CN101218449B - 与碟形弹簧接触的离合器分离轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种与碟形弹簧接触的离合器分离轴承(21)，离合器分离轴承(21)具有多个沿径向与离合器分离轴承(21)旋转轴线(4)相隔一定距离的、沿旋转轴线(4)的纵向弯曲的止推面(12，28，30，33)，所述止推面用于止推碟形弹簧的多个弹簧舌片末端(39)。所述止推面分别通过任意多个相邻且相互平行的直线式的包络线(17)描述，对于每一条包络线(17)可分别给出一个假想圆(14)，在该假想圆上该条包络线(17)相切地直线地定向，同时离合器分离轴承(21)的旋转轴线(4)在圆心(16)垂直穿过该假想圆(14)。各止推面固定在离合器分离轴承的内圈、外圈或环形的受压件上。

Description

与碟形弹簧接触的离合器分离轴承

技术领域

本发明涉及一种与碟形弹簧接触的离合器分离轴承。

背景技术

DE 37 438 53 A1描述了一种此类离合器分离轴承。要么在离合器分离轴承的内圈上，或者在外圈上形成止推面。弹簧舌片的末端均与止推面接触。止推面要么是围绕旋转轴线的环面，或者在离合器分离轴承上形成沿圆周侧相互邻接的多个节段式止推面。如果在离合器分离轴承上形成多个节段式止推面，如在DE 37 438 53 A1中所述的，例如在这些止推面之间配置一些能够在弹簧舌片之间啮合的肋条。

当离合器分离时，就会朝向弹簧舌片对分离轴承套圈上的止推面进行压迫，从而使得弹簧舌片沿轴向压缩。当弹簧压缩或伸张时，弹簧舌片与止推面相遇的接触点就会在止推面上沿径向向内朝着分离轴承旋转轴线的方向移动，或者沿径向背离旋转轴线移动。接触点也会随着离合器中磨损程度的增大而发生移动。

因此，与止推面相遇的弹簧舌片末端通常均适当弯曲成曲面形，从而使其朝向轴承止推面的方向拱起，并且使其在弹簧压缩或伸张时始终与通常也是朝着弹簧舌片末端方向凸起地弯曲的止推面保持线接触。在DE 37 438 53 A1中，就有关于这种分离轴承的示例说明。

但也有一些离合器或汽车制造商出于种种原因，使用一些弹簧舌片末端为直线构造的碟形弹簧。在EP 015 383 59 A1中，就有关于这种分离轴承结构的说明。所述末端通常与止推曲面接触。这些分离轴承结构通常仅在某一个工作点中具有最佳线接触，该线接触沿径向朝着某一方向移动变成两点接触，而沿径向朝着另一个方向移动逐渐变小，最后终止成为单点接触。当踩下离合器时，接触就会沿径向向外移动变成单点接触，而当出现磨损时，就会变成两点接触。接触减小会导致单位面积压力过高，并且使得接触面中的接触点加速磨损。附图1和2所示为现有技术条件下分离轴承结构接触中的作用情况。

附图1是弹簧舌片与分离轴承结构在接触过程中的接触关系示意图，如其在EP 015 383 5A1中描述。例如可将环形体1的包络面的一部分当作弯曲的止推曲面。通过网格线2和3简化表示环形体1。通过网格线2表示止推面的轴向拱形部分。网格线2分布于旋转轴线4所在的平面中，且这些平面与旋转轴线4同向。止推面的圆周侧曲线在垂直于旋转轴线4的平面中，用网格线3来表示。使用面5表示弹簧舌片上非曲面末端的接触面。

标记为3.1的包络线表示在止推面轴向顶点3.1处沿轴向最远突出的包络线3.1。附图2是沿着旋转轴线4剖开的环形体纵剖面图，其中的包络线3.1表示在纵剖面图中用网格线2所表达的曲线拐点(顶点)。

面5在曲线顶点处与包络线3.1接触，产生优化的线接触6。线接触6所表示的线段在附图1中相应于包络线3.1的走向弯曲。如果面5沿箭头7的方向在止推面上倾斜，最终将出现含有接触点8和9的两点接触。如果面5沿箭头10的方向在止推面上倾斜，则线接触将逐渐变小，直至面5和止推面最终在接触点11形成单点接触。

