專利名稱：離合器分離軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種專門用于傳動分離離合器的分離軸承，其在安裝狀態(tài)下設(shè)置在內(nèi)燃機和齒輪變速器之間。分離軸承或離合器分離軸承為傳動分離離合器可與其結(jié)合或分離的操作裝置的部件。作為斜肩軸承構(gòu)成的分離軸承包括第一旋轉(zhuǎn)固定的軸承環(huán)，它利用環(huán)凸緣在操作裝置上定位。分離軸承的第二旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)同樣具有環(huán)凸緣，它間接或者直接與傳動分離離合器的彈簧件共同作用。分離軸承的在軸承環(huán)之間導(dǎo)向的滾動體被裝入保持架內(nèi)。
背景技術(shù)：
在傳動分離離合器的操作、結(jié)合和分離時，離合器分離軸承軸向移動，其中，分離軸承與工作位置無關(guān)始終承受軸向力，該軸向力來自傳動分離離合器的彈簧件，特別是離合器盤的簧片。在操作過程期間，盤式彈簧的支承區(qū)在分離軸承上徑向移動。這種相對運動受到其他特別是傳動分離離合器軸向竄動以及內(nèi)燃機同樣方式旋轉(zhuǎn)的疊加。盤式彈簧在分離軸承旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)環(huán)凸緣上的純金屬接觸造成很強的磨損，提高了操作傳動分離離合器所要求的力，還會產(chǎn)生不利的噪音，整體上影響了行駛舒適性。
DE 22 40 383 A1介紹了一種離合器分離軸承，它避免將盤式彈簧直接支承在旋轉(zhuǎn)的軸承環(huán)上。為此與旋轉(zhuǎn)的內(nèi)軸承環(huán)配合一個止動環(huán)，特別是用于補償傳動分離離合器的旋轉(zhuǎn)部件和操作裝置之間的軸位移。摩擦對、止動環(huán)和止動面之間的接觸面具有降低摩擦的涂層。這種公開的設(shè)置由于浮動設(shè)置在旋轉(zhuǎn)的軸承環(huán)上，從而在安裝狀態(tài)下不能確定止動環(huán)的位置。這種公開的解決方案的缺點是，由于該部件切削加工制造和止動環(huán)浮動設(shè)置在旋轉(zhuǎn)的軸承環(huán)上，無論軸向還是徑向上都需要相當(dāng)大的安裝空間。
專利文獻DE 199 12 432 A1介紹了一種分離軸承，在其旋轉(zhuǎn)的外環(huán)上直接支承一個調(diào)整環(huán)。該調(diào)整環(huán)可以或補償加工公差或共同補償傳動分離離合器的軸位移或軸向竄動。為此在外環(huán)和調(diào)整環(huán)之間具有球面接觸區(qū)，由此這些部件可以相對擺動。在此方面，調(diào)整環(huán)和外環(huán)之間產(chǎn)生直接的金屬接觸。這種設(shè)置增加了磨損并會導(dǎo)致摩擦生銹，均與不利的離合器抖振相關(guān)。利用這種設(shè)置也不能達(dá)到汽車生產(chǎn)廠家目前要求的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到這些公知方案的上述缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種分離軸承，它在不影響所需的結(jié)構(gòu)空間和部件范圍的情況下具有更高的使用壽命并可成本低廉地制造。
該目的依據(jù)權(quán)利要求1和16得以實現(xiàn)。
據(jù)此，為提高耐磨強度，分離軸承的至少一個具有磨損危險的接觸區(qū)具有硬質(zhì)材料涂層。在此方面，硬質(zhì)材料涂層涂覆得非常薄，從而該涂層在安裝方面是中立的，也就是說，不影響分離軸承的結(jié)構(gòu)空間。在此方面，硬質(zhì)材料涂層保證很高的表面硬度并因此防止不利的摩擦生銹，這種摩擦生銹會增加磨損和傳動分離離合器結(jié)合和分離所需的操作力。硬質(zhì)材料涂層還能具有優(yōu)點地降低接觸區(qū)的摩擦，其中，在接觸區(qū)內(nèi)出現(xiàn)一種摩擦比，由于硬質(zhì)材料層這種摩擦比在傳動分離離合器的使用期間幾乎不變。
依據(jù)權(quán)利要求16使用一種方法，其中，硬質(zhì)材料涂層借助于等離子表面技術(shù)涂覆在分離軸承具有磨損危險的表面。作為選擇本發(fā)明包括借助于激光脈動涂覆硬質(zhì)材料涂層。
按權(quán)利要求1本發(fā)明具有優(yōu)點的其他構(gòu)成為從屬權(quán)利要求2-15的主題。
依據(jù)本發(fā)明的硬質(zhì)材料涂層可涂覆在任何類型的分離軸承上。屬于此類的特別是那些分離軸承，其中內(nèi)環(huán)通過環(huán)凸緣抗扭轉(zhuǎn)地連接傳動分離離合器的操作裝置，并且從屬的旋轉(zhuǎn)外軸承環(huán)與傳動分離離合器共同作用。
