CN1320287C - 离合器分离轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及专门用于传动分离离合器的分离轴承(1)。该分离轴承(1)包括旋转固定的内轴承环(2)和所属的旋转轴承环(4)，调整环(7)通过接触区(10)支承在轴承环(4)外侧上。为降低磨损，球面构成的接触区(10)具有硬质材料涂层。
Description
技术领域
本发明涉及一种专门用于传动分离离合器的分离轴承，其在安装状态下设置在内燃机和齿轮变速器之间。分离轴承或离合器分离轴承为传动分离离合器可与其结合或分离的操作装置的部件。作为斜肩轴承构成的分离轴承包括第一旋转固定的轴承环，它利用环凸缘在操作装置上定位。分离轴承的第二旋转轴承环同样具有环凸缘，它间接或者直接与传动分离离合器的弹簧件协同动作。分离轴承的在轴承环之间导向的滚动体被装入保持架内。
背景技术
在传动分离离合器的操作、结合和分离时，离合器分离轴承轴向移动，其中，分离轴承与工作位置无关始终承受轴向力，该轴向力来自传动分离离合器的弹簧件，特别是离合器盘的簧片。在操作过程期间，盘式弹簧的支承区在分离轴承上径向移动。这种相对运动受到其他特别是传动分离离合器轴向窜动以及内燃机同样方式旋转的叠加。盘式弹簧在分离轴承旋转轴承环环凸缘上的纯金属接触造成很强的磨损，提高了操作传动分离离合器所要求的力，还会产生不利的噪音，整体上影响了行驶舒适性。
DE 22 40 383 A1介绍了一种离合器分离轴承，它避免将盘式弹簧直接支承在旋转的轴承环上。为此与旋转的内轴承环配合一个止动环，特别是用于补偿传动分离离合器的旋转部件和操作装置之间的轴位移。摩擦对、止动环和止动面之间的接触面具有降低摩擦的涂层。这种公开的设置由于浮动设置在旋转的轴承环上，从而在安装状态下不能确定止动环的位置。这种公开的解决方案的缺点是，由于该部件切削加工制造和止动环浮动设置在旋转的轴承环上，无论轴向还是径向上都需要相当大的安装空间。
专利文献DE 199 12 432 A1介绍了一种分离轴承，在其旋转的外环上直接支承一个调整环。该调整环可以或补偿加工公差或共同补偿传动分离离合器的轴位移或轴向窜动。为此在外环和调整环之间具有球面接触区，由此这些部件可以相对摆动。在此方面，调整环和外环之间产生直接的金属接触。这种设置增加了磨损并会导致摩擦生锈，均与不利的离合器抖振相关。利用这种设置也不能达到汽车生产厂家目前要求的使用寿命。
发明内容
考虑到这些公知方案的上述缺点，本发明的目的在于提供一种分离轴承，它在不影响所需的结构空间和部件范围的情况下具有更高的使用寿命并可成本低廉地制造。
根据本发明的一个方面，提供了一种分离轴承，专门用于设置在内燃机和齿轮变速器之间的传动分离离合器。该分离轴承作为自校正的角接触球轴承构成，包括：第一旋转固定轴承环，其通过环凸缘在操作装置上固定；第二旋转轴承环，传动分离离合器的弹簧件可通过调整环支承在其上；滚动体，其在轴承环之间引导且被装入保持架内；调整环与第二轴承环相联合，用于通过调整环与第二轴承环之间的球面接触区补偿在传动分离离合器和操作装置之间的结合冲击或轴向偏移。本发明的特征在于，至少一个部件在轴承环和调整环之间的球面接触区内具有硬质材料涂层。
