CN103089845B - 分离系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操纵交通工具的摩擦离合器的分离系统，该分离系统带有彼此可相对运动的且彼此邻接的摩擦配合件，其中，根据本发明，所述摩擦配合件中的至少一个在其朝着另一个摩擦配合件的方向指向的区域上至少区域地具有包含复合层的聚合物。

Description

分离系统
技术领域
本发明涉及一种用于操纵交通工具摩擦离合器的分离系统。
背景技术
在这样的分离系统中，在行驶舒适方面，将根据下述标准评价整个系统，即，无可指摘的分离特性、踏板上的力-位移-特性曲线的操纵友好性、操纵过程的无噪声且无振动性以及起动和换挡过程中的舒适的调制特性。该从踏板到离合器的整个系统必须在所有运行状态下工作且确保与其他交通工具组件的最佳协作。考虑到整个功能链，要求离合器系统的子功能彼此合理协调。在操纵离合器踏板时，驾驶员主观地感受离合器系统的反应。为了实现离合器踏板上的指标，离合器系统的构件将在摩擦、刚度和传动比方面进行协调。尤其在包含可动构件的分离系统的组件中，如主动缸或者从动缸，这些组件的彼此相对运动的构件之间的摩擦配合的降低对于效率、磨损且由此对于寿命以及对于噪声生成很重要。
在此，用于建立分离系统的液压分离装置的壳体和活塞具有用于接触式密封装置的密封滑动面。为了在整个交通工具寿命期间确保该系统的功能(密封性)，需要确定的表面状态。
在现有技术中已经将由铝-硅-合金制成的构件通过阳极氧化而用氧化物皮层加强，其中，将构件作为阳极接通并且共同地放入电解液中经受电压，从而将得到高的耐腐蚀性和高的抗机械磨损性。
由印刷资料JP2008056953A1和JP2005138671A1例如公知的是，主动缸在活塞上或者缸表面(该缸表面由铝制成)上设有氧化物膜，该氧化物膜根据后一个提到的印刷资料还可包含润滑剂，如二硫化钼。
根据印刷资料DE10039242A1，从动缸和/或活塞可构成一种确定的由例如铝、镁以及它们的合金和诸如此类的材料的覆层，所述材料适合构造氧化物层且同样具有正的摩擦系数特性。在此，可针对性的制造该氧化物层。此外，为了降低摩擦系数，提出：不必将槽环密封装置的工作轨道的表面向着尽可能抛光和平滑的实施方式优化，而是设置一种微观结构，将用于减小槽环密封装置和工作轨道材料之间摩擦系数的滑层引入到该微观结构中。这样的滑层可通过润滑油和/或碳变态、如石墨、例如高度压缩石墨、如玻璃碳或者DLC(金刚石状碳)构成。此外，在该印刷资料中，为减小摩擦而提出，在分离装置壳体的制造过程中已将工作轨道箱实施成特别平滑的，例如通过一种所谓的单三明治方法，其中，在分离装置壳体的制造过程中，借助于注射成型方法通过第二挤压机将塑料材料在要求的区域内混入壳体原料中，该塑料材料与槽环密封装置的接触面区域中所要求的特性尤其匹配并且在此虽然附着在壳体原料上，然而并不与之混合。这样的材料例如可以是氢氟碳化物的聚合物(PTFE、PFA、PVDF等)或者其他硬的、形成平滑表面的塑料，例如PEEK、POM、PBT、PES等。
由印刷资料DE19680866C1公知这样一种主动缸，其中，对活塞裙套的周面和导向套筒内壁进行表面处理和/或设置涂层作为减小摩擦和减少密封唇磨损的措施。
总体上的缺点是，在铝-硅类型的铝合金中，由于不同的结构成分(例如硅或铜)及其不同的导电能力也会形成不同厚度的氧化物层，该氧化物层在技术应用情况中可能为不利的。
此外，还公开了由特定聚合物产生的疏水表面(该表面为聚合物-涂层的形式)的应用。聚合物-涂层例如被施加在例如铝、钢、不锈钢、铜、陶瓷和塑料上。
由印刷资料DE19854746A1公知的是，制造一种复合原料，该复合原料由基本材料和以至少一种聚合物原料为基础的涂覆层组成，该涂覆层包含至少一种嵌入到聚合物材料基底中的特性可变的成分。在此，该塑料涂覆层应由多个层状区域构成，其中，至少一个层状区域包含特性可变的成分。待产生的表面特性可例如为：密封性能，抗刮和抗冲击能力，与润滑材料、涂料和液压介质的相容性，流动特性，清洁能力，硬度或者再循环能力。在此，不同的聚合物基底可位于塑料涂覆层的不同区域中，在这些聚合物基底中将嵌入不同的特性可变的成分。还可以将各个区域设计为单层的，其中，所嵌入的特性可变的成分的浓度在层厚方向上变化。以铁、钴、铜、镁、钛为基础的合金形式的金属结构材料以及陶瓷和天然材料被称作可涂覆的基础原料。
