DE60114257T2

DE60114257T2 - Antriebsrolle für ein stufenloses Toroidgetriebe

Info

Publication number: DE60114257T2
Application number: DE60114257T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Yoshida; Masaaki Fujii; Nobuo Kino; Keizo Otani
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2021-02-06
Also published as: JP3763388B2; EP1122465A3; EP1122465B1; US20010016533A1; EP1122465A2; JP2001221310A; US6565477B2; DE60114257D1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses Getriebe (CVT), wie zum Beispiel einen Toroidgetriebetyp, das verwendet wird, um die Drehung von einer Eingangsseite zu einer Ausgangsseite zu übertragen, während die Drehzahl durch den Fahrantrieb in Fahrzeugen, wie zum Beispiel Automobilen, Industriemaschinen usw., ständig geändert wird, und insbesondere auf eine verbesserte Antriebsrollenanordnung, die im stufenlosen Getriebe verwendbar ist, und auf ein Verfahren zum Herstellen dieser Antriebsrollenanordnung, wie es in der DE 44 31 007 A und gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 7 offenbart ist.
Hintergrund der Erfindung
Üblicherweise umfasst ein Toroidgetriebetyp CVT eine Eingangsscheibe auf einer Eingangswelle, eine Ausgangsscheibe auf einer Ausgangswelle, die mit der Eingangswelle koaxial ist, und ein Paar Antriebsrollenanordnungen, die zum Übertragen der Antriebskraft von der Eingangswelle zur Ausgangswelle vorgesehen sind. Die Eingangs- und Ausgangsscheiben stehen einander gegenüber und weisen Traktionsflächen auf, die einen Toroidhohlraum definieren. Die Antriebsrollenanordnungen sind drehbar innerhalb des Toroidhohlraumes angeordnet. Jede Antriebsrollenanordnung umfasst Wälzkörper, wie z.B. Kugeln, und ein Paar Laufringe, die mit den Wälzkörpern in Kontakt sind, wobei einer der Laufringe eine Traktionsfläche aufweist, die mit den Traktionsflächen der Eingangs- und Ausgangsscheiben in Kontakt ist. Der Laufring ist um einen ersten Drehzapfen, der an seinem Mittelpunkt positioniert ist, und um einen zweiten Drehzapfen herum drehbar, der am Mittelpunkt des Toroidhohlraumes der Eingangs- und Ausgangsscheiben positioniert ist, wenn er in einem Abschnitt betrachtet wird, der entlang einer gemeinsamen Achse der Eingangs- und Ausgangswellen aufgenommen wird.
Das US-Patent Nr. 5.556.348 offenbart ein Toroidgetriebe, das Eingangs- und Ausgangsscheiben und eine Antriebsrollenanordnung, die zwischen den Eingangs- und Ausgangsscheiben angeordnet ist, aufweist. Die Antriebsrollenanordnung umfasst eine Antriebsrolle, die mit den Eingangs- und Ausgangsscheiben in Eingriff ist, und wirkt als ein Laufring von einem Paar Laufringen eines Kugellagers. Die Eingangs- und Ausgangsscheiben und die Antriebsrollen werden einer Oberflächenhärtung und einem Schleifen unterzogen, um somit effektive aufgekohlte Tiefen in einem Bereich von 2,0 bis 4,0 mm zwecks Verbesserung bei der Rollkontakt-Lebensdauer der Traktionsflächen der Eingangs- und Ausgangsscheiben und der Antriebsrollen und bei der Ermüdungsbruch-Lebensdauer der Eingangs- und Ausgangsscheiben und der Antriebsrolle aufzuweisen.
Das US-Patent Nr. 5.510.974 offenbart ein Schmierfettabgedichtetes Lager einschließlich Wälzkörper und Ringe mit Rollflächen, die in Kontakt mit den Wälzkörpern und mit Eisenoxydschichten ausgebildet sind. Dieses Verfahren zieht in Erwägung, die katalytische Einwirkung der Rollflächen auszuschließen, die unter hohen Temperatur- und Druckbedingungen während der Drehung bei hohen Drehzahlen der Wälzkörper auftreten werden, und um den chemischen Abbau des Schmierfetts zu unterdrücken, das im Lager verwendet wird, das durch die katalytische Einwirkung verursacht werden kann. Diese versucht, die Produktion von Wasserstoff zu verhindern, der in das Metall der Ringe eindringen kann, um deren Versprödung zu verursachen. Die Eisenoxydschichten werden durch Schwarzfärbungsbehandlung gebildet, bei der die Ringe in eine auf 130°C bis 160°C aufgeheizte Natronlauge eingetaucht werden.
Das US-Patent Nr. 6.051.080 offenbart einen der Laufringe einer Antriebsrollenanordnung für ein Toroidgetriebe Typ CVT. Der Ring ist mit den Eingangs- und Ausgangsscheiben des CVT in Kontakt und weist eine Laufrille zum Aufnehmen der Kugeln und Ausbilden einer Lagerlauffläche auf. Dieses Verfahren zieht in Erwägung, den Verlust einer gehärteten Oberfläche zu reduzieren, der durch das Schleifen verursacht wird, das nach der Oberflächenhärtung des Laufrings ausgeführt wurde, um dadurch die Haltbarkeit der Lagerlauffläche des Laufringes zu verbessern. Die Lagerlauffläche weist eine Karbonkonzentration auf, die nicht kleiner als die der Rückfläche ist, die der Lagerlauffläche gegenübersteht. Die Lagerlauffläche weist auch eine gehärtete Schicht auf, deren effektive Tiefe nicht kleiner als die der Rückfläche ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Wenn das konventionelle Toroidgetriebe CVT angetrieben wird, wird eine hohe Last auf die Traktionsflächen der Eingangs- und Ausgangsscheiben und auf die Traktionsflächen der Laufringe der Antriebsrollenanordnungen aufgebracht. Dies wird einen hohen Anpressdruck verursachen, der auf die Lagerlaufflächen der Laufringe von jeder Antriebsrollenanordnung aufgebracht wird, die in Rollkontakt mit den Wälzkörpern, wie z.B. Stahlkugeln, sind. Zu diesem Zeitpunkt darf der maximale Anpressdruck nicht kleiner als 3 GPa sein. Im Unterschied zum Fall gewöhnlicher Kugel- und Rollenlager werden ferner die Traktionskraft und die radiale Last auf die Lagerlaufflächen der Laufringe der Antriebsrollenanordnung aufgebracht, wenn die Wälzkörper auf den Lagerlaufflächen rollen. Dies kann mikroskopischen Metall-zu-Metall-Kontakt zwischen den Lagerlaufflächen und den Wälzkörpern verursachen oder den dazwischen erzeugten Rollreibungswiderstand erhöhen, wobei die auf die Lagerlaufflächen aufgebrachte Tangentialkraft so groß werden wird, so dass die Rollermüdungs-Lebensdauer der Lagerlaufflächen verringert wird.
