KR20080009727A

KR20080009727A - 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링

Info

Publication number: KR20080009727A
Application number: KR1020077026958A
Authority: KR
Inventors: 루드비히 빈켈만; 슈테펜 디트머; 베른하르트 클뢰퍼
Original assignee: 쉐플러 카게
Priority date: 2005-05-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2008-01-29
Anticipated expiration: 2026-04-21
Also published as: KR101263047B1; DE502006003270D1; BRPI0611280A2; CN101180474A; EP1888931A2; CN100559039C; WO2006125500A2; EP1888931B1; DE102005023523A1; WO2006125500A3

Abstract

본 발명은 회전 고정식 베어링 링(3)이 작동 장치와 견고하게 연결되고 회전식 베어링 링(4)이 스러스트 와셔(5)와 견고하게 연결된 롤러 베어링을 포함하며, 스러스트 와셔(5)는 기어 변속 클러치의 디스크 스프링의 스프링 설부(7)와 압력 접촉하는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링에 관한 것이다.

기어 변속 클러치의 작동 시 슬립이 적고 소음이 적은 연동 및 릴리스 베어링(1)의 신속한 자체 중심 설정을 이루기 위해, 바람직하게 스프링 설부(7)의 접촉 영역 내에서 스러스트 와셔(5)의 표면(6) 상에는 마찰을 증가시키는 마이크로 구조가 제공되고, 스러스트 와셔의 부하 시 스프링 설부에 의해 스러스트 와셔를 마이크로 구조 내로 삽입하여 원주 방향으로 작용하여, 형태 결합식으로 스러스트 와셔와 연결하도록, 스러스트 와셔(5)의 재료는 탄성 및/또는 가소성 변형력을 포함한다.

베어링 링, 스러스트 와셔, 기어 변속 클러치, 릴리스 베어링

Description

기어 변속 클러치의 릴리스 베어링{DISENGAGEMENT BEARING FOR A GEARCHANGE CLUTCH}

본 발명은 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링에 관한 것이다.

DE 101 25 691.4호에는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링이 기술되어 있는데, 상기 릴리스 베어링은 회전 고정식 베어링 링이 작동 장치와 견고하게 연결되고 회전식 베어링 링이 스러스트 와셔(thrust washer)와 견고하게 연결된 롤러 베어링을 포함하고, 스러스트 와셔는 기어 변속 클러치의 디스크 스프링의 스프링 설부와 압력 접촉한다.

플라스틱-스러스트 와셔를 구비한 릴리스 베어링의 경우 특히 개시 작동 시 방해되는 소음이 발생한다.

스러스트 와셔의 스러스트 평면은 최초의 개시 작동 시 아직 매우 매끄럽고 스프링 설부와 스러스트 와셔 사이에서 낮은 마찰 계수가 존재하기 때문에, 릴리스 베어링의 개시 작동 시 스프링 설부의 접촉 위치에서 슬립이 발생한다. 슬립은 방해되는 소음을 야기하고 릴리스 베어링의 드레깅(dragging) 연동은 릴리스 베어링의 자체 중심 설정을 어렵게 한다.

본 발명의 목적은, 통상적인 형태의 릴리스 베어링에서 소음을 야기하고 릴리스 베어링의 자체 중심 설정을 어렵게하는 스프링 설부의 초기 슬립을 광범위하게 방지하는 것이다.

상기 목적은 특허 청구범위의 독립항 제1항의 특징에 의해 해결된다.

본 발명은 롤러 베어링을 구비한 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링에 관한 것으로, 상기 롤러 베어링의 회전 고정식 베어링 링은 작동 장치와, 그리고 회전식 베어링 링은 스러스트 와셔와 견고하게 연결된다. 스러스트 와셔는 기어 변속 클러치의 디스크 스프링의 스프링 설부와 압력 접촉을 한다. 스러스트 와셔는 특히 최초의 개시 작동 시 아직 매우 매끄럽기 때문에, 스러스트 와셔와 스프링 설부의 사이에서 슬립이 발생한다. 슬립은 방해되는 소음을 야기하고 릴리스 베어링의 자체 중심 설정을 어렵게 한다. 상기 단점을 방지하기 위해, 본 발명에 따른 스러스트 와셔는 스프링 설부의 접촉 영역 내에서 마찰을 증가시키는 마이크로 구조를 포함한다. 또한 스러스트 와셔의 부하 시 스프링 설부에 의해 스러스트 와셔를 마이크로 구조 내로 삽입하여 원주 방향으로 작용하고 형태 결합식으로 스러스트 와셔와의 연결을 달성하도록, 마이크로 구조의 재료는 탄성 및/또는 가소성 변형력을 갖는다. 이에 의해 스러스트 와셔의 슬립이 적고 소음이 적고 즉각적인 연동 및 스러스트 와셔의 신속한 자체 중심 설정이 이루어진다.