发明内容

本发明的任务在于，设计一种可以与弹簧舌片形成最佳接触的离合器分离轴承，以便尤其是减小系统结构中的磨损。

本发明提出一种与碟形弹簧接触的离合器分离轴承，该离合器分离轴承具有多个沿径向与离合器分离轴承的旋转轴线相隔一定距离的、沿旋转轴线的纵向弯曲的止推面，所述止推面用于止推碟形弹簧的多个弹簧舌片末端，所述相隔一定距离的止推面分别通过任意多个相邻且相互平行的直线式的包络线描述，对于每一条包络线可分别给出一个假想圆，在该假想圆上该条包络线相切地直线地定向，同时离合器分离轴承的旋转轴线在圆心垂直穿过该假想圆，其特征在于，各止推面固定在离合器分离轴承的内圈、外圈或环形的受压件上。

该分离轴承具有多个沿圆周侧依次排列的止推面。这些止推面要么直接相邻并且在斜边处相互转入，或者相互分开，从而可以在止推面之间布置例如分离轴承的功能元件。

在本发明所述的一种设计型式中，在至少两个沿圆周侧依次排列的止推面之间构成一个肋状轴向凸起，且该轴向凸起用于卡入两个圆周侧相邻弹簧舌片之间的间距之中。该凸起沿轴向逐渐变尖成屋顶形状。

碟形弹簧具有任意数量的弹簧舌片，且这些弹簧舌片相互间以相同的间距或者不同的间距分布在圆周上。碟形弹簧的弹簧舌片既可具有相同形状，也可具有相互不同的形状。每个止推面最好配设给弹簧舌片的其中一端或者多个末端。

每一个止推面均在包括旋转轴线的纵向延伸的平面内弯曲，但在圆周方向中并非如此。在垂直于旋转轴线的平面中以若干相邻且相互平行的直线式的包络线描述止推面。每一个包络线均分别与在一个平面中的假想圆相切并且直线地定向。离合器分离轴承的旋转轴线在圆心垂直穿过圆。

止推面朝向末端隆起，并用包络线描述止推面，这些包络线可以是例如圆形、椭圆曲线，或者也可以任意凸形地弯曲。

在本发明所述的一种设计型式中，通过圆柱形体表面的至少一段来描述止推面。该圆柱体的对称轴线与围绕旋转轴线分布的假想圆周线相切，且平行于包络线。对称轴线与止推面每一个包络线之间的平行间距最好至少为5mm，并因此等于圆柱体的半径。

止推面既可以固定在离合器分离轴承的内圈上，也可以在外圈上。且止推面既可以直接固定在相应轴承套圈的材料上，也可以在至少一个受压件或类似元件上。内圈、外圈以及环形受压件的材料最好是调质钢，例如C45、CF 53、C75或者是可进行深冲加工的工具钢，例如C80U。

例如受压件可以制成深冲件、冲压件或者冷挤压件，并且对其进行热处理。也可以使止推面具有硬质材料涂层所构成的低粗糙度的耐磨、耐热的表面，例如由塑料、硬质材料或者陶瓷、镍铝合金制成。所述涂层也可使用商品名称为“Triondur”的铬基涂层材料或者氮化铬层。施涂这些涂层的方法例如有：等离子涂层法、烧结法、化学涂层法，或者火焰喷溅、电弧喷溅、等离子喷溅或高速喷溅法，或者蒸镀与阴极喷镀、真空或等离子辅助法等等。

受压件或任意其它适当构件的材料例如可选用塑料、硬质合金、经过淬火处理的钢板或其它适当的材料，或者这些材料的任意组合。可选用卡扣、粘接、焊接、注塑(喷涂、包封或其它类似方法)或其它适当的方法，将受压件以材料锁合、形锁合或者力锁合方式固定于相应的轴承套圈上。力锁合固定方法例如可选用压配合，形锁合固定方法可选用卡扣连接，材料锁合固定方法可选用钎焊、超声波焊接、热冲压和胶粘。

可选用热塑性或热固性塑料作为具有止推面的受压件材料，或至少作为止推面的材料。适宜使用的热塑性塑料例如有耐高温的聚酰胺、聚芳醚酮(PEAK)。聚酰胺类材料最好是含有减摩以及提高强度的添加剂的聚酰胺46(PA 46)或部分芳基化聚酰胺、聚邻苯二甲酰胺(PPA)或聚对苯二甲酰己二胺(PA6T)或共聚物、共聚尼龙(PA6T/6I)和/或聚己二酰己二胺(PA6T/66，PA6T/6I/66)或聚甲基环戊烷-对苯二甲酰胺(PA6T/MPMDT)。可选用下列材料作为适当的添加剂：重量百分比为1～40％的碳纤维和/或者芳纶纤维，最好是重量百分比为20～30％的碳纤维、重量百分比为1～15％的芳纶纤维；重量百分比为1～5％的固体润滑材料如二硫化钼，附加的或取而代之的重量百分比为1～5％的石墨、附加的或取而代之的重量百分比为1～30％且最好为5～15％的聚四氟乙烯(PTFE)，附加的或取而代之的重量百分比为1～30％且最好为1～15％的聚亚苯基砜(PPSo2，Ceramer)。