Das ergibt eine Anforderung zum Reduzieren des mikroskopischen Metall-zu-Metall-Kontakts und des Rollreibungswiderstandes, der zwischen den Wälzkörpern und den Lagerlaufflächen der Laufringe der Antriebsrollenanordnung des Toroidgetriebes CVT hervorgerufen wird, um dadurch die Rollermüdungs-Lebensdauer der Lagerlaufflächen zu verbessern. Zusätzlich wird die Schwarzfärbungsbehandlung, die die Natronlauge verwendet, wie in dem oben beschriebenen konventionellen Verfahren offenbart wurde, eine nachteilige Einwirkung auf die Arbeitsumgebung ergeben und dadurch ist es industriell unerwünscht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsrollenanordnung zu schaffen, die in einem stufenlosen Getriebe (CVT) vom Toroidtyp verwendbar ist, die bei der Schmieröl-Aufrechterhaltung auf den Lagerlaufflächen eines Paares von Laufringen, das mit den Wälzkörpern in Kontakt sind, verbessert wird, und die geeignet ist, den Metall-zu-Metall-Kontakt zu verhindern und den Rollreibungswiderstand, der auf den Lagerlaufflächen beim Betrieb des Toroidgetriebetyps CVT verursacht wird, zu reduzieren, wobei danach die Rollermüdungs-Lebensdauer der Lagerlaufflächen verbessert wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Antriebsrollenanordnung zur Verwendung in einem stufenlosen Getriebe geschaffen, das Folgendes aufweist:
einen ersten Laufring, der mit einer ersten Lagerlauffläche versehen ist; einen zweiten Laufring, der zum ersten Laufring beabstandet ist, wobei der zweite Laufring mit einer zweiten Lagerlauffläche, die entgegengesetzt der ersten Lagerlauffläche ist, versehen ist;
eine Mehrzahl von Wälzkörpern, die zwischen den ersten und zweiten Laufringen rollen, wobei die Wälzkörper mit den ersten und zweiten Lagerlaufflächen in Kontakt sind; und
einen auf Eisenphosphat basierenden Überzug, der auf mindestens einer der ersten und zweiten Lagerlaufflächen ausgebildet ist, und eine Oberflächenrauhheit der Lagerlaufflächen mit dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug, die durch einen arithmetischen Mittelrauhwert Ra von nicht mehr als 0,07 μm ausgedrückt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein stufenloses Getriebe vom Toroidtyp geschaffen, das Folgendes aufweist:
ein Paar Scheiben, die koaxial und beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei die Scheiben den Toroidhohlraum begrenzen; und
eine Antriebsrollenanordnung, die innerhalb des Toroidhohlraumes drehbeweglich angeordnet ist, wobei die Antriebsrollenanordnung einen Drehzapfen aufweist, der am Mittelpunkt des Toroidhohlraumes positioniert ist, wobei die Antriebsrollenanordnung Folgendes aufweist:
erste und zweite Laufringe, die mit den ersten und zweiten Lagerlaufflächen, die entgegengesetzt zueinander sind, gebildet werden;
eine Mehrzahl von Wälzkörpern, die zwischen den ersten und zweiten Laufringen drehbar sind, wobei die Wälzkörper mit den ersten und zweiten Lagerlaufflächen in Kontakt sind; und
einen auf Eisenphosphat basierenden Überzug, der auf mindestens einer der ersten und zweiten Lagerlaufflächen ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, um eine Antriebsrollenanordnung zur Verwendung in einem stufenlosen Getriebe vom Toroidtyp herzustellen, wobei die Antriebsrollenanordnung ein Paar Laufringe, die jeweils mit Lagerlaufflächen versehen sind, eine Mehrzahl von Wälzkörpern, die mit den Lagerlaufflächen in Kontakt sind, und einen auf Eisenphosphat basierenden Überzug aufweist, der auf der Lagerlauffläche von mindestens einem der Laufringe ausgebildet ist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist:
Schmieden und Schrubben eines Werkstückes, um eine Vorform zu bilden;
Oberflächenhärten der Vorform;
Schleifen und Superfinish der Oberflächen der gehärteten Vorform, um die Laufringe zu schaffen, die mit den Lagerlaufflächen ausgebildet sind;
Reinigen der Lagerlauffläche von mindestens einem der Laufringe mit einer Reinigungsmittellösung; und
Eintauchen der gereinigten Lagerlauffläche in eine Oberflächen-Behandlungsmittellösung, die Phosphor enthält, um den auf Eisenphosphat basierenden Überzug auf der Lagerlauffläche zu bilden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine Schnittansicht eines Teils eines stufenlosen Getriebes (CVT) vom Toroidtyp, bei dem eine Antriebsrollenanordnung einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegen Erfindung angewendet werden kann;
2 ist eine vergrößerte Explosionsansicht der in 1 dargestellten Antriebsrollenanordnung, die ein Paar Laufringe und einen Wälzkörper dazwischen darstellt;
3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Produktionsablauf zum Herstellen der Laufringe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die vor einer Oberflächenbehandlung ausgeführt wird;
4 ist eine Schnittansicht, die die Antriebsrollenanordnung der Ausführungsform der Erfindung und einen Lager-Rollermüdungs-Tester darstellt, der zum Messen der Rollermüdungs-Beanspruchbarkeit der Antriebsrollenanordnung der Ausführungsform verwendet wird; und
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils, das von einem in 4 dargestellten Quadrat umschlossen ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Gemäß 1 wird ein stufenloses Getriebe (CVT) vom Toroidtyp dargestellt, bei dem eine Antriebsrollenanordnung einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Toroidgetriebe CVT eine Eingangsscheibe 3, die mit einer Eingangswelle 1 durch die Last-Nockenvorrichtung 2, die eine Nockenplatte 2a, eine Halterung 2b und eine Kurvenrolle 2c aufweist, verbunden ist. Die Ausgangsscheibe 12 ist an der Ausgangswelle 13, die mit der Eingangswelle 1 axial ausgerichtet ist, befestigt. Die Eingangsscheibe 3 und die Ausgangsscheibe 12 werden in koaxialer Beziehung zueinander innerhalb eines nicht dargestellten Gehäuses angeordnet. Die Eingangsscheibe 3 und die Ausgangsscheibe 12 weisen im Wesentlichen die gleiche Form auf und sind symmetrisch angeordnet, wie in 1 dargestellt. Die Eingangsscheibe 3 und die Ausgangsscheibe 12 weisen axial gegenüberstehende Traktionsflächen 3a und 12a, die auf der Toroidfläche ausgebildet sind, auf. Die Toroidfläche definiert einen Toroidhohlraum mit einem üblichen halbkreisförmigen Abschnitt, der entlang der gemeinsamen Achse der Eingangs- und Ausgangsscheiben 3 und 12 aufgenommen wird. Ein Paar Antriebsrollenanordnungen 15, 15 werden innerhalb des Toroidhohlraums, der mit den Traktionsflächen 3a und 12a der Eingangs- und Ausgangsscheiben 3 und 12 in Kontakt ist, angeordnet.