스러스트 와셔 표면상에서 마이크로 구조의 요소로서, 예컨대 중심을 향한 마이크로 리브 또는 마이크로 피라미드 및 마이크로 원뿔이 고려된다. 상기 요소는 스러스트 링의 제작 시 플라스틱 사출 성형에 상응하는 성형, 또는 예컨대 핫 스탬핑 또는 초음파 스탬핑, 및 레이저 가공에 의해 생성될 수 있다. 그러나, 플라스틱 공구를 이용하여 예리한 에지의 강철 제품을 방사함으로써 달성되는 바와 같이 구조화되지 않은 거친 표면도 마이크로 구조로서 적합하다.

마이크로 구조 요소는 디스크 스프링의 회전 방향에 대향하여 기울어지게 배치되면 장점을 갖는다. 이에 의해 마이크로 구조 내로 스프링 설부가 삽입된다.

이와 유사한 효과는, 스프링 설부의 단부 영역이 디스크 스프링의 회전 방향에서 스러스트 와셔의 표면쪽으로 기울어질 때 이루어진다. 이러한 유형의 "설정된" 스프링 설부의 엣지는 스러스트 와셔에 접촉한다. 이에 의해 상승된 표면 압축은 부하 하에서 마이크로 구조 내로 또는 스러스트 와셔의 표면 내로 스프링 설부의 매립을 지원한다.

스프링 설부 단부 영역의 기울어짐은 상응하는 형태 또는 비틀림에 의해 이루어질 수 있다. 스프링 설부의 아치형 만곡에 의해 두 엣지가 동일하게 활성화될 수 있다.

본 발명의 바람직한 개선예에 따르면, 스러스트 와셔가 주로 플라스틱 사출 성형된 강철 보강부를 포함하고, 회전식 베어링 링과의 고정을 위해, 바람직하게는 스러스트 와셔의 고정을 위해 사용되는 플라스틱을 함유하지 않은, 링 형태의 블레이드가 동일하게 제공된다. 플라스틱을 함유하지 않은 부분은, 적은 비용으로 각각의 고정 상태에 적응될 수 있으므로 보편적으로 사용 가능하다. 상기 부분은 상응하는 플라스틱 부분에 비해 상당히 작은 구조 공간을 필요로 한다. 이는 이미 대량 생산 제품에 존재하는 릴리스 베어링의 후속 장착도 가능하게 한다.

스러스트 와셔와 그 보강부의 연결을 위해, 압출 성형 대신 스냅 고정, 접착, 초음파 용접, 초음파 스탬핑 및 핫 스탬핑도 적합하다.

상기 강철/강철 연결에서, 열 팽창 시 아무런 차이가 나타나지 않고 흡습성과 무관하다는 장점이 있다.

스러스트 와셔의 표면은 거친 작동 조건으로 인한 스프링 설부의 슬라이딩 동작에 의해 마모된다. 스러스트 와셔의 벽 두께가 약 0.4mm의 값에 달하면, 스러스트 와셔의 파열의 위험은 특히, 스프링 설부가 비틀림 방지 캠의 스로 스트링 홈 상에 위치할 때 존재한다. 상기 위험은 보강부에 의해 해결된다.

보강부가 적어도 400HV의 표면 강도를 포함하면, 보강부는 추가로 스러스트 와셔의 마모 보호부로서 사용되어 스러스트 와셔의 사용 수명을 연장시킨다.

복수의 열 가소성 플라스틱과, 상기 플라스틱의 마찰 및 마모를 감소시키며 강성을 증가시키는 추가 물질은 스러스트 와셔 재료의 용도 특성화 방식의 최적화를 가능하게 한다.

본 발명의 다른 특징은 이하 설명과, 본 발명의 실시예가 개략적으로 도시된 도면에 제시된다.

도1은 표준 릴리스 베어링의 단면을 도시한 도면이다.

도2는 클러치 측의 표면상에서 리브를 갖는 스러스트 와셔를 도시한 도면이다.

도3은 수직으로 서 있는 리브를 구비한 도2의 스러스트 와셔의 화살표 방향 으로 본 확대된 단면도이다.

도3a는 도3과 동일하지만 기울어진 리브를 갖는 단면도이다.

도4는 도3a와 비교 가능하지만, 더욱 확대되며, 스프링 설부의 "설정된" 단부를 갖는 단면도이다.

