CN209743395U - 有覆层的滚动轴承和cvt变速器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种有覆层的滚动轴承(1)，其包括内环(2)，外环(3)以及径向布置在内环(2)和外环(3)之间的滚动体(4)，其中至少部分地在内环(2)上和/或在外环(3)上和/或在滚动体(4)上构造有湿化学法产生的氧化层(5)，用于减小相对于白色刻蚀裂纹的易感性。本实用新型还涉及一种带有至少一个这类滚动轴承的CVT变速器。

Description

有覆层的滚动轴承和CVT变速器
技术领域
本实用新型涉及一种滚动轴承，其包括内环、外环以及径向布置在内环和外环之间的滚动体。本实用新型还涉及一种CTV变速器，其包括两个变速器轴，变速器轴分别带有布置在其上的皮带盘。
背景技术
“CTV”代表英语名称Continuously-Variable-Transmission，翻译为连续可变变速器。CVT变速器设置由于提供能可变的选择的在驱动轴与输出轴之间的传动比。CVT变速器一般包含四个皮带盘或锥形盘，其中两个皮带盘或锥形盘布置在驱动轴上，而另外两个皮带盘布置在输出轴上。在此，皮带盘能转动地支承在变速器轴上并且分别通过各自的滚动轴承支承在变速器轴上。皮带在两个锥形盘对之间张紧，其以其侧棱边相对于锥形盘表面运转。
“皮带”在本实用新型范围内例如理解为传统的皮带，如楔形皮带，但也可以理解为推式履带(Schubgliederband)、扁环节链 (Laschenkette)或板式链。在此可以使用由合成材料、金属或复合材料组成的皮带。
一种负面影响滚动轴承可靠性的现象是白色刻蚀裂纹，其在专业领域命名为White Etching Cracks(WECs)。白色刻蚀裂纹是材料的微结构改变，其在轴承表面的下方形成。其可以受到不同外部负荷影响而扩展直到表面。经此可以形成点蚀或脱皮，直到内环或外环断裂，并因此导致涉及的轴承提前损坏。白色刻蚀裂纹既发生在完全硬化的滚动轴承中，也发生在表面硬化的滚动轴承中。形成白色刻蚀裂纹的原因尚无法完全解释。但根据当今的知识水平，动力学和/或混合摩擦和/ 或电工学形式的附加负荷形成了针对白色刻蚀裂纹的产生的前提条件。特别是将氢被吸收到处于滚动接触的材料边缘层中认为是产生白色刻蚀裂纹的基本原因。氢吸收例如由于高的滚动面摩擦负荷和/或由于电工负荷产生。这种白色刻蚀裂纹例如在印刷文献EP 2 573 195 A1 中有所描述。
EP 2 573 195 A1为了提高针对滚动轴承的白色刻蚀裂纹的耐用性建议在滚动轴承的轴承面上设置化合物层。该化合物层在此处具有比滚动轴承的其他材料更小的流动应力。这通过以下方式实现，即，滚动轴承以一定的温度以一定的时间加热，并且轴承面与化学添加物接触。
实用新型内容
本实用新型的任务是进一步研发一种用于支承皮带盘或变速器轴的滚动轴承，其带有两个布置在其上的CVT变速器皮带轮，并且特别是提高滚动轴承对形成白色刻蚀裂纹(White Etching Cracks)的抵抗性。另外应当提供一种带有至少一个这类滚动轴承的CVT变速器。
根据本实用新型的滚动轴承包括内环、外环以及径向布置在内环和外环之间的滚动体，其中至少部分地在内环上和/或在外环上和/或在滚动体上构造有湿化学法产生的氧化层，用于减小相对于白色刻蚀裂纹(White Etching Cracks)的易感性，其中氧化层主要由氧(II、III) 混合物形成，并且具有为3.5-至7g/m2的单位面积质量。换言之氧化层主要由Fe3O4构成因此构成铁混合氧化物层。氧化层一方面钝化表面并且因此避免形成扩散的氢，此外通过壁垒作用减少或避免了氢扩散到各个内环和/或各个外环和/或各个滚动体的表面中。
