專利名稱：推力滾動軸承，特別是推力滾針軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述特征的推力滾動軸承，而本發(fā)明特別 具有優(yōu)點地可以在用于支承PKW-自動變速器內(nèi)的行星齒輪架或離合器架或泵輪或渦輪的 推力滾針軸承上實現(xiàn)。
背景技術(shù)：
PKff-自動變速器最常見的實施方式是所謂的變矩變速器，其與傳統(tǒng)變速器和自動 變速器的區(qū)別主要在于無牽引力中斷的換擋過程。這種類型的PKW-自動變速器一般情況 下將液力變矩器作為啟動離合器使用，該液力變矩器由泵輪、導(dǎo)向輪和渦輪組成和基本上 包括不同數(shù)量的片式離合器以及多個行星齒輪變速器的組合。所有換擋和離合過程在此方 面均通過不同的空轉(zhuǎn)以及利用片式離合器進行，這些片式離合器產(chǎn)生單個行星齒輪變速級 與自動變速器的輸入軸和輸出軸的力鎖合連接。換擋因此通過逐步斷開由一個離合器和行 星齒輪變速器的一個軸組成的第一換擋部件并同時掛上下個擋位的由另一離合器和行星 齒輪變速器的另一軸組成的第二換擋部件進行，直至換擋結(jié)束時第一換擋部件的全部扭矩 由第二換擋部件接收。因為液力變矩器內(nèi)以及片式離合器與行星齒輪變速器之間的單個換 擋過程期間產(chǎn)生明顯的軸向力，所以在現(xiàn)代化的自動變速器內(nèi)，為避免摩擦和效率損失，泵 輪和渦輪以及單個的離合器架或行星齒輪架根據(jù)換擋過程的數(shù)量通過最多17個推力滾針 軸承相互間支承。這種類型的推力滾針軸承由本申請人2006年I月產(chǎn)品名稱AX中的目錄 “滾動軸承”中公開并基本上由各自由薄壁鋼板制成并彼此相距設(shè)置在共同的中軸線上的 第一環(huán)形軸承座圈和第二環(huán)形軸承座圈組成。兩個軸承座圈的作為滾道構(gòu)成的軸向內(nèi)側(cè)之 間在此方面滾動大量成列并排設(shè)置的軸承滾針，這些滾針通過軸承保持架以彼此相同的距 離保持并與軸承保持架共同形成針座環(huán)。
但在這種自動變速器持續(xù)運行條件下的情況表明，所使用的推力滾針軸承一如既 往產(chǎn)生摩擦損耗，這種摩擦損耗同時也是自動變速器所追求效率降低的原因并因此特別是 在對減少內(nèi)燃機汽車的CO2排放現(xiàn)實要求的背景下，為降低這種摩擦損耗提供了巨大潛力。 效率降低在此方面主要原因在于推力滾動軸承在自動變速器內(nèi)單個換擋過程中產(chǎn)生的負 荷狀態(tài)與無負荷狀態(tài)之間的頻繁變換。在此方面，推力滾動軸承在負荷狀態(tài)下具有高摩擦 力矩，其來自滾動體與軸承座圈滾道的線性接觸和由于滾動體的齒頂圓和齒根圓上不同的 旋轉(zhuǎn)速度引起的滾動體打滑。在推力滾動軸承的無負荷狀態(tài)下，雖然由滾動體與其滾道的 線性接觸產(chǎn)生的摩擦力矩下降，但在這種狀態(tài)下所提到的滾動體打滑卻這種程度上增加， 使其出現(xiàn)滾動體在滾道上運動學(xué)上不干凈的滾動直至滾動體或整個針座環(huán)停止，其中滾動 體僅還通過其滾道滑行并因此引起類似于推力滾動軸承負荷狀態(tài)下的高摩擦力矩。此外， 在推力滾動軸承突然增加負荷和針座環(huán)與此相關(guān)的沖擊式加速度情況下，導(dǎo)致滾動體在其 滾道上的所謂研磨，除了滾動體的摩擦熱外，它也造成滾道增加磨損和最終是縮短推力滾 動軸承使用壽命的原因。