据此，为提高耐磨强度，分离轴承的至少一个具有磨损危险的接触区具有硬质材料涂层。在此方面，硬质材料涂层涂覆得非常薄，从而该涂层在安装方面是中立的，也就是说，不影响分离轴承的结构空间。在此方面，硬质材料涂层保证很高的表面硬度并因此防止不利的摩擦生锈，这种摩擦生锈会增加磨损和传动分离离合器结合和分离所需的操作力。硬质材料涂层还能具有优点地降低接触区的摩擦，其中，在接触区内出现一种摩擦比，由于硬质材料层这种摩擦比在传动分离离合器的使用期间几乎不变。
根据本发明的另一方面，提供了一种在分离轴承上实施涂层的方法，其中，硬质材料涂层借助于等离子表面技术涂覆在分离轴承具有磨损危险的表面。作为选择本发明包括借助于激光脉动涂覆硬质材料涂层。
依据本发明的硬质材料涂层可涂覆在任何类型的分离轴承上。属于此类的特别是那些分离轴承，其中内环通过环凸缘抗扭转地连接传动分离离合器的操作装置，并且从属的旋转外轴承环与传动分离离合器协同动作。
在另一种构成的分离轴承中，外环抗扭与操作装置连接，旋转设置的内环通过环凸缘与传动分离离合器连接。此外，本发明还可转移到自校正的或自调整的分离轴承上。与这种分离轴承配合一个调整环，它一方面与传动分离离合器的弹簧件协同动作，另一方面支承在分离轴承的旋转轴承环上。在此方面，在调整环和旋转轴承环之间具有球面接触区，或者可选择两个部件在接触区的区域内作为半球形段构成。
依据本发明，与分离轴承的结构无关，具有磨损危险的部件或接触区具有硬质材料涂层。为此特别适合将自校正分离轴承的调整环和旋转轴承环之间的接触区涂层。
作为选择或者附加，本发明还包括一个或者两个轴承环的滚动体滚动面具有硬质材料涂层。这种措施在磨损最佳化和防腐蚀的同时还具有降低摩擦的作用。
作为其他具有优点的措施，本发明还可使分离轴承其他高负荷的区域局部具有硬质材料涂层。为此特别适用于与传动分离离合器的盘式弹簧连接下的弹簧件力量合理连接的环凸缘。在此方面，优选弹簧件和环凸缘上的两个接触区涂层。
作为对局部涂层的选择，适用于分离轴承的所有部件均具有硬质材料涂层。在此方面，取消了未涂层区域的复杂覆盖。分离轴承所有部件全部涂覆硬金属涂层同时还能起到有效防腐蚀的作用。
作为本发明意义上的硬质材料涂层具有不同的涂层。在此方面特别包括改良的DLC(类似金刚石的碳)层，其特征是高硬度、高耐磨性和降低摩擦的性能。
此外适用包括名为W-C:H含有钨成分的碳氢化合物层的硬质材料涂层。
具有优点的是，作为硬质材料涂层可以使用氮化钛铌或者氮氧化钛铌。
其它可以使用的硬质材料涂层由不含氢的SP3杂化轨道碳组成。
此外，适用由碳化铬CrC纳米分散(Nanodispersion)***其中的硝酸铬层。这种硬质材料涂层的特征是特殊的硬度和耐磨性。同时，包括硝酸铬的硬质材料涂层在有目的涂层的部件上具有很高的附着能力。
硬质材料涂层还可以作为多层构成。为此特别适用W-C:H+aC:H。这种多层在摩擦小的同时耐磨。
此外，作为依据本发明涂覆整个分离轴承或有目的涂覆接触区的硬质材料涂层还适用所谓的超亚硝酸盐层。
为满足分离轴承不同功能面的要求，本发明还包括：轴承环与操作装置或传动分离离合器弹簧件协同动作的支承面或止动面具有高耐磨性的硬质材料涂层。但为了取得调整环和旋转轴承环之间球面接触区上的最小摩擦，提出涂覆在摩擦最佳化方面改良的硬质材料层，其中，涂层优选一道工序完成。
为在温度方面取得最高的轴承负荷和降低轴承摩擦，依据本发明至少旋转轴承环的滚动面具有硬质材料涂层。这种措施保证了轴承的耐高温性，同时提高了润滑不足时的紧急运行性能。