最好在钢板制成的轴承套圈和受压件中通过成型加工在端面形成止推面。

硬质合金例如可以是碳化钨或者掺有粘结剂并经烧结而成的含钛的硬质合金。

附图说明

以下将依据设计示例对本发明进行详细阐述。相关附图如下：

附图1现有技术条件下分离轴承上的弹簧舌片与止推面的接触原理以及不同的接触关系，

附图2附图1所示环形体与旋转轴线同向的局部剖面图，

附图3一种本发明设计示例的止推面上的几何关系说明，

附图4沿离合器分离轴承设计示例的旋转轴线剖开的纵剖面图，

附图5一种轴承套圈设计示例的局部视图，在其圆周侧布置有直接相邻的止推面，

附图6受压件正视图，包括多个在圆周侧通过肋条相互分开的止推面，

附图7附图6所示受压件沿剖面线VII-VII剖开的纵剖面图，

附图8附图7中的详图Z(非比例放大)以及止推面的几何描述，

附图9安装有一个受压件的轴承套圈的局部剖视图，

附图10安装有一个受压件的轴承套圈的另一局部剖视图，

附图11安装有一个受压件的轴承套圈的局部剖视图，

附图12另一种内圈设计示例的局部纵剖面图，直接在内圈上构成止推面，

附图13冷成型内圈的局部剖面图，具有冲压而成的止推面。

具体实施方式

附图1和2中所描绘的内容均在“背景技术”中加以阐述。

附图3所示为止推面12的几何关系示例图。止推面12是圆柱体13的局部面。圆柱体13的对称轴线18在切点18a与圆14或圆平面14的圆周线19相切。图中并未绘出的分离轴承的旋转轴线15经过圆14的圆心16穿过圆平面14。止推面12用若干包络线17来表示，并且在和旋转轴线15同向的平面中弯曲。止推面12的包络线17相互平行，且平行于圆柱体13的对称轴线18，因此也在图平面中相互平行。由于止推面12是圆柱体13的局部面，R是圆柱体的半径，并且因此等于所有包络线17与对称轴线18之间的间距。

除了上述设计型式之外，也可当相应包络线与顶线20的距离越远时，使得相应包络线与一条和对称轴线位置相同的假想轴线之间的距离越大。此外在凸轮形止推面上，也可当相应的包络线与顶线的距离越远时，使得该间距越小。

附图4所示的离合器分离轴承21由外圈22、内圈23、保持架25中的球体24以及分离轴承壳体26的导向定心套构成。内圈23在一个冷成型法制成的沿径向向内翻转的边缘27上具有止推面28。止推面28被冲压在边缘27之中。也可以在导向定心套上构成适当的止推面来替代上述类型。

附图5所示为冲压成型于本发明所述分离轴承止推面30上的轴承套圈29(既可是内圈，也可以是外圈)，止推面直接相邻，并且在斜边31处相互转入。

附图6和附图7所示为环形受压件32，具有沿圆周侧相隔一定间距的止推面33。止推面33的包络线切向地定向。在止推面33之间构成于末端处呈屋顶形状变尖的轴向凸起34。

附图8所示为止推面33的曲线35，位于平行于旋转轴线4的平面中，在本示例中就是附图8的图平面。通过半径R表示曲线35。在与图平面垂直的平面中的包络线为没有曲率的直线。利用粘接或焊接法将受压件32在端面固定于内圈或外圈上。

附图9所示为内圈36与受压件37的一种设计示例。受压件具有若干止推面33，并且压装以及/或者粘接在内圈36上。

附图10所示为仅绘出局部的弹簧舌片40的末端39与止推面33的接触情况。弹簧舌片40或其末端39在终点位置中沿径向向内或沿径向向外与止推面发生线接触41或42。末端39在终点位置中分别以任意大小的角度a压缩。角度a最好为7°～8°。带有止推面33的受压件43与内圈44焊接在一起。