도1에는 도시되지 않은 기어 변속 클러치의 표준 릴리스 베어링(1)의 단면이 도시된다. 릴리스 베어링(1)은, 회전 고정식 베어링 링(3)이 도시되지 않은 작동 장치와, 그리고 회전식 베어링 링(4)이 스러스트 와셔(5)와 견고하게 연결된 롤러 베어링(2)을 포함한다. 스러스트 와셔(5)의 표면(6)은, 도시되지 않은 기어 변속 클러치의 디스크 스프링의 스프링 설부(7)와 압력 접촉한다.

스러스트 와셔(5)는 플라스틱으로 구성된다. 그러나 스러스트 와셔는 적어도 400HV의 경도를 포함하는 강철 플레이트로된 보강부(8)를 갖는다. 보강부(8)는 플라스틱을 사용하여 스러스트 와셔(5)에 압출 성형되어 스러스트 와셔와 결합된다. 보강부(8)의 일부분은 플라스틱을 함유하지 않고 링 형태의 블레이드(9)를 형성한다. 상기 블레이드는 회전식 베어링 링(4)의 링 플랜지(10)와 스냅 고정에 의해 견고하게 연결된다. 스러스트 와셔(5)의 상기 체결 방식은, 동일한 재료로 인해 보강부(8) 및 회전식 베어링 링(4)이 동일한 열 팽창을 갖도록 제공한다. 이러한 방식으로, 온도로 인해 스러스트 와셔(5)가 헐거워지는 것이 방지된다. 이는 스러스트 와셔(5)의 고정에 대한 습도의 영향에도 동일하게 적용된다.

경화된 강철 플레이트로 된 보강부(8)의 다른 중요한 장점은 스러스트 와 셔(5)에 대한 마모 보호이다. 이는 스프링 설부(7)를 통해 보강부(8) 상에서 플라스틱 층이 마모된 후에 효과적이다. 보강부는 스러스트 와셔(5)의 사용 수명을 현저하게 연장시킨다.

도2에는 기어 변속 클러치를 향해 배치된, 디스크 스프링의 스프링 설부(7)와 압력 접촉하는 스러스트 와셔(5)의 단면이 도시된다.

신품 상태에서 스러스트 와셔(5)의 표면(6)은 매우 매끄럽다. 이에 의해 무엇보다 클러치의 최초 사용 시 스프링 설부(7)와 매끄러운 표면 사이(6)에서 슬립이 발생한다. 상기 슬립은 방해가 되는 소음을 야기한다. 또한 릴리스 베어링(1(도1 참조))의 연동 및 스러스트 와셔의 자체 중심 설정을 방해한다.

슬립에 대한 해결책으로서 표면(6)과 스프링 설부(7) 사이에서 마이크로 형태 결합이 사용된다. 가장 간단한 경우, 본 발명에 따라 제작 시 표면의 마이크로 구조를 사출 성형 장치에서 큰 입자로 사출된 표면에 의해 생성하는 것이 제안된다. 중심을 향한 마이크로 리브(11, 11a)의 형상으로 표면(6)의 마이크로 구조에 의해 개선이 달성된다. 도3 및 도3a는 화살표(12) 방향으로 마이크로 리브의 단면을 도시한다. 도3에서 마이크로 리브(11)는 표면(6)에 대해 수직으로 서있고, 도3a에서는 마이크로 리브(11a)는 디스크 스프링의 회전 방향에 대해 반대로 기울어지게 배치되어 스프링 설부(7)와 맞물린다.

상기 효과는, 도4에서 스러스트 와셔(5)의 단면으로서 화살표(12) 방향으로 도시되고, 스프링 설부(7)의 단부 영역이 디스크 스프링의 회전 방향에서 스러스트 와셔(5)의 표면(6) 쪽으로 기울어지게 구성될 때 증가된다.

마이크로 형태 결합의 형성을 위해서는, 기어 변속 클러치의 작동 시 스프링 설부를 마이크로 구조 내로 삽입하여 원주 방향으로 작용하는 마이크로 스러스트 와셔(5)와의 형태 결합을 형성하도록 스러스트 와셔(5)의 재료는 탄성 및/또는 가소성 변형력을 갖는 것이 중요하다. 이에 의해 스러스트 와셔의 슬립이 적고 소음이 적으며 즉각적인 연동 및 릴리스 베어링(1)의 신속한 자체 중심 설정이 이루어진다.