优选地氧化层通过将内环和/或外环和/或滚动体浸入为其设置的湿化学法处理浴中形成。优选地内环、外环和滚动体都覆上氧化层。特别是氧化层具有0.5至2μm的层厚度。优选地氧化层的氧与铁的化学计量比为1.2至1.4。换言之氧化层中氧份额比氧化层中铁份额高20％至40％。
根据一种优选实施方式，氧化层构造在外环的内圆周面和/或内环的外圆周面上。内环和/或外环有针对性局部覆层可以优选地通过掩蔽将内环和/或外环上的无需覆层的面实现。
优选地滚动轴承构造为带有球形滚动体的向心球轴承。但滚动轴承也可以构造为圆柱滚子轴承或其他滚动轴承。优选地外环径向尺寸A 为球形滚动体的滚珠直径的20％至40％。在此所形成氧化层的厚度处在通常为直至2μm的范围中，其中将径向尺寸A计算在内。
通过选择内环和/或外环上的密切度特别是提高了滚动轴承的承载能力。特别是内环和/或外环上的密切度为球形滚动体的滚珠直径的 101％至106％。密切度是内环或外环的滚道半径与球形滚动体的滚珠直径的商。内环与滚珠之间或外环与滚珠之间基于密切度的接触面越大，内环与球滚珠之间或外环与滚珠之间的赫兹压力越小。
另外优选地径向游隙为0至40μm。因此，特别是缩小CVT变速器D的皮带盘的轴向游隙。
在一种优选的实施方式中，内环、外环和滚动体由根据DIN EN ISO 683-17的滚动轴承钢或材料32MnCrMo6-4-3制成。一般也可以使用其他可硬化的滚动轴承钢。
根据一种优选的实施方案，内环和/或外环和/或滚动体具有热处理部，特别是用于硬化或有针对性地在各个构件上的硬化分布。特别是内环和/或外环和/或滚动体是表面硬化的，优选碳氨共渗。在碳氨共渗中，主要将碳，但也将氮扩散到内环和/或外环和/或滚动体的边缘层中，并经此提高边缘硬度，以及有针对性地改变边缘微结构。
该任务进一步通过一种CVT变速器解决，该变速器包括两个变速器轴，它们分别带有两个布置在其上的皮带盘的，其中每个变速器轴通过至少一个根据本实用新型的滚动轴承得到支承。滚动轴承对白色刻蚀裂纹的抵抗力提高，从而带有变速器轴的这类支承结构的CVT变速器具有提高的使用寿命。
在此，根据本实用新型的滚动轴承可以布置在固定地布置在变速器轴上的皮带盘的区域中。也可以替选地或额外地在可运动地受支承的皮带盘的侧将根据本实用新型的滚动轴承设置在变速器轴上。由此，每个变速器轴在一侧或两侧通过根据本实用新型的滚动轴承得到支承，其中考虑到CVT变速器的使用寿命，优选两侧的支承结构。
附图说明
此外，本实用新型的改进措施与对本实用新型的优选实施例的说明一起在下借助附图进一步示出。在附图中：
图1示出根据本实用新型的滚动轴承的示意性立体图，
图2示出根据图1的根据本实用新型的滚动轴承的示意性剖图，
图3以俯视图示意性示出带有皮带盘和根据本实用新型的滚动轴承的CVT变速器，
图4以IV-IV截面示出根据图3的CVT变速器。
具体实施方式
根据图1，用于在图3和4示出的CVT变速器9的皮带盘8b、8d 的根据本实用新型的滚动轴承1具有内环、外环3以及径向布置在内环2和外环3之间的滚动体4。滚动体4由保持架7引导。滚动轴承1 构造为向心球轴承。因此滚动体4构造为滚珠。内环2和/或外环3的密切度为球形滚动体4滚珠直径6的101％至106％。
根据图2，在内环2局部的以及外环3局部构造有由湿化学法产生的氧化层5，用于减少对白色刻蚀裂纹的易感性。因此，通过氧化层 5提高了滚动轴承1对形成白色刻蚀裂纹的抵抗性。特别是，氧化层5 仅在外环3的内圆周面和内环2的外圆周面上形成。氧化层5主要由铁(II、III)-混合氧化物(Fe3O4)形成，并且具有为3.5至7g/m2的单位面积质量。氧化层中的氧与铁的化学计量比例为1.2至1.4。外环 3尺寸A(包括极薄的氧化层5)为滚动体4的滚珠直径6的20％至40％。此外内环2和外环3和滚动体4通过碳氮共渗进行热处理。