為避免推力滾動軸承上由于滾動體打滑造成的缺點，DE19924018A1提出滾動體的滾道在其整個寬度上向內(nèi)拱起構(gòu)成，但這種措施不能滿足或不能完全滿足所追求的效果， 因為事實證明這樣構(gòu)成的軸承圈的軸向彈簧剛性仍過高并在確定的中間負荷范圍內(nèi)一如既往出現(xiàn)所介紹的滾動體打滑，無論是在推力滾動軸承的負荷狀態(tài)下還是無負荷狀態(tài)下， 這種打滑都是造成連續(xù)的高摩擦力矩的原因。發(fā)明內(nèi)容
從所公開的現(xiàn)有技術(shù)的所述缺點出發(fā)，本發(fā)明的目的因此在于，設(shè)計一種推力滾動軸承，特別是推力滾針軸承，其特征在于至少在無負荷的狀態(tài)下比負荷狀態(tài)下明顯更低的摩擦力矩。
依據(jù)本發(fā)明，該目的在一種按權(quán)利要求1前序部分所述的推力滾動軸承中由此得以實現(xiàn)，即，推力滾動軸承的軸承座圈構(gòu)成為具有角度可調(diào)的滾道且取決于負荷產(chǎn)生彈性的盤形彈簧并彼此這樣設(shè)置，使得滾動體在推力滾動軸承的無負荷狀態(tài)下與滾道具有低摩擦的點狀接觸并僅在推力滾動軸承的滿負荷狀態(tài)下與滾道才有可滿載荷的線性接觸。
本發(fā)明因此基于這種認識，S卩，通過將盤形彈簧功能集成在推力滾動軸承的軸承座圈中，可以簡單方式避免推力滾動軸承上開頭所稱的無負荷狀態(tài)，在該狀態(tài)中出現(xiàn)滾動體在滾道上運動學(xué)不干凈的滾動直至滾動體或整個針座環(huán)停止，從而滾動體僅還在其滾道上滑行并因此引起類似于推力滾動軸承負荷狀態(tài)下的高摩擦力矩。盤形彈簧功能與軸承座圈的一體化在此方面使軸承座圈首先在無負荷的狀態(tài)下具有與滾動體低摩擦的點狀接觸， 從而這些滾動體運動學(xué)上幾乎最佳地在其滾道上滾動并引起明顯低于推力滾動軸承負荷狀態(tài)下的摩擦力矩。甚至可以設(shè)想，兩個軸承座圈之一構(gòu)成為盤形彈簧就已經(jīng)有助于減少無負荷狀態(tài)下推力滾動軸承的摩擦力矩。
依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的推力滾動軸承的優(yōu)選構(gòu)成和進一步構(gòu)成在從屬權(quán)利要求中予以說明。
據(jù)此依據(jù)權(quán)利要求2在依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的推力滾動軸承中，一個軸承座圈的滾道偏角為正構(gòu)成且另一軸承座圈的滾道偏角為負構(gòu)成，以及兩個滾道彼此具有彼此直線外移分布的設(shè)置。滾道的正或負偏角在此方面是指參照各自的平面兩個軸承座圈的內(nèi)徑，這些平面各自示出想象中的軸線，滾道從該軸線向上或向下遠離。軸承座圈彼此直線外移分布的設(shè)置使兩個軸承座圈的滾道在依據(jù)權(quán)利要求4的推力滾動軸承的無負荷狀態(tài)下各自僅在滾動體的齒根圓直徑上與滾動體點狀接觸并由此降低推力滾動軸承內(nèi)的摩擦力矩。
但作為依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的推力滾動軸承可選擇的實施方式，按權(quán)利要求3所述， 兩個軸承座圈的滾道偏角也可以為正構(gòu)成，從而兩個滾道彼此具有直線平行分布的設(shè)置。 在這里兩個滾道的正偏角也是指參照兩個軸承座圈的內(nèi)徑的各個平面，這些平面各自示出想象中的基線，滾道從該基線均勻地向上遠離。依據(jù)權(quán)利要求5，在這種情況下軸承座圈直線平行分布的設(shè)置在推力滾動軸承無負荷的狀態(tài)下使得一個軸承座圈的滾道在滾動體的齒根圓直徑上和另一軸承座圈的滾道在齒頂圓直徑上與這些滾動體點狀接觸并由此同樣降低推力 滾動軸承內(nèi)的摩擦力矩。