在另一種構(gòu)成的分離軸承中，外環(huán)抗扭與操作裝置連接，旋轉(zhuǎn)設(shè)置的內(nèi)環(huán)通過環(huán)凸緣與傳動分離離合器連接。此外，本發(fā)明還可轉(zhuǎn)移到自校正的或自調(diào)整的分離軸承上。與這種分離軸承配合一個調(diào)整環(huán)，它一方面與傳動分離離合器的彈簧件共同作用，另一方面支承在分離軸承的旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)上。在此方面，在調(diào)整環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)之間具有球面接觸區(qū)，或者可選擇兩個部件在接觸區(qū)的區(qū)域內(nèi)作為半球形段構(gòu)成。
依據(jù)本發(fā)明，與分離軸承的結(jié)構(gòu)無關(guān)，具有磨損危險的部件或接觸區(qū)具有硬質(zhì)材料涂層。為此特別適合將自校正分離軸承的調(diào)整環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)之間的接觸區(qū)涂層。
作為選擇或者附加，本發(fā)明還包括一個或者兩個軸承環(huán)的滾動體滾動面具有硬質(zhì)材料涂層。這種措施在磨損最佳化和防腐蝕的同時還具有降低摩擦的作用。
作為其他具有優(yōu)點的措施，本發(fā)明還可使分離軸承其他高負(fù)荷的區(qū)域局部具有硬質(zhì)材料涂層。為此特別適用于與傳動分離離合器的盤式彈簧連接下的彈簧件力量合理連接的環(huán)凸緣。在此方面，優(yōu)選彈簧件和環(huán)凸緣上的兩個接觸區(qū)涂層。
作為對局部涂層的選擇，適用于分離軸承的所有部件均具有硬質(zhì)材料涂層。在此方面，取消了未涂層區(qū)域的復(fù)雜覆蓋。分離軸承所有部件全部涂覆硬金屬涂層同時還能起到有效防腐蝕的作用。
作為本發(fā)明意義上的硬質(zhì)材料涂層具有不同的涂層。在此方面特別包括改良的DLC(類似金剛石的碳)層，其特征是高硬度、高耐磨性和降低摩擦的性能。
此外適用包括名為W-C:H含有鎢成分的碳?xì)浠衔飳拥挠操|(zhì)材料涂層。
具有優(yōu)點的是，作為硬質(zhì)材料涂層可以使用氮化鈦鈮或者氮氧化鈦鈮。
其它可以使用的硬質(zhì)材料涂層由不含氫的tetredrischem碳組成。
此外，適用由碳化鉻CrC納米分散(Nanodispersion)插入其中的硝酸鉻層。這種硬質(zhì)材料涂層的特征是特殊的硬度和耐磨性。同時，包括硝酸鉻的硬質(zhì)材料涂層在有目的涂層的部件上具有很高的附著能力。
硬質(zhì)材料涂層還可以作為多層構(gòu)成。為此特別適用W-C:H+aC:H。這種多層在摩擦小的同時耐磨。
此外，作為依據(jù)本發(fā)明涂覆整個分離軸承或有目的涂覆接觸區(qū)的硬質(zhì)材料涂層還適用所謂的超亞硝酸鹽層。
為滿足分離軸承不同功能面的要求，本發(fā)明還包括軸承環(huán)與操作裝置或傳動分離離合器彈簧件共同作用的支承面或止動面具有高耐磨性的硬質(zhì)材料涂層。但為了取得調(diào)整環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)之間球面接觸區(qū)上的最小摩擦，提出涂覆在摩擦最佳化方面改良的硬質(zhì)材料層，其中，涂層優(yōu)選一道工序完成。
為在溫度方面取得最高的軸承負(fù)荷和降低軸承摩擦，依據(jù)本發(fā)明至少旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)的滾動面具有硬質(zhì)材料涂層。這種措施保證了軸承的耐高溫性，同時提高了潤滑不足時的緊急運行性能。
通過令環(huán)凸緣有目的地涂覆有硬質(zhì)材料層，該環(huán)凸緣在安裝狀態(tài)下力量合理地與傳動分離離合器的彈簧件連接，可以具有優(yōu)點地取消為磨損和摩擦的最佳化而在這些接觸區(qū)內(nèi)使用的單獨的止動盤。
涂覆在像座圈、滾動體和高負(fù)荷接觸區(qū)這些單個滾動軸承部件上的硬質(zhì)材料涂層除了提高耐溫性、耐磨強度、緊急運行性能外，還能達(dá)到降低滾動摩擦的目的，從而整體上也為極端負(fù)荷提高了分離軸承的使用壽命。
依據(jù)本發(fā)明硬質(zhì)材料涂層的厚度最好為≤0.300mm。單一材料涂層適用的涂層厚度為0.003～0.01mm。而兩種材料涂層或者多重涂層的涂層厚度最高為0.3mm。


兩個附圖示出本發(fā)明的兩個實施例，下面進行詳細(xì)說明。其中圖1以半剖面示出分離軸承，其帶有抗扭設(shè)置的內(nèi)環(huán)和旋轉(zhuǎn)外環(huán)，該分離軸承上面支承調(diào)整環(huán)；圖2示出另一種構(gòu)成的分離軸承，其包括與旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)相結(jié)合的抗扭設(shè)置的外環(huán)，該分離軸承上面支承調(diào)整環(huán)。
具體實施例方式