通过令环凸缘有目的地涂覆有硬质材料层，该环凸缘在安装状态下力量合理地与传动分离离合器的弹簧件连接，可以具有优点地取消为磨损和摩擦的最佳化而在这些接触区内使用的单独的止动盘。
涂覆在像座圈、滚动体和高负荷接触区这些单个滚动轴承部件上的硬质材料涂层除了提高耐温性、耐磨强度、紧急运行性能外，还能达到降低滚动摩擦的目的，从而整体上也为极端负荷提高了分离轴承的使用寿命。
依据本发明硬质材料涂层的厚度最好为0.15～0.300mm，或者更薄。单一材料涂层适用的涂层厚度为0.003～0.01mm。而两种材料涂层或者多重涂层的涂层厚度最高为0.3mm。
附图说明
两个附图示出本发明的两个实施例，下面进行详细说明。其中：
图1以半剖面示出分离轴承，其带有抗扭设置的内环和旋转外环，该分离轴承上面支承调整环；
图2示出另一种构成的分离轴承，其包括与旋转内环相结合的抗扭设置的外环，该分离轴承上面支承调整环。
具体实施方式
图1示出安装状态下的分离轴承1。其中，内轴承环2与包围图1中未示出的传动轴的操作装置3抗扭连接，传动轴将内燃机与齿轮变速器连接。为进行结合和分离，操作装置3如双箭头所示可轴向移动。在内轴承环2和所属的另一外轴承环4之间引导在保持架6内相距设置的滚动体5。在外轴承环4的外侧上支承调整环7，它构成径向向内的环凸缘8，上面力量合理地支承传动分离离合器的弹簧件9，特别是盘式弹簧。这种设置的结果是，无论是调整环7还是外轴承环4均与传动分离离合器旋转设置。为补偿传动分离离合器和操作装置3之间的结合冲击或轴向偏移，调整环7在与外轴承环4的连接下可以补偿这种偏移。为此在部件，即调整环7和外轴承环4之间具有球面接触区10，可以使调整环7按双箭头所示相对于外轴承环4进行有限的摆动运动。
分离轴承1具有可承受高负荷的不同功能面。作为例如抑制不利的摩擦生锈这种降低磨损的措施，依据本发明，分离轴承1至少高负荷的接触区具有硬质材料涂层。为此优选将调整环7和外轴承环4之间的接触区10涂层。此外，适合在调整环7的环凸缘8和弹簧件9之间的接触区11上采用硬质材料层涂层。还适合将环凸缘13和操作装置3之间出现的接触区12涂层。此外，适合滚动体5和内轴承环2或滚动体5和外轴承环4之间的工作面14、15具有硬质材料涂层。作为对高负荷接触区10、11、12或者工作面14、15局部涂层的选择，适合分离轴承的各面具有适当的硬质材料涂层。
图2示出的分离轴承21包括内轴承环22以及与操作装置23配合的外轴承环24。在轴承环22、24之间，在保持架26内引导作为球体构成的滚动体25。在内轴承环22上支承调整环27，它在安装状态下通过环凸缘28与图2中未示出的传动分离离合器连接。借助于保持件29在内轴承环22上不会丢失定位的调整环27与内轴承环22共同构成一个球面接触区30，该接触区为磨损和摩擦的最佳化而具有硬质材料涂层。此外，硬质材料涂层优选涂覆在接触区31、32上，通过该接触区调整环27的环凸缘28支承在传动离合器上，外轴承环24通过其环凸缘33支承在操作装置23上。具有优点地借助于硬质材料涂层保护的其他高负荷接触区为滚动体25在内轴承环22或外轴承环24上的工作面34、35。
附图符号
1 分离轴承
2 轴承环(内)
3 操作装置
4 轴承环(外)
5 滚动体
6 保持架
7 调整环
8 环凸缘
9 弹簧件
10 接触区
11 接触区
12 接触区
13 环凸缘
14 工作面
15 工作面
21 分离轴承
22 轴承环(内)
23 操作装置
24 轴承环(外)