Jede Antriebsrollenanordnung 15 umfasst den äußeren Laufring 6, der durch einen Stirnzapfen 4 abgestützt ist, den inneren Laufring 7, der entgegengesetzt zum und vom äußeren Laufring 6 versetzt ist, und eine Mehrzahl von Wälzkörpern 8, die in Laufrillen angeordnet sind, die auf den äußeren und inneren Laufringen 6 und 7 in entgegengesetzter Weise ausgebildet sind. Wie in 2 dargestellt, weisen insbesondere der äußere Laufring 6 und der innere Laufring 7 Lagerlaufflächen 6a und 7a auf, die in Kontakt mit den Wälzkörpern 8 sind. Die Lagerlaufflächen 6a und 7a bilden jeweils die ringförmigen Laufrillen, die die Wälzkörper 8 aufnehmen. Die Wälzkörper 8 weisen die Form von Stahlkugeln auf. Der äußere Laufring 6 und der innere Laufring 7 sind somit miteinander durch die Wälzkörper 8 in Kontakt.
Gemäß 1 ist der innere Laufring 7 auf dem Drehzapfen 5, der am Stirnzapfen 4 befestigt ist, durch das Nadellager 9 drehbar abgestützt. Der innere Laufring 7 ist ebenfalls um den Drehzapfen 10 herum drehbar, der am Mittelpunkt des Toroidhohlraumes positioniert ist, der durch die Eingangsscheibe 3 und die Ausgangsscheibe 12 gebildet wird, wenn der Abschnitt betrachtet wird, der entlang der gemeinsamen Achse der Eingangs- und Ausgangsscheiben 3 und 12 aufgenommen wurde.
Die Traktionsflächen 3a und 12a der Eingangsscheibe 3 und der Ausgangsscheibe 12 und die Traktionsflächen der inneren Laufringe 7, 7 der Antriebsrollenanordnung 15, 15, die mit den Traktionsflächen 3a und 12a in Kontakt sind, werden mit einem Schmieröl (Traktionsöl) mit einem großen viskosen Reibungswiderstand versorgt, so dass ein Schmierölfilm zwischen den sich gemeinsam berührenden Traktionsflächen gebildet wird. Die auf die Eingangsscheibe 3 aufgebrachte Antriebskraft wird auf die Ausgangsscheibe 12 durch den Schmierölfilm und die inneren Laufringe 7, 7 übertragen.
Wenn sich die Eingangswelle 1 dreht, wird ihre Antriebskraft auf die Eingangsscheibe 3 über die Lastnockeneinrichtung 2 übertragen, um dadurch die Eingangsscheibe 3 zu drehen. Die Drehung der Eingangsscheibe 3 wird auf die Ausgangsscheibe 12 über die inneren Laufringe 7, 7 der Antriebsrollenanordnungen 15, 15 übertragen, so dass sich die Ausgangsscheibe 12 mit der Ausgangswelle 13 dreht. Nach Verändern der Drehzahl, wie durch die Pfeile in 1 angezeigt, werden die Stirnzapfen 4, 4 um den Drehzapfen 10 durch einen vorbestimmten Winkel gedreht, um somit die inneren Laufringe 7, 7 relativ zu den Eingangs- und Ausgangsscheiben 3 und 12 schräg zu bewegen. Die inneren Laufringe 7, 7 bewegen sich somit auf den Traktionsflächen 3a und 12a der Eingangs- und Ausgangsscheiben 3 und 12. Folglich wird der Kontakt zwischen den Traktionsflächen der inneren Laufringe 7, 7 und der Traktionsflächen 3a und 12a der Eingangs- und Ausgangsscheiben 3 und 12 verschoben. Und zwar variieren die Wirkradien der Eingangs- und Ausgangsscheiben 3 und 12, so dass das Drehzahlverhältnis ständig variiert, um das Fahrzeug zu beschleunigen und zu verlangsamen.
Gemäß den 4 bis 5 wird eine bevorzugte Ausführungsform der in einem Toroidgetriebe CVT verwendbaren Antriebsrollenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Antriebsrollenanordnung 25 der Ausführungsform weist die gleiche Grundanordnung wie die der oben beschriebenen Antriebsrollenanordnung 15 auf, außer dass mindestens einer der äußeren und inneren Laufringe 26 und 27 den auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30, der auf einer Außenfläche davon ausgebildet ist, aufweist. Die Laufringe 26 und 27 sind in ihrer Anordnung den Laufringen 6 und 7 der Antriebsrollenanordnung 15 ähnlich. In dieser Ausführungsform wird der auf Eisenphosphat basierende Überzug 30 so gebildet, um die gesamte Außenfläche von jedem der äußeren und inneren Laufringe 26 und 27 der Antriebsrollenanordnung 25 zu bedecken. Alternativ kann der auf Eisenphosphat basierende Überzug 30 gebildet werden, um nur die Lagerlaufflächen 26a und 27a von jedem Laufring 26 und 27 zu bedecken, die mit den Wälzkörpern 8 beim Betriebsablauf der Antriebsrollenanordnung 25 in Rollkontakt kommen. Die Anordnung des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 kann die Schmieröl-Aufrechterhaltungseigenschaft der Lagerlaufflächen 26a und 27a verbessern und den mikroskopischen Metall-zu-Metall-Kontakt zwischen den Lagerlaufflächen 26a und 27a und den Wälzkörpern 8 minimieren und den daraufhin verursachten Rollreibungswiderstand verringern. Dies führt zu einer Verbesserung der Rollermüdungs-Lebensdauer der Laufringe 26 und 27 und dann der Lebensdauer der Antriebsrollenanordnung 25.