迄今为止尚未公开将聚合物-涂层应用于分离系统的摩擦配合件或摩擦面。
发明内容
本发明的目的在于，研发一种分离系统，在该分离系统中，彼此相对运动且彼此邻接的面的至少一对摩擦配合件至少部分地设有涂层，所述涂层至少降低摩擦。
该目的将通过一种用于操纵交通工具的摩擦离合器的分离系统实现，该分离系统带有彼此可相对运动且彼此邻接的摩擦配合件，其中，所述摩擦配合件中的至少一个在其朝着另外的摩擦配合件的方向指向的区域上至少区域地具有复合层，该复合层包含电活性的聚合物，该聚合物通过施加电压改变其形状并且以化学形式与铝氧化物相连。电活性聚合物(EAP)是通过施加电压改变其形状的聚合物。在其他情况下，EAP被用作执行器或者传感器。由于其功能方式与天然肌肉的相似性，其还经常被称为“人造肌肉”。
优选的是，所述摩擦配合件中的至少一个在朝着另外的摩擦配合件的方向上至少部分地由铝或者铝-塑性合金构成并且包含聚合物的复合层是在硫酸池(根据MIL-A-8625，类型II)里通过阳极氧化技术而产生的铝氧化物-聚合物-复合层。
当然，所述摩擦配合件中的一个还可完全由铝或铝合金构成并且具有一个或者两个前述的涂层。
同样可由其他金属原料、由塑料、陶瓷或者前述材料的组合来制造摩擦配合件并且至少在摩擦面上相应地设有聚合物-复合层或者聚合物层。
通过在由铝硅合金构成的构件上应用聚合物-复合层、尤其是铝氧化物-聚合物-复合层形式的铝氧化物-聚合物-涂层或者施加在铝氧化物上的聚合物层，可产生带有确定的表面状态的均匀层厚。这对壳体或者活塞尤其重要，该壳体或活塞具有用于接触式密封装置的密封滑动面且必须在交通工具寿命期间确保系统的功能(密封性)。
在此，铝氧化物层将用已知的方式通过阳极氧化产生并且要么同时将聚合物引入到铝氧化物层中，从而形成铝氧化物-聚合物-复合层，要么首先通过阳极氧化产生铝氧化物层，紧接着将聚合物-涂层施覆到该铝氧化物层上。
在这两种情况下都会显著降低磨损和摩擦。
在此，经阳极氧化处理过的表面在密封装置工作面上应具有大于20％的份额或承重比率。
根据本发明，至少一个摩擦配合件具有一个或者多个用于接触式密封装置的密封滑动面并且以由铝硅合金构制成的壳体或活塞的形式构成，其表面至少部分地设有铝氧化物-聚合物-涂层。在此，尤其是用于接触式密封装置的壳体和/或活塞的密封滑动面设有根据本发明的涂层，优选设有铝氧化物-聚合物-涂层。
在此，铝氧化物-聚合物-涂层(铝氧化物-聚合物-复合层或施覆在铝氧化物上的聚合物层)比常规的以阳极氧化方式产生的层具有同等的或者更好的硬度、耐磨损和耐腐蚀特性。
铝氧化物-聚合物-复合层或者聚合物-涂层、尤其由铝硅合金阳极氧化产生的氧化层，确保得到带有确定的表面状态的均匀层厚并且由此在交通工具寿命期间确保分离系统的功能(密封性)。
本发明可例如应用于中央分离装置的、主动缸的、从动缸的、分离系统的活塞和/或壳体和/或导向套筒。
在此有利的是，通过阳极氧化产生的通常不均匀的氧化层层厚通过将聚合物嵌入到氧化层中或者用聚合物给氧化物涂层而被大大地补偿。
为了产生铝氧化物-聚合物-复合层，在阳极氧化反应期间实现将聚合物结合到氧化层中。
已经产生的氧化层上的聚合物-涂层将优选在真空中通过从气相中冷凝而作为无孔隙并且透明的聚合物膜涂覆在衬底/摩擦配合件上，并且该聚合物薄膜在此沉积到衬底/摩擦配合件的氧化物膜的孔隙或结构中。
在这两种情况中都形成耐磨涂层，该耐磨涂层确保滑动性能的大大改善并且从而确保摩擦配合件之间的摩擦降低。
附图说明
接下来将根据实施例和相应的附图进一步阐述本发明。其中：
图1：以纵剖面图示出了主动缸1，该主动缸带有壳体2和可在该壳体内轴向移动的活塞3，其中，该活塞设有铝氧化物-聚合物-复合层，