25 滚动体
26 保持架
27 调整环
28 环凸缘
29 保持件
30 接触区
31 接触区
32 接触区
33 环凸缘
34 工作面
35 工作面
Claims (15)
1.分离轴承，专门用于设置在内燃机和齿轮变速器之间的传动分离离合器，所述分离轴承作为自校正的角接触球轴承构成，包括：
-第一旋转固定轴承环(2、24)，其通过环凸缘(13、33)在操作装置(3、23)上固定；
-第二旋转轴承环(4、22)，传动分离离合器的弹簧件(9)可通过调整环(7、27)支承在其上；
-滚动体(5、25)，其在轴承环(2、4；22、24)之间引导且被装入保持架(6、26)内；
-所述调整环(7)与第二轴承环相联合，用于通过调整环(7)与所述轴承环之间的球面接触区(10)补偿在传动分离离合器和操作装置之间的结合冲击或轴向偏移；
其特征在于，至少一个部件在轴承环(4、22)和调整环(7、27)之间的球面接触区(10、30)内具有硬质材料涂层。
2.按权利要求1所述的分离轴承，其中第一轴承环(2)构成为内环且第二轴承环(4)构成为外环，其中，外环(4)的环凸缘与传动分离离合器间接或者直接协同动作。
3.按权利要求1所述的分离轴承，其中第一轴承环(24)构成为外环且第二轴承环(22)构成为内环，其中，内环(22)通过环凸缘与传动分离离合器的弹簧件协同动作。
4.按权利要求1所述的分离轴承，作为自校正分离轴承(1、21)构成，在其旋转轴承环(4、22)上支承调整环(7、27)，调整环(7、27)的环凸缘(8、28)与传动分离离合器的弹簧件协同动作。
5.按权利要求1所述的分离轴承，其中，在传动分离离合器的弹簧件(9)和调整环(7、27)的环凸缘(8、28)之间的接触区(11、31)内至少一个部件具有硬质材料涂层。
6.按权利要求1所述的分离轴承，至少专门用于滚动体(5、25)的工作(15、22)具有硬质材料涂层。
7.按权利要求1所述的分离轴承，其接触区(10、11、12；30、31、32)和/或其工作面(14、15；34、35)具有DLC涂层作为硬质材料涂层。
8.按权利要求1所述的分离轴承，其中，具有钨成分的碳氢化合物层作为硬质材料涂层。
9.按权利要求1所述的分离轴承，其中，具有氮化钛铌层或者氮氧化钛铌层作为硬质材料层。
10.按权利要求1所述的分离轴承，其接触区(10、11、12；30、31、32)涂覆由不含氢的SP3杂化轨道碳组成的硬质材料层。
11.按权利要求1所述的分离轴承，其硬质材料涂层包括由CrC纳米分散***其中的硝酸铬层。
12.按权利要求1所述的分离轴承，作为硬质材料涂层包括由W-C:H和a-C:H组成的多层。
13.按权利要求1所述的分离轴承，其中，接触面(10、11、12；30、31、32)具有称为超亚硝酸盐层的硬质材料涂层。
14.按权利要求1所述的分离轴承，其中，硬质材料涂层在至少一个接触面(10、11、12；30、31、32)上和/或至少一个工作面(15、22)上的厚度优选为0.015mm。
15.用于在按权利要求1所述的分离轴承上实施涂层的方法，其特征在于，借助于等离子表面技术或者激光脉动，在分离轴承(1、21)的至少一个具有磨损危险的接触区(10、11、12；30、31、32)上和/或至少一个工作面(15、22)上涂覆硬质材料涂层。
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