用于半壳轴承的轴承壳、以及半壳轴承及其用途的制作方法

本发明涉及一种用于半壳轴承的轴承壳，其在第一侧上具有至少一个针对滚动体的滚道。本发明此外还涉及一种用于制造这种轴承壳的方法、半壳轴承及其用途。

背景技术：

de102010006262a1描述了一种按类属的用于机动车中的盘式制动器的半壳轴承。在de102010006262a1的图1中示出了这种半壳轴承的典型的装入状况。

针对尤其是用于商用车上的盘式制动器的半壳轴承或半壳式滚针轴承的轴承壳通常由可冷变形的带状的基础材料、如钢制成，其通常是经表面硬化的。基于盘式制动器中的出现的高的、几乎静态的负载，通常选择限定高的表面硬化深度。

轴承壳通常成形有侧向的挡边，其通过滚卷带状的基础材料来竖立。为了可以执行变形方法而需要的是，在挡边的区域中滚轧基础材料。在使用半壳轴承时基于出现的高的静态负载所需要的高的表面硬化深度导致的是，挡边在被滚轧的区域中会被彻底硬化。彻底硬化导致了挡边的弹性明显减小，这在有轴向负载的情况下可能会导致挡边断裂。此外，相对材料厚度在挡边的区域中的比较高的表面硬化深度导致被设置在轴承壳上的卡钩和防扭转部的弹性减小，这部分地必须通过附加的感应式的回火工艺来局部补偿。这方面由于必需的附加工艺而导致成本提高。

技术实现要素：

本发明的任务是，提供一种轴承壳或一种具有这种轴承壳的半壳轴承，尽管存在必需的高的表面硬化深度，但轴承壳还是具有足够的弹性。此外还应当说明一种用于制造这种轴承壳的方法和半壳轴承的用途。

该任务针对半壳轴承的在第一侧上具有至少一个针对滚动体的滚道的轴承壳通过如下方式解决，即，使轴承壳以硬化方法来硬化，其中，轴承壳具有由钢构成的主体，其中，主体在背对第一侧的第二侧上具有由覆层材料构成的至少一个覆层，覆层材料被设立成，在进行硬化方法期间在第二侧的区域中形成针对碳和/或氮的朝主体方向的扩散阻挡。

该任务针对半壳轴承，尤其是半壳式滚针轴承来解决，该半壳轴承包括至少一个根据本发明的轴承壳和若干滚动体。

此外，该任务还针对具有如下步骤的用于制造根据本发明的轴承壳的方法来解决：

-提供带状的由钢构成的基础材料，其在一侧设有至少一个覆层；

-借助冷变形将带状的基础材料变形为轴承壳预制品；并且

-对轴承壳预制品进行硬化，尤其是表面硬化或渗氮，以形成轴承壳。

由于使用在一侧覆层的、尤其电镀的、带状的由钢构成的主体，使得在硬化带状的主体时通过该至少一个覆层构成了扩散阻挡，该扩散阻挡导致的是，使主体仅在一侧在至少一个滚道的区域中被硬化，并且因此也仅在一侧形成必要的有承载能力的边缘层。通过大的、仅稍微受到硬化影响的材料横截面，使得轴承壳尤其是在侧向的挡边和有弹性的卡钩的关键区域中在(多个)滚道的硬度规格足够高的同时保持了高的弹性。在根据本发明的轴承壳中，所允许的表面硬化深度可以增大到如下程度，即，使得装备了轴承壳的半壳轴承也可被用于非常高的静态负载。另一方面，在负载不变的情况下，可以减小轴承壳的材料厚度，这导致成本节约和重量减小。对根据本发明的轴承壳上的卡钩的弹性的提高也通过取消迄今为止需要的回火工艺而导致成本节约。

在轴承壳的优选的实施方式中，该轴承壳以包括渗碳的方法步骤的表面硬化方法来硬化，并且覆层材料是主要由镍和/或铜和/或钴构成的金属覆层材料。金属覆层材料具有足够的韧性，并且可以和由钢构成的主体一起变形，而不会担心覆层从主体脱落。渗碳优选在含碳的气体氛围中进行。

在根据本发明的轴承壳的优选的另外的实施方式中，轴承壳以包括碳氮共渗的方法步骤的表面硬化方法来硬化，并且覆层材料是主要由镍和/或铜构成的金属覆层材料。金属覆层材料具有足够的韧性，并且可以和由钢构成的主体一起变形，而不会担心覆层从主体脱落。在碳氮共渗时既进行渗碳也进行渗氮。这优选在含碳的和/或含氮的气体氛围中进行，其中，渗碳和渗氮可以依次或同时进行。