Üblicherweise leidet entweder der eine der Laufringe der Antriebsrollenanordnung früher am Ermüdungsdefekt als der andere der Laufringe. Dadurch kann der auf Eisenphosphat basierende Überzug nur auf der Lagerlauffläche des einen der Laufringe gebildet werden, der früher zum Ermüdungsdefekt neigt. In diesem Fall kann das Kosten-Leistungsverhältnis verbessert werden. Wenn die auf Eisenphosphat basierenden Überzüge auf den Lagerlaufflächen von beiden der Laufringe ausgebildet werden, können die oben beschriebenen Wirkungen sicher aufgewiesen werden.
Jeder der Laufringe 26 und 27 der Antriebsrollenanordnung 25 wird durch das folgende Verfahren hergestellt: Als erstes wird ein Werkstück dem Schmieden und Schrubben unterzogen, um eine Vorform mit einer üblichen Ringform zu bilden. Die Vorform wird dem Oberflächenhärten und danach dem Schleifen und Superfinish unterzogen, um Laufring 26 und 27 mit der Lagerlauffläche 26a und 27a, die die Wälzkörper 8 aufnehmen, zu schaffen.
Als nächstes wird die Lagerlauffläche 26a und 27a von mindestens einem der Laufringe 26 und 27 mit einer lösemittelhaltigen oder alkalischen Reinigungsmittellösung gereinigt und mit Wasser gewaschen. Die Lagerlauffläche 26a und 27a wird anschließend einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung einer wässrigen Lösung von einem Phosphor enthaltenden Mittel zur chemischen Umwandlungsbehandlung unterzogen, um dadurch den auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 auf der Lagerlauffläche 26a und 27a zu bilden. Und zwar wird die Lagerlauffläche 26a und 27a in die Oberflächenbehandlungs-Mittellösung eingetaucht. Nach dem Eintauchen wird die Lagerlauffläche 26a und 27a mit Wasser gewaschen, um die restliche Oberflächenbehandlungs-Mittellösung zu entfernen, die, ohne eine Reaktion eingegangen zu sein, auf der Lagerlauffläche 26a und 27a verblieben ist. Nach dem Waschen wird die Lagerlauffläche 26a und 27a getrocknet. Somit wird der Laufring 26 und 27 mit dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30, der die Lagerlauffläche 26a und 27a bedeckt, hergestellt.
Nach der Anordnung des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 auf jedem Laufring 26 und 27 ist es wünschenswert, eine chemische Umwandlungsbehandlung unter Verwendung wässriger Lösungen auszuführen, weil diese Behandlung zur industriellen Kostenersparnis beiträgt. Die gesamte Außenfläche der Laufringe 26 und 27 kann in die Oberflächenbehandlungs-Mittellösung eingetaucht werden. Da es für einen Bereich der Außenfläche der Laufringe 26 und 27, die als Kraftanschlussfläche wirkt, nicht erforderlich ist, mit dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 überzogen zu werden, kann der Bereich vor der Oberflächenbehandlung mit einer Abdeckmaske versehen werden. Ferner kann, falls erforderlich, der mit dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 überzogene Bereich einem Nachschleifen unterzogen werden, so dass der auf Eisenphosphat basierende Überzug 30 davon entfernt wird.
Ein Ausmaß des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 300 mg/m² bezüglich Phosphors. Wenn das Ausmaß des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 kleiner als 100 mg/m² ist, kann die Verschleißfestigkeitseigenschaft des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 nicht auf einem ausreichenden Niveau erhalten werden, so dass die ausgezeichneten Eigenschaften des auf Eisenphosphat basierenden Überzuges 30 nicht ständig aufgewiesen werden können. Wenn das Ausmaß des Phosphors mehr als 300 mg/m² beträgt, neigt die Oberflächenrauhheit der aus dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 gebildeten Oberfläche größer zu sein. Der Phosphoranteil kann unter Verwendung einer üblichen Röntgenfluoreszenz-Analysevorrichtung gemessen werden. Und zwar werden eine Mehrzahl von Proben, die in ihrem Phosphorgehalt unterschiedlich sind, der Röntgenfluoreszenz-Analyse unterzogen, um ein Verhältnis zwischen der charakteristischen Röntgenintensität und dem Phosphorgehalt zu erhalten. Eine Eich kurve des Phosphors wird auf der Basis des erhaltenen Verhältnisses erstellt. Als nächstes werden die Proben der Röntgenfluoreszenz-Analyse den gleichen Bedingungen unterzogen, um die charakteristische Röntgenintensität zu messen. Die gemessen charakteristische Röntgenintensität kann hinsichtlich des Phosphorgehalts in jeder Probe auf der Basis der Eichkurve des Phosphors berechnet werden.