圖1示出安裝狀態(tài)下的分離軸承1。其中，內(nèi)軸承環(huán)2與包圍圖1中未示出的傳動軸的操作裝置3抗扭連接，傳動軸將內(nèi)燃機與齒輪變速器連接。為進行結(jié)合和分離，操作裝置3如雙箭頭所示可軸向移動。在內(nèi)軸承環(huán)2和所屬的另一外軸承環(huán)4之間引導(dǎo)在保持架6內(nèi)相距設(shè)置的滾動體5。在外軸承環(huán)4的外側(cè)上支承調(diào)整環(huán)7，它構(gòu)成徑向向內(nèi)的環(huán)凸緣8，上面力量合理地支承傳動分離離合器的彈簧件9，特別是盤式彈簧。這種設(shè)置的結(jié)果是，無論是調(diào)整環(huán)7還是外軸承環(huán)4均與傳動分離離合器旋轉(zhuǎn)設(shè)置。為補償傳動分離離合器和操作裝置3之間的結(jié)合沖擊或軸向偏移，調(diào)整環(huán)7在與外軸承環(huán)4的連接下可以補償這種偏移。為此在部件，即調(diào)整環(huán)7和外軸承環(huán)4之間具有球面接觸區(qū)10，可以使調(diào)整環(huán)7按雙箭頭所示相對于外軸承環(huán)4進行有限的擺動運動。
分離軸承1具有可承受高負(fù)荷的不同功能面。作為例如抑制不利的摩擦生銹這種降低磨損的措施，依據(jù)本發(fā)明，分離軸承1至少高負(fù)荷的接觸區(qū)具有硬質(zhì)材料涂層。為此優(yōu)選將調(diào)整環(huán)7和外軸承環(huán)4之間的接觸區(qū)10涂層。此外，適合在調(diào)整環(huán)7的環(huán)凸緣8和彈簧件9之間的接觸區(qū)11上采用硬質(zhì)材料層涂層。還適合將環(huán)凸緣13和操作裝置3之間出現(xiàn)的接觸區(qū)12涂層。此外，適合滾動體5和內(nèi)軸承環(huán)2或滾動體5和外軸承環(huán)4之間的工作面14、15具有硬質(zhì)材料涂層。作為對高負(fù)荷接觸區(qū)10、11、12或者工作面14、15局部涂層的選擇，適合分離軸承的各面具有適當(dāng)?shù)挠操|(zhì)材料涂層。
圖2示出的分離軸承21包括內(nèi)軸承環(huán)22以及與操作裝置23配合的外軸承環(huán)24。在軸承環(huán)22、24之間，在保持架26內(nèi)引導(dǎo)作為球體構(gòu)成的滾動體25。在內(nèi)軸承環(huán)22上支承調(diào)整環(huán)27，它在安裝狀態(tài)下通過環(huán)凸緣28與圖2中未示出的傳動分離離合器連接。借助于保持件29在內(nèi)軸承環(huán)22上不會丟失定位的調(diào)整環(huán)27與內(nèi)軸承環(huán)22共同構(gòu)成一個球面接觸區(qū)30，該接觸區(qū)為磨損和摩擦的最佳化而具有硬質(zhì)材料涂層。此外，硬質(zhì)材料涂層優(yōu)選涂覆在接觸區(qū)31、32上，通過該接觸區(qū)調(diào)整環(huán)27的環(huán)凸緣28支承在傳動離合器上，外軸承環(huán)24通過其環(huán)凸緣33支承在操作裝置23上。具有優(yōu)點地借助于硬質(zhì)材料涂層保護的其他高負(fù)荷接觸區(qū)為滾動體25在內(nèi)軸承環(huán)22或外軸承環(huán)24上的工作面34、35。
附圖符號1 分離軸承2 軸承環(huán)(內(nèi))3 操作裝置4 軸承環(huán)(外)5 滾動體6 保持架7 調(diào)整環(huán)8 環(huán)凸緣9 彈簧件10 接觸區(qū)11 接觸區(qū)12 接觸區(qū)13 環(huán)凸緣14 工作面15 工作面21 分離軸承22 軸承環(huán)(內(nèi))23 操作裝置24 軸承環(huán)(外)25 滾動體26 保持架27 調(diào)整環(huán)28 環(huán)凸緣29 保持件30 接觸區(qū)31 接觸區(qū)32 接觸區(qū)33 環(huán)凸緣34 工作面35 工作面
權(quán)利要求
1.分離軸承，專門用于設(shè)置在內(nèi)燃機和齒輪變速器之間的傳動分離離合器，其作為斜肩軸承構(gòu)成，包括-第一旋轉(zhuǎn)固定軸承環(huán)(2、24)，通過環(huán)凸緣(13、33)在操作裝置(3、23)上固定；-第二旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)(4、22)，在其環(huán)凸緣(8、28)上間接或者直接支承傳動分離離合器的彈簧件；-在軸承環(huán)(2、4；22、24)之間且被裝入保持架(6、26)內(nèi)的滾動體；其特征在于，分離軸承(1、21)的至少一個具有磨損危險的接觸區(qū)(10、11、12；30、31、32)和/或工作面(14、15；34、35)具有硬質(zhì)材料涂層。
2.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，具有抗扭轉(zhuǎn)設(shè)置的內(nèi)環(huán)(2)和旋轉(zhuǎn)的外環(huán)(4)，其中，外環(huán)(4)的環(huán)凸緣與傳動分離離合器間接或者直接共同作用。