优选地，轴承壳的至少一个覆层具有在10至50μm，优选30至45μm的范围内的层厚。覆层，尤其是金属覆层，尤其是通过电镀来施加到由钢构成的主体上。但是将至少一个覆层以湿化学方式在一侧施布到主体上也是可行的。在此，覆层可以包括一个或多个子层，其中，相互邻接的子层尤其可以具有不同的材料成分。

根据本发明的轴承壳尤其具有两个纵向侧，其中，在其中每个纵向侧上均布置有朝至少一个滚道的方向指向的挡边。挡边在此也可以被开缝地实施，或者具有中断部或开口。

挡边尤其是通过对具有至少一个覆层的主体进行冷变形来制造。优选考虑深冲和冲挤作为冷变形方法。

根据本发明的半壳轴承可以具有一个或两个根据本发明的轴承壳。在存在两个轴承壳时，其滚道分别面对滚动体地布置。

半壳轴承优选具有单个轴承壳，其具有用于引导滚动体的侧向的挡边，此外，可选地，半壳轴承还具有用于容纳滚动体的轴承保持架。单个轴承壳在半壳轴承装入盘式制动器中之后位于制动钳的桥件中，并且形成针对滚动体的滚道。

在另外的优选的实施方式中，半壳轴承具有两个轴承壳。在此，另外的轴承壳在半壳轴承装入盘式制动器中之后位于制动杆上，并且构成针对滚动体的另外的滚道。因此形成封装的、尤其是填充了油脂的轴承单元。该另外的轴承壳也优选具有侧向的挡边，利用挡边可以实现与第一轴承壳的形状锁合(formschlüssig)的连接。两个轴承壳优选通过卡钩或防扭转部与制动杆和桥件连接，或者能够固定在其中或其上。

使用根据本发明的半壳轴承导致成本减小，并且提高了盘式制动器的工作安全性。

半壳轴承的滚动体在此优选被保持或引导到由塑料或金属构成的轴承保持架中。轴承保持架为此具有用于容纳至少一个滚动体的兜部。这些兜部通常实施为双兜部，以便确保最大的静态承载能力。滚针形的滚动体被证实是特别合适的，从而构成半壳式滚针轴承。

根据本发明的半壳轴承的用于支承商用车的尤其是被液压操纵的盘式制动器的操纵杆的用途被证实为是有利的。

附图说明

图1至5应该示例性地阐述了根据本发明的轴承壳和根据本发明的半壳轴承及其用途。因此其中：

图1以三维视图示出轴承壳；

图2以截面图示出根据图1的轴承壳的在挡边的区域中的放大的片段；

图3以三维视图示出具有轴承壳的根据本发明的半壳轴承；

图4以三维视图示出另外的轴承壳；并且

图5示出穿过具有两个轴承壳的另外的半壳轴承的纵截面。

具体实施方式

图1以三维视图示出了具有两个纵向侧9a、9b的轴承壳1；1a，其中，在其中每个纵向侧9a、9b上均布置有朝针对滚动体的滚道2a的方向指向的挡边7a、7b。图2以截面图示出了根据图1的轴承壳1；1a的在挡边7b的区域中的放大的片段。轴承壳1；1a以硬化方法来硬化。轴承壳1；1a具有由钢构成的主体5(参见图2)，并且在第一侧2上具有针对滚动体的滚道2a。主体5在背对第一侧2的第二侧3上具有由覆层材料构成的覆层6，覆层材料被设立成，在进行硬化方法期间在第二侧3的区域中形成针对碳的朝主体5方向的扩散阻挡。在根据图2的穿过挡边7b的截面图中，在放大图示中，在第一侧2上可看到主体5的经硬化的边缘层5a，而在对置的第二侧3上可看到覆层6。覆层6在此构造为由铜或镍构成的层厚为45μm的金属覆层，其构成针对碳的扩散阻挡，并且在轴承壳1；1a的在此选择的表面硬化中，在渗碳步骤中阻止了碳在第二侧3a上扩散到轴承壳1；1a中。由此，使轴承壳1；1a的由于制造原因而与轴承壳1；1a的其余部分相比具有更小的材料厚度的挡边7a、7b至少部分地处于主体5的最初的未被硬化的状态中，并且由此是足够弹性的，并且在以后的使用中不太容易发生开裂或者挡边断裂。此外，在轴承壳1；1a上存在有钩10，其用作卡钩和/或防扭转部。钩10的弹性基于覆层6而和在挡边7a、7b的区域中一样地被优化。