<도면 부호 리스트>

1: 릴리스 베어링

2: 롤러 베어링

3: 회전 고정식 베어링 링

4: 순환식 베어링

5: 스러스트 와셔

6: 표면

7: 스프링 설부

8: 보강부

9: 링 형태의 블레이드

10: 링 플렌지

11: 마이크로 리브

11a: 마이크로 리브

12: 화살표

Claims

회전 고정식 베어링 링(3)이 작동 장치와 견고하게 연결되고 회전식 베어링 링(4)이 스러스트 와셔(5)와 견고하게 연결된 롤러 베어링(2)을 포함하며, 스러스트 와셔(5)는 기어 변속 클러치의 디스크 스프링의 스프링 설부(6)와 압력 접촉하는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링에 있어서,

바람직하게 스프링 설부(7)의 접촉 영역 내에서 스러스트 와셔(5)의 표면(6) 상에는 마찰을 증가시키는 마이크로 구조가 배치되고, 부하 시 스프링 설부(7)에 의해 스러스트 와셔를 마이크로 구조 내로 삽입하여 원주 방향으로 작용하여 형태 결합식으로 스러스트 와셔와의 연결을 달성하도록, 스러스트 와셔(5)의 재료는 탄성 및/또는 가소성 변형력을 포함하고, 스러스트 와셔의 슬립이 적고 소음이 적으며 즉각적인 연동 및 릴리스 베어링(1)의 신속한 자체 중심 설정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링.
제1항에 있어서, 표면은, 예컨대 사출 성형 표면의 거친 방사에 의해 적어도 Ra3.2 또는 Rz16의 표면 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링,
제2항에 있어서, 마이크로 구조의 요소로서, 예컨대 중심을 향한 마이크로 리브(11, 11a), 마이크로 피라미드 및 마이크로 원뿔이 제공되는 것을 특징으로 하 는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링.
제3항에 있어서, 마이크로 구조의 요소는 바람직하게 스러스트 와셔(5)의 표면(6)에 대해 디스크 스프링의 회전 반대 방향으로 기울어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링.
제4항에 있어서, 스프링 설부(7)의 단부 영역은 디스크 스프링의 회전 방향에서 스러스트 와셔(5)의 표면(6) 쪽으로 기울어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링.
제5항에 있어서, 스러스트 와셔(5)는 주로 플라스틱 압출 성형된 강철 보강부(8)를 포함하고, 스냅 고정, 바람직하게는 회전식 베어링 링(4)과의 스러스트 와셔(5)의 고정을 위해 사용되는, 플라스틱을 함유하지 않는 링 형태의 블레이드(9)가 제공되는 것을 특징으로 하는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링.
제6항에 있어서, 보강부(8)는 400HV의 최소 표면 경도를 포함하는 것을 특징으로하는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링.
제7항에 있어서, 스러스트 와셔(5) 또는 스러스트 와셔의 피복을 위해 PA 46 CF 30 PTFE 5, PPA-GF 30 PTFE 15 및 PA 46-GF 30 PTFE 5외에,

폴리 아미드 46(PA 46) 또는 부분 방향족의 폴리 아미드, 바람직하게는 폴리프탈아미드(PPA) 또는 폴리-헥사메틸렌-이소프탈아미드(PA6T/61) 및/또는 폴리-헥사메틸렌-아디핀아미드(PA6T/66, PA6T/61/66)를 갖는 폴리-헥사메틸렌-테레프탈아미드(PA 6 T) 또는 마찰을 감소시키고 마모를 감소시키며 경도를 증가시키는 추가 물질을 갖는 폴리-메틸펜타메틸렌-테레프탈아미드(PA6T/61/66)과 같은 내열성의 폴리아미드를 기초로 한 열가소성 플라스틱,

폴리아릴에테르케톤(PAEK)과 같은 다른 내열성의 재료를 기초로 한 열가소성 플라스틱이 재료로 적합한 것을 특징으로 하는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링.
제8항에 있어서, 재료를 위해

1 내지 40%, 바람직하게는 20 내지 30%의 중량부를 갖는 탄소 섬유 및/또는,

1 내지 40%, 바람직하게는 20 내지 35%의 중량부를 갖는 유리 섬유 및/또는,

1 내지 40%, 바람직하게는 1 내지 15%의 중량부를 갖는 아라미드 섬유 및/또는,

1 내지 50%의 중량부를 갖는 몰리브덴 디설파이드 및/또는,

1 내지 10%의 중량부를 갖는 흑연 및/또는,

1 내지 30%, 바람직하게는 1 내지 15%의 중량부를 갖는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 및/또는,

1 내지 30%, 바람직하게는 1 내지 15%의 중량부를 갖는 폴리페닐렌설 폰(PPSO₂, 케라머(Ceramer)),

1 내지 40%, 바람직하게는 20 내지 35%의 칼륨/티타늄 단결정(K2 Ti 6013)이 추가 재료가 사용 가능한 것을 특징으로 하는 기어 변속 클러치의 릴리스 베어링.