與所介紹的實施方式無關(guān)，依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的推力滾動軸承此外按權(quán)利要求6所述的特征在于，軸承座圈具有相同的板厚以及在其滾道上具有相同大小的偏角并且滾道具有相同的最大彈性行程。事實證明，這一點在取得推力滾動軸承兩個軸承座圈的相同彈簧特性曲線方面特別具有優(yōu)點。但在確定的使用情況下，兩個軸承座圈采用不同的彈簧特性 曲線構(gòu)成也是具有優(yōu)點的。在這些情況下，在滾道的偏角相同時為兩個軸承座圈使用不同 的板厚，或者為軸承座圈使用相同的板厚并且一個滾道的偏角相對于另一個滾道的偏角變 化。軸承座圈彈簧特性曲線的另一種變化可能性由此產(chǎn)生，即，對于軸承座圈使用不同的板 厚且滾道的偏角也具有不同的數(shù)值。
依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的推力滾動軸承同樣與各自的實施方式無關(guān)此外按權(quán)利要求7 所述，兩個軸承座圈的滾道附加構(gòu)造有指向滾動體的環(huán)形擋圈，其寬度小于滾動體的寬度。 利用這種類型的擋圈可以在平滑的盤形彈簧形狀下使軸承座圈相對軟的預(yù)負荷在彈簧特 性曲線的內(nèi)部局部略微更硬構(gòu)成，事實證明這一點對確定的使用情況是具有優(yōu)點的。在此 方面，這種擋圈此外適用于有針對性地影響軸承座圈的彈簧特性曲線，因為在這里這種擋 圈在其深度上也可以可變地構(gòu)成，例如軸承座圈內(nèi)在板厚較小的情況下成型較深的擋圈而 在板厚較大的情況下成型較淺的擋圈。
擋圈在軸承座圈滾道內(nèi)的設(shè)置對無負荷狀態(tài)下推力滾動軸承的摩擦力矩也具有 重要影響。在依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的推力滾動軸承所介紹的第一實施方式中，在此方面依據(jù)權(quán) 利要求8具有優(yōu)點的是，擋圈在軸承座圈的滾道內(nèi)各自在滾動體的齒根圓直徑附近直線相 對地定位，以便將所追求的降低推力滾動軸承無負荷狀態(tài)下的摩擦保持在盡可能大的范圍 內(nèi)。在所稱的第二實施方式中按權(quán)利要求9所述相反更加具有優(yōu)點的是，擋圈在軸承座圈 的滾道內(nèi)各自在滾動體的分度圓直徑上或在其附近直線相對地定位，因為采用這種措施可 以補償滾動體在這種實施方式中比較小的滾道支持。


下面參照附圖以多種優(yōu)選的實施方式對依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的推力滾動軸承進行詳 細說明。其中
圖1示出依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的推力滾動軸承第一實施方式的放大截面圖2示出依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的推力滾動軸承第一實施方式一種變化方案的放大截 面圖3示出依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的推力滾動軸承第二實施方式的放大截面圖。
具體實施方式
圖1-3示出三個各自作為單列推力滾動軸承構(gòu)成的推力滾動軸承1，其基本上由 薄壁鋼板制成的第一環(huán)形軸承座圈2和第二環(huán)形軸承座圈3組成，在這些軸承座圈的內(nèi)徑 上各成型一個未詳細示出的定中心輪緣并且這些軸承座圈彼此相距地設(shè)置在共同的中軸 線Am上。此外，推力滾動軸承I具有大量成列并排設(shè)置且作為軸承滾針構(gòu)成的滾動體4，這 些滾動體在兩個軸承座圈2、3的作為滾道5、6構(gòu)成的軸向內(nèi)側(cè)之間滾動并通過軸承保持架 7以彼此相同的距離保持。