图3以三维视图示出了形式为半壳式滚针轴承的具有轴承壳1；1a的根据本发明的半壳轴承100，轴承壳具有两个纵向侧9a、9b，其中，在其中每个纵向侧9a、9b上均布置朝沿针对滚动体4的滚道2a的方向指向的挡边7a、7b。滚动体4保持在于此由塑料构成的轴承保持架8中。在背对第一侧2的第二侧3上存在有由覆层材料构成的覆层6，覆层材料被设立成，在进行轴承壳1；1a的硬化期间在第二侧3的区域中形成针对碳的扩散阻挡。此外，在轴承壳1；1a上存在有钩10，其用作卡钩和/或防扭转部。钩10的弹性基于覆层6而和在挡边7a、7b的区域中一样地被优化。

图4以三维视图示出了具有两个纵向侧9a’、9b’的另外的轴承壳1b，其中，在其中每个纵向侧9a’、9b’上均布置有朝针对滚动体的滚道2a’的方向指向的挡边7a’、7b’。轴承壳1b以硬化方法来硬化。轴承壳1b具有由钢构成的主体5(参见图2)，并且在第一侧2’上具有针对滚动体的滚道2a’。在背对第一侧2’的第二侧3’上施加由覆层材料构成的覆层6’，覆层材料被设立成，在进行硬化方法期间在第二侧3’的区域中形成针对碳和氮的朝主体5方向的扩散阻挡。在第一侧2’上存在有经硬化的边缘层5a(参见图2)，而在对置的第二侧3’上可看到覆层6’。覆层6’在此构造为由镍构成的层厚为45μm的金属覆层，其被电镀到主体5上。在对轴承壳1b进行于此所选择的形式为碳氮共渗的表面硬化的情况下，基于覆层6’而阻止了碳和氮在第二侧3’上扩散到轴承壳1b中。由此，使轴承壳1b的由于制造原因而与轴承壳1b的其余部分相比具有更小的材料厚度的挡边7a’、7b’至少部分地处于主体5的最初的未被硬化的状态中，并且由此是足够弹性的，并且在之后的使用中不太容易发生开裂或者挡边断裂。此外，在轴承壳1b上存在有钩10’，其用作卡钩和/或防扭转部。钩10’的弹性基于覆层6’而和在挡边7a’、7b’的区域中一样地被优化。

图5以三维视图示出了具有两个轴承壳1a、1b的另外的半壳轴承100’。与在图1和4中相同的附图标记标注了相同的元件。半壳轴承100’以半壳式滚针轴承的形式构造。两个轴承壳1a、1b布置在具有滚动体4的轴承保持架8的上方和下方。滚动体4保持在于此由塑料构成的轴承保持架8中。在此，每两个滚动体4保持在轴承保持架8的一个兜部中。轴承壳1a、1b在其面对轴承保持架8的第一侧2、2’上分别具有经硬化的边缘层5a(参见图2)，其分别构成滚道2a、2a’，并且具有针对在上面滚动的滚动体4的充分的可滚辗性和承载能力。挡边7a、7b；7a’、7b’和钩10；10’(也参见图1和4)从第二侧3、3’出发分别具有覆层6、6’，从而使碳无法或使碳和氮无法扩散进与覆层6、6’邻接的基础材料5(参见图2)中。因此，挡边7a、7b；7a’、7b’和钩10；10’(也参见图1和4)是足够弹性的，并且在之后的使用中不太容易发生开裂或者挡边断裂。

图1至5仅示出了轴承壳和半壳轴承的示例。因此，钩的构造、轴承保持架的存在和轴承保持架的设计方案，此外还有保持架的兜部的形状和位置等都是可自由选择的。挡边的形状和取向也可以变化，替代在轴承壳的纵向侧上的连贯的走向，挡边尤其也可以被中断地构造。因此，连贯的挡边可以具有开口，或者挡边由若干单个的以翻折的翼状夹板的形式构造的单挡边组成。

附图标记列表

1、1a、1b轴承壳

2；2’第一侧

2a、2a’滚道

3；3’第二侧

4滚动体

5主体

5a经硬化的边缘层

6、6’覆层

7a、7b；7a’、7b’挡边

8轴承保持架

9a、9b；9a’、9b’纵向侧

10、10’钩

100；100’半壳轴承