Es ist wünschenswert, dass der auf Eisenphosphat basierende Überzug 30 ein Molybdänoxyd enthält. Daher enthält die zum Bilden des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 verwendete Oberflächenbehandlungs-Mittellösung Molybdän. Das heißt, weil das Molybdänoxyd wirkungsvoll ist, um die Verschleißfestigkeit des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 zu verbessern, ermöglicht es dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30, die ausgezeichneten Eigenschaften ständig aufzuweisen. Das Gewichtsverhältnis (Mo/P) von Molybdän zu Phosphor, die beide im auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 enthalten sind, beträgt vorzugsweise nicht mehr als 0,3, um die Adhäsionseigenschaft des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 bezüglich der Oberfläche des Laufringes 26 und 27 als Werkstück zu gewährleisten. Ein Anteil des Molybdänoxids, das im auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 enthalten ist, beträgt vorzugsweise nicht mehr als 60 mg/m² bezüglich des Molybdäns, um die Oberflächenglätte des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 und ihre Adhäsionseigenschaft bezüglich der Außenfläche der Laufringe 26 und 27 zu gewährleisten. Das im auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 enthaltene Molybdän kann in der gleichen Weise wie bei der Berechnung des Phosphorgehaltes berechnet werden, wie oben erläutert wurde. Und zwar werden Proben, die sich im Molybdängehalt voneinander unterscheiden, der Röntgenfluoreszenzanalyse unterzogen, um ein Verhältnis zwischen der charakteristischen Röntgenintensität und dem Molybdängehalt zu erhalten. Eine Eichkurve des Molyb däns wird auf der Basis des erhaltenen Verhältnisses erstellt. Zu testende Proben werden danach der Röntgenfluoreszenzanalyse unter den gleichen Bedingungen unterzogen, um die charakteristische Röntgenintensität zu messen. Die gemessene charakteristische Röntgenintensität kann bezüglich des Molybdäns, das in jeder Probe enthalten ist, auf der Basis der Eichkurve des Molybdäns berechnet werden.
Ferner weisen die Lagerlauffläche 26a und 27a, die mit dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 überzogen sind, eine Oberflächenrauhheit auf, die durch einen arithmetischen Mittelrauhwert (Ra) von nicht mehr als 0,07 μm ausgedrückt wird, wenn gemäß JIS B 0601 gemessen wird. Wenn der arithmetische Mittelrauhwert (Ra) größer als 0,07 μm ist, wird eine Rate des Metall-zu-Metall-Kontakts zwischen der Lagerlauffläche 26a und 27a und den Wälzkörpern 8 beim Betriebsablauf der Antriebsrollenanordnung 25 größer. Dieses neigt zum Ansteigen einer Temperatur auf der Lagerlauffläche 26a und 27a, um dadurch den Werkstoff der Lagerlauffläche 26a und 27a aufzuweichen oder Schaden auf einem Außenumfang der Lagerlauffläche 26a und 27a zu verursachen, wodurch sich eine Reduzierung der Lebensdauer infolge der Rollermüdung ergibt, die vom Außenumfang der Lagerlauffläche 26a und 27a ausgeht. Die Oberflächenrauhheit der Lagerlauffläche 26a und 27a kann unter Verwendung eines üblichen Oberflächenrauhheitstesters vom Tastertyp bei einem Grenzwert von 0,08 mm gemessen werden.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass eine Dicke des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 in einem Bereich von 0,4 bis 2,0 μm liegt. Wenn die Dicke des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 kleiner als 0,4 μm ist, kann die ausreichende Verschleißfestigkeit des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 nicht aufgewiesen werden. Wenn die Dicke des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs größer als 2,0 μm ist, neigt die Oberflächenglätte des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 dazu, geringer zu werden. Die Dicke des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 kann unter Verwendung einer üblichen, photoelektrischen Röntgenspektralanalyse-(XPS)Vorrichtung gemessen werden. Die XPS-Vorrichtung analysiert ausgesendete Photoelektronen, wenn ein Muster durch Röntgenbestrahlung unter Ultrahochvakuum (10^–5 Pa oder weniger) erregt wird. Ein Verhältnis zwischen den jeweils auf der Oberfläche des Musters vorhandenen Atomen kann auf der Basis eines Verhältnisses zwischen der Intensität der Photoelektronen und dem Empfindlichkeitskoeffizienten berechnet werden. Außerdem kann der chemische Zustand, zum Beispiel der Eisenoxidationszustand (Metallzustand oder oxidierter Zustand), von der Oberfläche der Probe auf der Basis der kinetischen Energie der Photoelektronen bestimmt werden. Die quantitative Bestimmung oder das Berechnungsverfahren ist schon bewiesen werden und das dazugehörige Softwareprogramm handelsüblich.
Insbesondere wird der Werkstoff des Laufringes 26 und 27 der Antriebsrollenanordnung 25 durch Röntgenbestrahlung erregt und danach einer sogenannten breiten Abtastanalyse unterzogen, um die Qualitäten der Elemente der entsprechenden, auf der Außenfläche der Laufringe 26 und 26 vorhandenen Atome zu analysieren. Kohlenstoff (der infolge der Kontamination durch die Atmosphäre erzeugt wird), Sauerstoff, Phosphor und Eisen (in einem oxidierten Zustand) werden gewöhnlicherweise entdeckt und in einigen Fällen kann auch Molybdän ausfindig gemacht werden. Die quantitative Bestimmung der Elemente wird durch Berechnen der Verhältnisse der Elemente durch atomare Prozentwerte auf der Basis von Werten, die durch die qualitative Analyse erfasst werden, durchgeführt. Die Dicke des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 kann auf der Basis von Werten, die durch die photoelektrische Analyse unter Verwendung einer Argon-Zerstäubungskanone, die in der XPS-Vorrichtung eingebaut ist, gemessen wurden, berechnet werden. Zuerst wird eine Mehrzahl von Proben, die auf Eisenphosphat basierende Überzüge mit unterschiedlichen Dicken aufweisen, die unter Verwendung von Vorrichtungen wie z.B. einem Übertragungs-Elektronenmikroskop, gemessen werden, der Argonzerstäubungs-photoelektrischen Analyse unterzogen, um eine Eichkurve des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs zu erstellen. Der Überzug wird stufenweise durch wiederholtes Ausführen der Zerstäubung entfernt, um das im Metallzustand befindliche Eisen zu ermitteln, das im Stahl als Rohmaterial der Proben vorhanden ist. Hier wird der Überzug, der von der Oberfläche von jeder Probe entfernt wird, bis der Anteil des im Metallzustand befindlichen und zerstäubten Eisens 60 atomare Prozentwerte erreicht, als ein zu messender Überzug definiert, um dadurch die aufgelaufene Zerstäubungszeit zu berechnen, die zum Ermitteln der 60 atomare Prozentwerte des im Metallzustand befindlichen Eisens und zur Messung der Dicke des entfernten Überzugs erforderlich ist. Die Eichkurve des Überzugs wird auf der Basis eines Verhältnisses zwischen der aufgelaufenen Zerstäubungszeit und der Dicke des entfernten Überzuges erstellt. Als nächstes wird eine Probe mit dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug der Argonzerstäubungs-photoelektrischen Analyse unterzogen, um die aufgelaufene Zerstäubungszeit zu berechnen, die zum Ermitteln der sechzig atomaren Prozentwerte des im Metallzustand befindlichen Eisens erforderlich ist. Die Dicke des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs der Probe wird auf der Basis der erstellten Eichkurve unter Verwendung der oben beschriebenen Proben berechnet.