图3示出了带有皮带盘8a、8b；8c、8d和滚动轴承1的CVT变速器9。皮带盘8a、8b；8c、8d均构造为锥形盘，其中每两个锥形盘以削平的锥尖彼此指向地布置于变速器轴11a、11b上。在此，皮带盘 8b固定地布置在变速器轴11a上，而与变速器轴11a相对布置的皮带盘8a沿着变速器轴11a可推移地布置(参见双向箭头)。皮带盘8d 也同样固定地布置在变速器轴11b上，而与皮带盘8d相对布置的皮带盘8c沿着变速器轴11b可推移地布置(参见另一个双向箭头)。皮带 10(其位置在此仅通过虚线表示)围绕锥形盘对在变速器轴11a、11b 上引导，其中皮带10与各个变速器轴11a、11b的间隔取决能沿着变速器轴11a、11b被推移地支承的(一个或多个)皮带盘8a、8c的能受控地进行的位置。锥形盘对之间的间隔越大，皮带10离变速器轴11a、 11b越近。与变速器轴11a、11b固定连接的皮带盘8b、8d例如可以借助根据本实用新型的滚动轴承1相对于在此处未显示的变速器壳体受支承。
锥形盘对中的一个与驱动装置连接，而锥形盘对中的另一个与输出装置连接。当锥形盘彼此远离时，皮带10在锥面上划出小的半径。相反如果锥形盘彼此靠近，牵引器件在锥面上遵循大的半径。在此锥形盘对朝相反方向运动，因此在牵引长度和轴线间距保持相同的情况下牵引器件保持预张紧。在被驱动的锥形盘对中的较的牵引器件半径对应传统变速器的小档位，较的半径对应打档位。若锥形盘彼此远离并且锥形皮带盘被向一起挤压，则半径变大并由此传动比由小变大。因为该过程是无级的，所以传动比同样无级地改变。
在根据图3中的实施例中，滚动轴承1布置在皮带盘8b、8d的区域中。替选地或额外地也可以在皮带盘8a、8c的可运动支承的侧上分别在变速器轴11a或变速器轴11b上设置根据本实用新型的滚动轴承 1。
图4以IV-IV截面示出根据图3的CVT变速器。在此，皮带10 的位置位于在图3中所示的部位。
本实用新型不限于上述所描述的实施例。其他实施例或其他改进措施特别参照权利要求和说明书。例如，内环2和外环3可以完全以氧化层5覆盖。此外，也可以设想，滚动体4设置有氧化层5。
附图标记列表
1 滚动轴承
2 内环
3 外环
4 滚动体
5 氧化层
6 滚珠直径
7 保持架
8a、8b、8c、8d 皮带盘或锥形盘
9 CVT变速器
10 皮带/链条
11a、11b 变速器轴
A 径向尺寸

Claims (8)

1.一种有覆层的滚动轴承(1)，其包括内环(2)、外环(3)以及径向布置在内环(2)和外环(3)之间的滚动体(4)，其特征在于，其中至少部分地在内环(2)上和/或在外环(3)上和/或在滚动体(4)上构造有湿化学法产生的氧化层(5)，用于减小相对于白色刻蚀裂纹的易感性。
2.根据权利要求1所述有覆层的滚动轴承(1)，其特征在于，所述氧化层(5)构造在外环(3)的内圆周面和/或内环(2)的外圆周面上。
3.根据权利要求1所述有覆层的滚动轴承(1)，其特征在于，滚动轴承(1)构造成带有球形滚动体(4)的向心球轴承。
4.根据权利要求3所述有覆层的滚动轴承(1)，其特征在于，外环(3)径向尺寸(A)为球形滚动体(4)的滚珠直径(6)的20％至40％。
5.根据权利要求3所述有覆层的滚动轴承(1)，其特征在于，内环(2)和/或外环(3)的密切度为球形滚动体(4)滚珠直径(6)的101％至106％。
6.根据权利要求3所述有覆层的滚动轴承(1)，其特征在于，径向游隙为0至40μm。
7.根据权利要求1所述有覆层的滚动轴承(1)，其特征在于，内环(2)和/或外环(3)和/或滚动体(4)具有热处理部。
8.一种CVT变速器，其包括两个变速器轴(11a、11b)，所述变速器轴分别带有两个布置在其上的皮带盘(8a、8b；8c、8d)，其中，每个变速器轴(11a、11b)经由至少一个根据权利要求1至7中任意一项所述有覆层的滚动轴承(1)进行支承。
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