图2：是活塞边缘区域的放大截面的原理图。
具体实施形式
附图1以剖面图示出了带有壳体2和可在该壳体内轴向移动的活塞3的主动缸1。在此，该活塞3在一个被固定地容纳在壳体2中的内衬套4中滑动并且压缩包含在由活塞3和壳体2形成的压力室5中的压力介质，该压力介质通过压力接头6和连接在该压力接头上的压力介质管路加载用于操纵摩擦离合器或制动器的工作缸。为了减小压力室5，该活塞3借助于活塞杆7由踏板轴向地抵抗预紧弹簧8的作用而移位并且在放开踏板时，活塞3借助于活塞杆7又运动到其在此所示的静止位置中。为了补偿踏板和固定在壳体上地安装的壳体2之间的摆角，该活塞杆7具有万向节头9，该万向节头容纳在活塞3的与之互补设计的万向节窝10中。
活塞3的轴向活塞行程通过壳体侧的止挡11而限制。
在活塞的外直径3.1和壳体2之间布置密封装置D。
活塞1由铝-硅合金组成并且在其外直径3.1上具有铝氧化物-聚合物-复合层形式的涂层12。为此，活塞的外直径经过阳极氧化处理得到铝-氧化物层，聚合物集成在所述铝-氧化物层中。由此显著减少密封装置D的密封唇磨损。
附图2示出活塞3的边缘区域的放大截面的原理图，该活塞由铝-硅合金构成且在其表面上通过阳极氧化产生铝氧化物-聚合物-复合层形式的涂层12，也就是说，聚合物颗粒14嵌入到铝氧化物13中。
通过在由铝-硅合金构成的构件的情况下应用铝氧化物-聚合物-涂层可以的是，产生具有确定的表面状态的均匀层厚度。这在下述壳体或活塞的情况下特别有意义，所述壳体或活塞例如在附图1中那样(或在另外的分离系统中)具有用于接触式密封装置的密封滑动面并且还必须在交通工具寿命期间确保系统的该功能(密封性)。
参考标号列表
1 主动缸
2 壳体
3 活塞
3.1 活塞外直径
4 内衬套
5 压力室
6 压力接头
7 活塞杆
8 预紧弹簧
9 万向节头
10 万向节窝
11 止挡
12 涂层
13 铝氧化物
14 聚合物颗粒
D 密封装置

Claims (8)

1.一种用于操纵交通工具的摩擦离合器的分离系统，其具有彼此可相对运动并且彼此邻接的摩擦配合件，其特征在于，所述摩擦配合件中的至少一个在其朝着另外的摩擦配合件的方向指向的区域上至少区域地具有复合层，所述复合层包含电活性的聚合物，所述聚合物通过施加电压改变其形状并且以化学方式与铝氧化物连接，其中，至少一个摩擦配合件具有一个或者多个用于接触式密封装置(D)的密封滑动面，所述复合层设置在所述密封滑动面上以至少降低摩擦，其中，通过包含电活性聚合物的所述复合层能够确保得到带有确定的表面状态的均匀层厚并且从而在交通工具寿命期间确保系统的密封性。
2.根据权利要求1所述的分离系统，其特征在于，所述摩擦配合件中的至少一个至少部分地在朝着另外的摩擦配合件的方向上由铝-塑性合金构成并且包含聚合物的复合层是在硫酸池中通过阳极氧化技术而产生的铝氧化物-聚合物-复合层。
3.根据权利要求1或2所述的分离系统，其特征在于，摩擦配合件的包含聚合物的复合层具有大于20％的份额。
4.根据权利要求1或2所述的分离系统，其特征在于，所述摩擦配合件中的至少一个是由铝或铝合金制成的壳体(2)或活塞(3)，在其表面上至少部分地设有铝氧化物-聚合物-复合层。
5.根据权利要求4所述的分离系统，其特征在于，所述壳体(2)和/或所述活塞(3)具有一个或多个用于一个或多个接触式密封装置(D)的密封滑动面并且至少在所述一个/多个密封滑动面上设有铝氧化物-聚合物-复合层。
6.根据权利要求2所述的分离系统，其特征在于，设有铝氧化物-聚合物-复合层的摩擦配合件比常规的以阳极氧化方式产生的铝氧化物层具有同等的或者更好的硬度、耐磨损和耐腐蚀特性。
7.根据权利要求2所述的分离系统，其特征在于，所述硫酸池是根据 MIL-A-8625类型Ⅱ的硫酸池。
8.根据权利要求1或2所述的分离系统，其特征在于，所述摩擦配合件中的至少一个是由铝-硅合金制成的壳体(2)或活塞(3)，在其表面上至少部分地设有铝氧化物-聚合物-复合层。
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