Zwischenzeitlich kann der Anteil des Phosphors, des Molybdäns und die Dicke des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs durch Einstellen verschiedener Bedingungen der chemischen Umwandlungs-Behandlung gesteuert werden, zum Beispiel die Zusammensetzung und Konzentration der Behandlungsmittellösung, Behand lungstemperatur und -zeit, usw.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird detaillierter durch Beispiele unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnung beschrieben. Jedoch sind diese Beispiele nur erläuternd und nicht dafür vorgesehen, einen Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
Beispiel 1
Jedes Paar Laufringe 26 und 27, das mit dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 überzogen ist, wird von der in der Ausführungsform beschriebenen Antriebsrollenanordnung 25 in der folgenden Weise hergestellt.
Ein aus CrMo-Stahl, der üblicherweise zur Karburierung verwendet wird, hergestelltes Werkstück mit einer chemischen Zusammensetzung, wie in Tabelle 1 dargestellt wird, wird dem Schmieden und Schrubben unterzogen, um eine üblicherweise ringförmige Vorform zu erstellen.
Tabelle 1
Die Vorform wird dann einer Oberflächenhärtung unterzogen, wie in 3 dargestellt. Zuerst wird die Vorform bei 950°C für 10 bis 20 Stunden karbonitriert und für eine Stunde bei 850°C gehalten und danach in einem 60°C warmen Öl abgeschreckt. Da nach wird die Vorform für eine Stunde bei 840°C erhitzt und einem Ölabschrecken in 60°C warmem Öl unterworfen. Die Vorform wird danach für zwei Stunden bei 170°C getempert.
Als nächstes wird die so oberflächengehärtete Vorform dem Schleifen und Superfinish unterworfen, um somit mit einer ringförmigen Laufrille zum Aufnehmen der Wälzkörper 8 an einer Endfläche davon ausgebildet zu werden. Jeder der Laufringe 26 und 27 weist jeweils die so hergestellten Lagerlaufflächen 26a und 27a auf. Das Schleifen und Superfinish wird so ausgeführt, dass die Oberflächenhärte der Lagerlaufflächen 26a und 27a im Wesentlichen im Bereich einer Vickershärte von Hv 700 bis 720 und die Oberflächenrauhheit in einem Bereich liegt, dass der arithmetische Mittelrauhwert (Ra) im Wesentlichen 0,03 bis 0,05 μm beträgt.
Die so hergestellten Laufringe 26 und 27 wurden der folgenden Oberflächenbehandlung zum Bilden der auf Eisenphosphat basierenden Überzüge 30 unterzogen. Die Laufringe 26 und 27 wurden durch Eintauchen in eine 2%-wässrige Lösung des handelsüblichen Entfetters, "FINECLEANER 4360 (eingetragenes Warenzeichen)", hergestellt von Nihon Parkerizing Co., Ltd., die für 5 Minuten auf 60°C vorgewärmt wurde, gereinigt. Nach dem Reinigen wurden die Laufringe 26 und 27 ausreichend mit Wasser gewaschen, um die Oberflächen zu reinigen. Die so gereinigten Laufringe 26 und 27 wurden in eine 8%-wässrige Lösung des handelsüblichen Mittels zum anfänglichen Ansetzen des elektrolytischen Bades eingetaucht, das für 1 Minute auf 50°C vorgewärmt wurde, wobei es sich um "PALFOS 1077 (eingetragenes Warenzeichen)", hergestellt durch Nihon Parkerizing Co., Ltd., handelt. Nach dem Eintauchen wurde ein auf Eisenphosphat basierender Überzug auf der gesamten Außenfläche von jedem der Laufringe 26 und 27 einschließlich der entsprechenden Lagerlaufflächen 26a und 27a ausgebildet. Die Laufringe 26 und 27 mit den auf Eisenphosphat basierenden Überzügen wurden ausreichend mit Wasser gewaschen, um die restliche Mittellösung zu entfernen, die auf der Außenfläche verblieben ist, ohne eine Reaktion eingegangen zu sein. Als nächstes wurden die Laufringe 26 und 27 innerhalb einer Heißluft-Trockenofenanlage für 15 Minuten bei 100°C getrocknet. Die mit den auf Eisenphosphat basierenden Überzügen 30 gebildeten Laufringe 26 und 27 wurden so hergestellt.
Die so hergestellten Laufringe 26 und 27 wurden der Messung einer Oberflächenrauhheit der Lagerlaufflächen 26a und 27a unterzogen. Die Messung wurde unter Verwendung eines handelsüblichen Oberflächenrauheitstesters vom Abtasttyp bei einem Grenzwert von 0,8 mm ausgeführt. Danach wurden die Laufringe 26 und 27 der Dickenmessung von jedem auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 unter Verwendung der oben erörterten handelsüblichen XPS-Vorrichtung mit der Argon-Zerstäubungskanone unterzogen. Die Dicke des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs 30 wurde durch das oben beschriebene quantitative Bestimmungsverfahren berechnet, die auf der Zerstäubungszeit basiert, die nach dem Entfernen des Überzugs erforderlich ist. Anschließend wurde der Anteil des Phosphors auf der Basis von Werten berechnet, die durch die handelsübliche Röntgenfluoreszenz-Analysevorrichtung gemessen wurden, wie oben erläutert.
Als nächstes wurden die Laufringe 26 und 27 in einem Lager-Rollermüdungstester, wie in 4 dargestellt, eingesetzt und danach einem Ermüdungstest unterzogen, um die Rollermüdungs-Lebensdauer der Lagerlaufflächen 26a und 27a zu berechnen. Die Testbedingung lag bei einem maximalen Anpressdruck von 3,4 GPa unter einer Druckschmierung von 3 l/min und dabei wurde ein Schwingungssensor verwendet, um die Schwingung der Laufringe 26 und 27 während des Rollens zu ermitteln. Die Rollermüdungs-Lebensdauern der Lagerlaufflächen 26a, 27a wurden als die Testzeit definiert, die erforderlich ist, um Schuppen auf einer der beiden Lagerlaufflächen 26a und 27a zu verursachen. Die Ergebnisse der obigen Messungen und des Tests sind in Tabelle 2 dargestellt.