3.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，其外環(huán)(24)和內(nèi)環(huán)(22)分別抗扭轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)設(shè)置，其中，內(nèi)環(huán)(22)通過環(huán)凸緣與傳動分離離合器的彈簧件共同作用。
4.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，作為自校正分離軸承(1、21)構(gòu)成，在其旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)(4、22)上支承調(diào)整環(huán)(7、27)，調(diào)整環(huán)(7、27)的環(huán)凸緣(8、28)與換向分離軸承的彈簧件共同作用。
5.按權(quán)利要求4所述的分離軸承，其中，在旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)(4、22)和調(diào)整環(huán)(7、27)之間的球面接觸區(qū)(10、30)內(nèi)至少一個部件具有硬質(zhì)材料涂層。
6.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，其中，在傳動分離離合器的彈簧件(9)和調(diào)整環(huán)(7、27)的環(huán)凸緣(8、28)之間的接觸區(qū)(11、31)內(nèi)至少一個部件具有硬質(zhì)材料涂層。
7.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，至少專門用于滾動軸承(5、25)的工作面(15、22)具有硬質(zhì)材料涂層。
8.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，其接觸區(qū)(10、11、12；30、31、32)和/或其工作面(14、15；34、35)具有DLC-涂層作為硬質(zhì)材料涂層。
9.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，其中，具有鎢成分的碳?xì)浠衔飳幼鳛橛操|(zhì)材料涂層。
10.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，其中，具有氮化鈦鈮層或者氮氧化鈦鈮層作為硬質(zhì)材料層。
11.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，其接觸區(qū)(10、11、12；30、31、32)涂覆由不含氫的tetredrischem碳組成的硬質(zhì)材料層。
12.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，其硬質(zhì)材料涂層包括由CrC納米分散插入其中的硝酸鉻層。
13.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，作為硬質(zhì)材料涂層包括由W-C:H和a-C:H組成的多層。
14.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，其中，接觸面(10、11、12；30、31、32)具有稱為超亞硝酸鹽層的硬質(zhì)材料涂層。
15.按權(quán)利要求1所述的分離軸承，其中，硬質(zhì)材料涂層在至少一個接觸面(10、11、12；30、31、32)上和/或至少一個工作面(15、22)上涂覆厚度為≤0.015mm。
16.用于在按權(quán)利要求1所述的分離軸承上實施涂層的方法，其特征在于，借助于等離子表面技術(shù)或者激光脈動，在分離軸承(1、21)的至少一個具有磨損危險的接觸區(qū)(10、11、12；30、31、32)上和/或至少一個工作面(15、22)上涂覆硬質(zhì)材料涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及專門用于傳動分離離合器的分離軸承(1)。該分離軸承(1)包括旋轉(zhuǎn)固定的內(nèi)軸承環(huán)(2)和所屬的旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)(4)，調(diào)整環(huán)(7)通過接觸區(qū)(10)支承在軸承環(huán)(4)外側(cè)上。為降低磨損，球面構(gòu)成的接觸區(qū)(10)具有硬質(zhì)材料涂層。
文檔編號F16D23/00GK1671975SQ03817727
公開日2005年9月21日 申請日期2003年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月24日
發(fā)明者斯特芬·迪特默, 伯恩哈德·克勒普弗, 路德維?！乜藸柭?申請人:依納-謝夫勒兩合公司