附图11所示为内圈44的详图，受压件46卡扣在内圈上，且利用至少一个卡扣元件38将其固定。卡扣元件38例如可以是一种卡扣边或者卡榫。也可采用注塑法形成受压件46。

附图12和13所示为内圈47和48，直接在其径向边缘49和50的材料上构成止推面33。此外，内圈47还具有与内圈47构成整体的轴向凸起51，用于以形锁合方式卡入碟形弹簧的弹簧舌片之间。内圈48是一个成型件，例如通过深冲、冲压或滚压与压铸的组合方法制成的成型件。

附图标记清单

1环形体             29轴承套圈

2网格线             30止推面

3网格线             31斜边

3a包络线            32受压件

4旋转轴线           33止推面

5面                 34凸起

6线接触             35曲线

7箭头               36内圈

8接触点             37受压件

9接触点             38卡扣元件

10箭头              39弹簧舌片末端

11点                40弹簧舌片

12止推面            41线接触

13圆柱体            42线接触

14圆/圆平面         43受压件

15旋转轴线          44内圈

16圆心              45内圈

17包络线            46受压件

18对称轴线          47内圈

18a切点             48内圈

19圆周线            49径向边缘

20顶线              50径向边缘

21离合器分离轴承    51凸起

22外圈

23内圈

24球体

25保持架

26分离轴承壳体

27边缘

28止推面

Claims (15)

1.与碟形弹簧接触的离合器分离轴承(21)，该离合器分离轴承(21)具有多个沿径向与离合器分离轴承(21)的旋转轴线(4)相隔一定距离的、沿旋转轴线(4)的纵向弯曲的止推面(12，28，30，33)，所述止推面用于止推碟形弹簧的多个弹簧舌片末端(39)，所述相隔一定距离的止推面(12，28，30，33)分别通过任意多个相邻且相互平行的直线式的包络线(17)描述，对于每一条包络线(17)可分别给出一个假想圆(14)，在该假想圆上该条包络线(17)相切地直线地定向，同时离合器分离轴承(21)的旋转轴线(4)在圆心(16)垂直穿过该假想圆(14)，其特征在于，各止推面(12，28，30，33)固定在离合器分离轴承的内圈(23，44，45，47，48)、外圈(32)或环形的受压件(32，37，43，46)上。

2.根据权利要求1所述的离合器分离轴承，其特征在于，止推面(12，28，30，33)朝向弹簧舌片(40)的末端(39)凸形地拱曲。

3.根据权利要求1所述的离合器分离轴承，其特征在于，止推面(12)通过圆柱体(13)的至少一段外表面描述，圆柱体(13)的对称轴线(18)与围绕旋转轴线(4)延伸的假想的圆周线(19)相切，同时对称轴线(18)平行于包络线(17)。

4.根据权利要求3所述的离合器分离轴承，其特征在于，对称轴线(18)与止推面(12)的每一条包络线(17)之间的平行距离至少为5mm。

5.根据权利要求1所述的离合器分离轴承，其特征在于，止推面(30)沿圆周侧直接相邻依次排列。

6.根据权利要求1所述的离合器分离轴承，其特征在于，止推面(33)沿圆周侧相隔一定的间距依次排列。

7.根据权利要求6所述的离合器分离轴承，其特征在于，在至少两个沿圆周侧依次排列的止推面(33)之间构成一个轴向凸起(34，51)。

8.根据权利要求7所述的离合器分离轴承，其特征在于，凸起(34)沿轴向成屋顶形状变尖。

9.根据权利要求1所述的离合器分离轴承，其特征在于，离合器分离轴承具有至少一列在内圈(23，26，44，45，48)上滚动的滚动体，止推面(12，28，30，33)在内圈(23，36，44，45，48)的指向轴向的端面上构成。

10.根据权利要求9所述的离合器分离轴承，其特征在于，在内圈(23，48)的通过非切削成型法用钢板制成的径向边缘(27，50)上构成止推面(28，30，33)。

11.根据权利要求9所述的离合器分离轴承，其特征在于，止推面(33)在与内圈相连的所述受压件(32，37，43，46)上构成。

12.根据权利要求11所述的离合器分离轴承，其特征在于，环形的受压件(32，37，43，46)用塑料制成。

13.根据权利要求12所述的离合器分离轴承，其特征在于，塑料是一种热塑性塑料。

14.根据权利要求11所述的离合器分离轴承，其特征在于，受压件(43)用硬质合金制成。

15.根据权利要求10或11所述的离合器分离轴承，其特征在于，止推面(12，28，30，33)具有耐磨表面。

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