Beispiel 2
Die Laufringe 26 und 27 wurden unter Verwendung des gleichen Stahls und dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt. Anschließend wurde der auf Eisenphosphat basierende Überzug 30 auf der Außenfläche von jedem Laufring 26 und 27 in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, ausgebildet, außer dass die Eintauchzeit zum Eintauchen der Ringe 26 und 27 in die Oberflächen-Behandlungsmittellösung 3 Minuten betrug.
Die so hergestellten Laufringe 26 und 27 wurden in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, gemessen und getestet. Die Ergebnisse der Messungen und des Tests sind in Tabelle 2 dargestellt.
Beispiel 3
Die Laufringe 26 und 27 wurden unter Verwendung des gleichen Stahls und dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt. Der auf Eisenphosphat basierende Überzug 30, der ein Molybdänoxid enthält, wurde auf der Außenfläche von jedem Laufring 26 und 27 in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, ausgebildet, außer dass nach dem Reinigen die Laufringe 26 und 27 durch Entfetten für 10 Minuten in eine auf 65°C vorgewärmte 12%-wässrige Lösung eines Molybdän enthaltenden Bades, das das Behandlungsmittel bildet, eingetaucht wurden (Behandlungsmittel zum anfänglichen Ansetzen des elektrolytischen Bades; "PALFOS 3480 (eingetragenes Warenzeichen)", hergestellt durch Nihon Parkerizing Co., Ltd.).
Die so hergestellten Laufringe 26 und 27 wurden in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, gemessen. Ferner wurden ein Anteil von Molybdän und das Gewichtsverhältnis Mo/P) von Molybdän zu Phosphor, die beide im auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 vorhanden sind, gemessen. Die Laufringe 26 und 27 werden danach in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, getestet. Die Ergebnisse der Messungen und des Tests sind in Tabelle 2 dargestellt.
Beispiel 4
Die Laufringe 26 und 27 wurden unter Verwendung des gleichen Stahls und dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt. Der auf Eisenphosphat basierende Überzug 30, der ein Molybdänoxid enthält, wurde auf der Außenfläche von jedem Laufring 26 und 27 in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, ausgebildet, außer dass nach dem Reinigen die Laufringe 26 und 27 durch Entfetten für 10 Minuten in eine auf 65°C vorgewärmte 24%-wässrige Lösung eines Molybdän enthaltenden Bades, das das Behandlungsmittel bildet, eingetaucht wurden ("PALFOS 3480 (eingetragenes Warenzeichen)"), hergestellt durch Nihon Parkerizing Co., Ltd.).
Die so hergestellten Laufringe 26 und 27 wurden in der gleichen Weise, wie im Beispiel 3 beschrieben, gemessen. Danach wurden die Laufringe 26 und 27 in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben getestet. Die Ergebnisse der Messungen und des Tests sind in Tabelle 2 dargestellt.
Beispiel 5
Die Laufringe 26 und 27 wurden unter Verwendung des gleichen Stahls und dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt. Der auf Eisenphosphat basierende Überzug 30, der ein Molybdänoxid enthält, wurde auf der Außenfläche von jedem Laufring 26 und 27 in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, ausgebildet, außer dass nach dem Reinigen die Laufringe 26 und 27 durch Entfetten für 10 Minuten in eine auf 65°C vorgewärmte Lösung getaucht wurden, die durch Beimischen von 1,5 g/L einer Phosphorsäure mit einer 24%-wässrigen Lösung eines Molybdän enthaltenden Bades, das das Behandlungsmittel bildet, erstellt wurde ("PALFOS 3480 (eingetragenes Warenzeichen)", hergestellt durch Nihon Parkerizing Co., Ltd.).
Die so hergestellten Laufringe 26 und 27 wurden in der gleichen Weise, wie im Beispiel 3 beschrieben, gemessen. Danach wurden die Laufringe 26 und 27 in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, getestet. Die Ergebnisse der Messungen und des Tests sind in Tabelle 2 dargestellt.
Beispiel 6
Die Laufringe 26 und 27 wurden unter Verwendung des gleichen Stahls und dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt. Der auf Eisenphosphat basierende Überzug 30 wurde auf der Außenfläche von jedem Laufring 26 und 27 in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, ausgebildet, außer dass nach dem Reinigen die Laufringe 26 und 27 durch Entfetten für 3 Minuten in eine Lösung mit einem ph-Wert von 3,8 eingetaucht wurden, die durch Beimischen einer Natronlauge mit einer 3%-wässrigen Lösung einer Phosphorsäure erstellt und auf 50°C vorgewärmt wurde.
Die so hergestellten Laufringe 26 und 27 wurden in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, gemessen und getestet. Die Ergebnisse der Messungen und des Tests sind in Tabel le 2 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 1
Ein in 2 dargestelltes Paar Laufringe 6 und 7 wurde unter Verwendung des gleichen Stahls und dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, außer dass die Laufringe 6 und 7 nicht der Oberflächenbehandlung unterzogen wurden und kein auf Eisenphosphat basierender Überzug auf den Außenflächen der Laufringe 6 und 7 ausgebildet wurde.
Die so hergestellten Laufringe 6 und 7 wurden in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, getestet. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 2 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 2
Ein in 2 dargestelltes Paar Laufringe 6 und 7 wurde unter Verwendung des gleichen Stahls und dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Laufringe 6 und 7 wurden der gleichen Oberflächenbehandlung, wie im Beispiel 1 beschrieben, unterzogen, außer dass nach dem Reinigen die Laufringe 6 und 7 durch Entfetten für 5 Minuten in eine wässrige Lösung einer Natronlauge eingetaucht wurden, die auf 150°C vorgewärmt wurde, um dadurch auf den Außenflächen der Laufringe 6 und 7 Überzüge aus dreiwertigem Eisen-Tetroxyd zu bilden.