此外從所有三個附圖中可以清楚看出，所示推力滾動軸承I的軸承座圈2、3依據(jù) 本發(fā)明構(gòu)成為具有角度可調(diào)的滾道5、6且取決于負荷產(chǎn)生彈性的盤形彈簧并彼此這樣設(shè) 置，使得滾動體4在推力滾動軸承I無負荷的狀態(tài)下與滾道5、6具有低摩擦的點狀接觸并 僅在推力滾動軸承I滿負荷的狀態(tài)下與滾道5、6才有可滿載荷的線性接觸。可以清楚看出，在此方面在圖1和2所示的推力滾動軸承I中，第一軸承座圈2的滾道5的強烈夸張示出的偏角α為正而第二軸承座圈3的滾道6的同樣強烈夸張示出的偏角β為負，從而兩個滾道5、6彼此具有彼此直線地外移分布的設(shè)置。在圖3所示的推力滾動軸承I中，相反兩個軸承座圈2、3的滾道5、6同樣夸張示出的偏角α、β均為正，從而兩個滾道5、6彼此具有直線平行分布的設(shè)置。在兩種情況下，滾道5、6的正或負的偏角是指各自參照兩個軸承座圈2、3的內(nèi)徑的未詳細示出的平面，這些平面各自示出想象中的基線，滾道5、6在所示的位置上從該基線向上或向下遠離。
此外從圖1和2可以看出，在推力滾動軸承I所示的無負荷狀態(tài)下，兩個軸承座圈 2、3的滾道5、6各自僅在滾動體4的齒根圓直徑Df上與滾動體4點狀接觸。在圖3所示的實施方式中，在推力滾動軸承I的無負荷狀態(tài)下，兩個軸承座圈2、3的滾道5、6相反分別在滾動體4的齒根圓直徑Df上或在齒頂圓直徑Dk與這些滾動體點狀接觸，其中，兩種類型的點狀接觸降低推力滾動軸承I內(nèi)的摩擦力矩。
附圖所示推力滾動軸承I的一種具有優(yōu)點的進一步構(gòu)成是，軸承座圈2、3具有相同的板厚以及在其滾道5、6上具有相同大小的偏角α、β，且滾道5、6具有相同的最大彈性行程Λ ρΛ 2。由此對于推力滾動軸承I的兩個軸承座圈2、3可以實現(xiàn)連續(xù)的軟預(yù)負荷的相同彈簧特性曲線。但對于確定的使用情況來說事實證明具有優(yōu)點的是，軸承座圈2、3的這種軟預(yù)負荷在彈簧特性曲線的內(nèi)部局部略微更硬構(gòu)成，兩個軸承座圈2、3的滾道5、6也可以如圖2和3中所示那樣附加具有指向滾動體4的環(huán)形擋圈8、9，其寬度小于滾動體4的覽度。
在推力滾動軸承I的圖2所示第一實施方式的變化方案中，在此方面事實證明具有優(yōu)點的是，擋圈8、9在軸承座圈2、3的滾道5、6內(nèi)各自在滾動體4的齒根圓直徑Df附近直線相對地定位，以達到盡可能減少推力滾動軸承I在無負荷狀態(tài)下的摩擦的目的。在推力滾動軸承I的圖3所示第二實施方式中,相反更加具有優(yōu)點的是,擋圈8、9在軸承座圈2、 3的滾道5、6內(nèi)各自在滾動體4的分度圓直徑Dt上直線相對地定位，以補償滾動體4在這種實施方式中比較小的滾道支持。
附圖文字
I推力滾動軸承
2第一軸承座圈
3第二軸承座圈
4滾動體
52上的滾道
63上的滾道
7軸承保持架
85內(nèi)的 擋圈
96內(nèi)的擋圈
AmI的中軸線
α5的偏角
β6的偏角
Df4的齒根圓直徑
Dk4的齒頂圓直徑
Dt4的分度圓直徑
Δ I5的彈性行程
A26 的彈性行程
權(quán)利要求
1.推力滾動軸承(1)，特別是推力滾針軸承，基本上由第一環(huán)形軸承座圈(2)和第二環(huán)形軸承座圈(3)以及大量成列并排設(shè)置的滾動體(4)組成，第一環(huán)形軸承座圈和第二環(huán)形軸承座圈各自由薄壁鋼板制成并且彼此相距地設(shè)置在共同的中軸線(AM)上，滾動體在兩個軸承座圈(2、3)的作為滾道(5、6)構(gòu)成的軸向內(nèi)側(cè)之間滾動并且通過軸承保持架(7)以彼此相同的距離得到保持，其特征在于，軸承座圈(2、3)構(gòu)成為具有角度可調(diào)滾道(5、6)且取決于負荷產(chǎn)生彈性的盤形彈簧并彼此這樣設(shè)置，使得所述滾動體(4)在所述推力滾動軸承(O的無負荷狀態(tài)下與所述滾道(5、6)具有低摩擦的點狀接觸，并僅在所述推力滾動軸承(O的滿負荷狀態(tài)下才與所述滾道(5、6)有能夠滿載荷的線性接觸。
