转的外圈17的径向部26基本上轴向地延伸。所述第一密封唇30与和轴向接触表面27相对的下表面滑动接触。
内密封元件29还包括第二密封唇31，第二密封唇31从所述轴向部11b朝向可旋转的外圈17的径向部26基本上轴向地延伸。所述第二密封唇31紧邻与轴向接触表面27相对的下表面，以限定轴向间隙。第二密封唇31和可旋转的外圈17的径向部26形成迷宫式密封。第二密封唇31以比第一密封唇30的直径低的直径布置，所述第二密封唇31形成第一屏蔽件(barrier)以防止污染物特别是大尺寸的颗粒进入，所述第一密封唇30形成阻挡较小尺寸的颗粒的第二屏蔽件。内轴承密封元件29防止污染物从装置1的内侧进入圈16、17之间的滚道室以及进入限定在固定的内圈与活塞6的径向板11a之间的空间中。
有利地，内轴承密封元件29由弹性材料制成，例如以聚合物或合成材料制成。有利地，内轴承密封元件29包覆成型到从可轴向运动的活塞6的径向板11a延伸的内轴向部11b上。
有利地，内轴承密封元件29包括密封垫(gasket)32，内轴向部11b埋(/嵌)在所述密封垫内。
有利地，内密封部件12、密封垫32和轴承内密封元件29形成一体。
根据所示出的实施方式的另一方面，位于径向板11a的外周上的外轴向部11c还设置有外轴承密封元件33。
外轴承密封元件33包括第一密封唇34，第一密封唇34从所述轴向部11c朝向可旋转的外圈17基本上轴向地延伸。所述第一密封唇34与环形部24的边缘滑动接触。
外密封元件33还包括第二密封唇35，第二密封唇35从所述轴向部11c朝向可旋转的外圈17基本上轴向地延伸。所述第二密封唇35紧邻环形部24以限定径向间隙。第二密封唇35和可旋转的外圈17的环形部24形成迷宫式密封。第二密封唇35以比第一密封唇34的直径高的直径配置，所述第二密封唇35形成第一屏蔽件以防止污染物特别是大尺寸的颗粒进入，所述第一密封唇34形成第二屏蔽件以阻挡较小尺寸的颗粒。外轴承密封元件33防止污染物从装置1的外侧进入圈16、17之间的滚道室中以及进入限定在固定的内圈与活塞6的径向板11a之间的空间中。
有利地，外轴承密封元件33由弹性材料制成，例如以聚合物或合成材料制成。有利地，内轴承密封元件33包覆成型到从可轴向运动的活塞6的径向板11a延伸的外轴向部11c上。
有利地，外轴承密封元件33包括密封垫36，外轴向部11c埋(/嵌)在所述密封垫内。
有利地，外密封部件13、密封垫36和轴承内密封元件33形成一体。
作为未示出的一种选择，可轴向运动的活塞仅设置有轴承密封元件。作为另一种选择，内密封元件29仅包括滑动唇30。
根据图2中所示出的可替代实施方式，外密封元件33可以仅包括滑动唇34。
内密封元件29包括第一密封唇30，第一密封唇30从所述轴向部11b朝向可旋转的外圈17的径向部26基本上轴向地延伸。所述第一密封唇30与和轴向接触表面27相对的下表面滑动接触。
此外，根据本发明的该第二实施方式的内密封元件29包括环形凸缘37，环形凸缘37从密封垫32朝向可旋转的外圈17轴向地延伸。所述凸缘37的自由端配置在由径向部26限定的孔中。凸缘37紧邻径向部26的自由边缘以限定径向间隙。凸缘37和可旋转的外圈17的径向部26形成迷宫式密封。
根据图3中所示出的可替代实施方式，内密封元件29包括与和轴向接触表面27相对的下表面滑动接触的第一密封唇30。此外，内轴向部11b从径向板11a的内周朝向可旋转的外圈17轴向地延伸，所述部11b的自由端布置在由径向部26限定的孔中。内轴向部11b紧邻径向部26的自由边缘以限定径向间隙。内轴向部11b和可旋转的外圈17的径向部26形成迷宫式密封。
在图4和图5中示出了本发明的第四实施方式。
内密封元件29包括：第一密封唇30，与和轴向接触表面27相对的下表面滑动接触；以及第二密封唇31，与可旋转的外圈17的径向部26形成迷宫式密封。唇30、31从密封垫32轴向地延伸，密封垫32覆盖活塞6的内轴向部11b的外表面。
根据本实施方式，内密封部件12包括与腔5的壁8滑动接触的密封唇，所述唇从覆盖活塞6的内轴向部11b的内表面的垫38延伸。
所述内轴向部11b还设置有在所述内表面与所述外表面之间径向地延伸的至少一个通孔39。所述垫38包括在所述通孔39中延伸的栓(/销)(pin)40。所述栓40的自由端设置有轴向箍(/凸缘/环状物)(collar)41，以防止垫38与轴向部11b之间的任何相对位移。密封垫32覆盖所述栓40和箍41。