Die so hergestellten Laufringe 6 und 7 wurden in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, getestet. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich wird, weisen die Laufringe 26 und 27 mit dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 auf den Lagerlaufflächen 26a und 27a, wie in den Beispielen 1 bis 6 beschrieben, bemerkenswert längere Rollermüdungs-Lebensdauern als diejenigen, die in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 beschrieben wurden, auf. Es ist erkannt worden, dass die Antriebsrollenanordnung 25 mit den Laufringen 26 und 27, die mit dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug 30 ausgebildet wurden, und das Toroidgetriebe CVT, das die Antriebsrollenanordnung 25 verwendet, die verbesserte Ölaufrechterhaltungs-Eigenschaft, reduzierten mikroskopischen Metall-zu-Metall-Kontakt, und geringen Reibwiderstand der Lagerlaufflächen 26a und 27a aufweist, und somit die Rollermüdungs-Lebensdauer verbessert.
Obwohl die Erfindung durch Bezugnahme der bestimmten Ausführungsform und Beispiele der Erfindung oben beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform und Beispiele begrenzt.
Änderungen und Varianten der oben beschriebenen Ausführungsformen und der Beispiele erscheinen den Durchschnittsfachleuten im Licht der oben genannten Lehre. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch Bezugnahme zu den folgenden Ansprüchen definiert.

Claims

Antriebsrollenanordnung zur Verwendung in einem stufenlosen Getriebe, die Folgendes aufweist: – einen ersten Laufring (6), der mit einer ersten Lagerlauffläche (6a) versehen ist; und – einen zweiten Laufring (7), der zum ersten Laufring (6) beabstandet ist, wobei der zweite Laufring (7) mit einer zweiten Lagerlauffläche (7a), die entgegengesetzt der ersten Lagerlauffläche (6a) ist, versehen ist; – eine Mehrzahl von Wälzkörpern (8), die zwischen den ersten und zweiten Laufringen (6, 7) rollen, wobei die Wälzkörper (8) mit den ersten und zweiten Lagerlaufflächen (6a, 7a) in Kontakt sind; dadurch gekennzeichnet, dass – ein auf Eisenphosphat basierender Überzug auf mindestens einer der ersten und zweiten Lagerlaufflächen (6a, 7a) ausgebildet ist, und – eine Oberflächenrauhheit der Lagerlaufflächen (6a, 7a) mit dem auf Eisenphosphat basierenden Überzug durch einen arithmetischen Mittelrauhwert (Ra) von nicht mehr als 0,07 μm ausgedrückt ist.
Antriebsrollenanordnung gemäß Anspruch 1, wobei ein Ausmaß des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs in einem Bereich von 100 bis 300 mg/m² bezüglich des Phosphors liegt.
Antriebsrollenanordnung gemäß Anspruch 1, wobei der auf Eisenphosphat basierende Überzug ein Molybdänoxyd aufweist.
Antriebsrollenanordnung gemäß Anspruch 3, wobei ein Gewichtsverhältnis von Molybdän zu Phosphor, die im auf Eisenphosphat basierenden Überzug vorhanden sind, nicht mehr
Antriebsrollenanordnung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei ein Anteil von Molybdänoxyd, das im auf Eisenphosphat basierenden Überzug enthalten ist, nicht mehr als 60 mg/m² bezüglich Molybdän beträgt.
Antriebsrollenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Dicke des auf Eisenphosphat basierenden Überzugs in einem Bereich von 0,4 bis 2,0 μm liegt.
Stufenloses Getriebe vom Toroidtyp, das Folgendes aufweist: – ein Paar Scheiben (3, 12), die koaxial und beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei die Scheiben (3, 12) den Toroidhohlraum begrenzen; und – eine Antriebsrollenanordnung (15), die innerhalb des Toroidhohlraumes drehbeweglich angeordnet ist, wobei die Antriebsrollenanordnung (15) einen Drehzapfen aufweist, der am Mittelpunkt des Toroidhohlraumes positioniert ist, wobei die Antriebsrollenanordnung (15) als eine Antriebsrollenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 gebildet wird.
Verfahren zum Herstellen einer Antriebsrollenanordnung zur Verwendung in einem stufenlosen Getriebe vom Toroidtyp, wobei die Antriebsrollenanordnung ein Paar Laufringe, die jeweils mit Lagerlaufflächen ausgebildet sind, eine Mehrzahl von Wälzkörpern, die mit den Lagerlaufflächen in Kontakt sind, und einen auf Eisenphosphat basierenden Überzug umfasst, der auf der Lagerlauffläche von mindestens einem der Laufringe ausgebildet ist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: – Schmieden und Schrubben eines Werkstückes, um eine Vor form zu bilden; – Oberflächenhärten der Vorform; – Schleifen und Superfinish der Oberflächen der gehärteten Vorform, um die Laufringe zu schaffen, die mit den Lagerlaufflächen ausgebildet sind; – Reinigen der Lagerlauffläche von mindestens einem der Laufringe mit einer Reinigungsmittellösung; und – Eintauchen der gereinigten Lagerlauffläche in eine Oberflächen-Behandlungsmittellösung, die Phosphor enthält, um den auf Eisenphosphat basierenden Überzug auf der Lagerlauffläche zu bilden.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der auf Eisenphosphat basierende Überzug in einem Bereich von 100 bis 300 mg/m² bezüglich Phosphor liegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Oberflächen-Behandlungsmittellösung Molybdän und der auf Eisenphosphat basierende Überzug ein Molybdänoxyd aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei ein Gewichtsverhältnis von Molybdän zu Phosphor, die im auf Eisenphosphat basierenden Überzug vorhanden sind, nicht mehr als 0,3 beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei ein Anteil des Molybdänoxyds, das im auf Eisenphosphat basierenden Überzug enthalten ist, nicht mehr als 60 mg/m² bezüglich Molybdän beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei eine Oberflächenrauhheit der Lagerlauffläche durch einen arithmetischen Mittelrauhwert (Ra) von nicht mehr als 0,07 μm ausgedrückt ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei eine Dicke des auf Eisenphosphat basierenden Überzuges in einem Bereich von 0,4 bis 2,0 μm liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Reinigungsmittellösung eine Entfettungsmittellösung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Reinigen das Eintauchen der Lagerlauffläche in die Reinigungsmittellösung und danach das Waschen der Lagerlauffläche mit Wasser aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, das ferner nach dem Eintauchen das Waschen der Lagerlauffläche mit Wasser aufweist, um die Oberflächen-Behandlungsmittellösung zu entfernen, die auf der Lagerlauffläche verblieben ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, das ferner das Trocknen der Lagerlauffläche nach dem Eintauchen aufweist.