2.按權(quán)利要求1所述的推力滾動軸承，其特征在于，一個軸承座圈(2)的滾道(5)偏角(α )為正且另一軸承座圈(3)的滾道(6)偏角(β )為負，以及兩個滾道(5、6)彼此具有直線地彼此外移分布的設(shè)置。
3.按權(quán)利要求1所述的推力滾動軸承，其特征在于，兩個軸承座圈(2、3)的滾道(5、6)偏角(α、β )為正，且兩個滾道(5、6)彼此具有直線地平行分布的設(shè)置。
4.按權(quán)利要求2所述的推力滾動軸承，其特征在于，兩個軸承座圈(2、3)的滾道(5、6)在推力滾動軸承(I)的無負荷狀態(tài)下各自僅在滾動體(4)的齒根圓直徑(Df)上與滾動體(4)點狀接觸。
5.按權(quán)利要求3所述的推力滾動軸承，其特征在于，兩個軸承座圈(2、3)的滾道(5、6)在推力滾動軸承(I)的無負荷狀態(tài)下分別在滾動體(4)的齒根圓直徑(Df)上或者在齒頂圓直徑(Dk)上與這些滾動體點狀接觸。
6.按權(quán)利要求2或3所述的推力滾動軸承，其特征在于，軸承座圈(2、3)具有相同的板厚以及在其滾道(5、6)上具有相同大小的偏角(α、β )，并且滾道(5、6)具有相同的最大彈性行程(A1、A2)。
7.按權(quán)利要求2或3所述的推力滾動軸承，其特征在于，兩個軸承座圈(2、3)的滾道(5,6)附加具有指向滾動體(4)的環(huán)形的擋圈(8、9)，該擋圈的寬度小于滾動體(4)的寬度。
8.按權(quán)利要求2和7所述的推力滾動軸承，其特征在于，擋圈(8、9)在軸承座圈(2、3)的滾道(5、6)內(nèi)各自在滾動體(4)的齒根圓直徑(Df)附近直線相對地定位。
9.按權(quán)利要求3和7所述的推力滾動軸承，其特征在于，擋圈(8、9)在軸承座圈(2、3)的滾道(5、6)內(nèi)各自在滾動體(4)的分度圓直徑(Dt)上直線相對地定位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種推力滾動軸承(1)，特別是推力滾針軸承，基本上由第一環(huán)形軸承座圈(2)和第二環(huán)形軸承座圈(3)以及大量成列并排設(shè)置的滾動體(4)組成，第一環(huán)形軸承座圈和第二環(huán)形軸承座圈各自由薄壁鋼板制成并彼此相距地設(shè)置在共同的中軸線(AM)上，滾動體在兩個軸承座圈(2、3)的作為滾道(5、6)構(gòu)成的軸向內(nèi)側(cè)之間滾動并通過軸承保持架(7)以彼此相同的距離保持。依據(jù)本發(fā)明，推力滾動軸承(1)的軸承座圈(2、3)構(gòu)造為具有角度可調(diào)的滾道(5、6)且取決于負荷產(chǎn)生彈性的盤形彈簧并彼此這樣設(shè)置，使得滾動體(4)在推力滾動軸承(1)無負荷的狀態(tài)下與滾道(5、6)具有低摩擦的點狀接觸并僅在推力滾動軸承(1)滿負荷的狀態(tài)下與滾道(5、6)才有可載荷的線性接觸。
文檔編號F16C19/30GK103052817SQ201180038066
公開日2013年4月17日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者沃爾夫?qū)じ桓駹? 沃爾弗拉姆·科魯赫費爾 申請人:謝夫勒科技股份兩合公司