有利地，首先将具有栓40的垫38、箍41和具有唇的内密封部件12包覆成型到内轴向部11b的内表面和外表面上。然后，在第二步骤期间，将具有内密封元件29的垫32包覆成型到内轴向部11b的外表面上。
上面参考附图详细描述了本发明的代表性、非限制性示例。该详细描述仅意图教导本领域技术人员用于实践本教导的优选方面的进一步细节，并不意图限制本发明的范围。此外，以上公开的附加特征和教导中的每个可以单独使用或与其他特征和教导结合使用以提供改进的球轴承。
此外，上面描述的代表性示例的各种特征以及各个独立权利要求和从属权利要求可以以未具体和明确列举的方式进行组合，以提供本教导的其他有用的实施方式。

Claims (10)

1.一种离合器推力轴承装置(1)，包括：
滚动轴承(4)，具有固定的圈(16)、可旋转的圈(17)以及位于限定在所述圈(16、17)之间的滚道室中的多个滚动元件(18)；
可轴向运动的活塞(6)，布置在壳体(3)与所述滚动轴承(4)之间，轴向地支撑抵靠固定的圈(16)的轴向接触表面(23)，并且包括径向板(11a)和壳体密封部件(12、13)，所述径向板(11a)具有内周部和外周部并且所述壳体密封部件(12、13)由弹性材料制成以与所述壳体(3)限定密封的活塞腔(14)，所述活塞腔(14)连接到液压流体源，所述液压流体源能够以不同的方式将加压的流体提供在所述腔(14)中以使所述活塞(6)在轴向上运动；以及
弹性偏压构件(7)，将轴向预载荷施加到可旋转的圈(17)的轴向接触表面(27)上，所述滚动轴承(4)能够通过活塞运动而在轴向上运动，然后挤压所述弹性偏压构件(7)，所述弹性偏压构件(7)致动联接构件以接合盘，
其特征在于，可轴向运动的活塞(6)的径向板(11a)的内周部与外周部中间的至少一者设置有弹性材料的轴承密封元件(29，33)，所述轴承密封元件(29，33)具有与滚动轴承(4)的可旋转的圈(17)滑动接触的至少一个密封唇(30，34)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体密封部件(12，13)和所述轴承密封元件(29，33)形成一体。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述轴承密封元件(29，33)包括至少一个附加唇(31，35)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，至少一个附加唇(31，35)覆盖所述滑动唇(30，34)并且与所述可旋转的圈(17)限定间隙以形成迷宫式密封唇。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述可轴向运动的活塞(6)包括从所述径向板(11a)的内周部和/或外周部朝向所述可旋转的圈(17)轴向地延伸的至少一个轴向部(11b，11c)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述壳体密封部件(12，13)附接到可轴向运动的活塞(6)的轴向部(11b，11c)。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述轴承密封元件(29，33)附接到可轴向运动的活塞(6)的轴向部(11b，11c)。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的装置，其特征在于，从径向板(11a)延伸的至少一个轴向部(11b)覆盖所述滑动唇(30)并且与所述可旋转的圈(17)限定间隙以形成迷宫式密封。
9.一种机动车辆的传动***，包括根据前述权利要求中的任一项所述的离合器推力轴承装置(1)，所述离合器推力轴承装置(1)用于选择性地将至少一个车轮与所述传动***连接或断开。
10.根据权利要求9所述的传动***，其特征在于，所述传动***包括：前驱动***，包括前驱动轴和前车轮；以及后驱动***，包括后驱动轴、后驱动模块和后车轮，所述后驱动模块设置有一系列根据前述权利要求中的任一项所述的离合器推力轴承装置(1)，每个离合器推力轴承装置(1)能够选择性地连接或断开所述后车轮中的一个车轮。
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