CN106536953A - 滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段以及用于制造该保持架或该保持架段的方法 - Google Patents

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Abstract

示例性实施例涉及一种滚动轴承保持架(1)或滚动轴承保持架段(3)，其包括作为材料的铝合金AA6082和/或AA7020。

Description

滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段以及用于制造该保持架 或该保持架段的方法
技术领域
示例性实施例涉及一种滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段以及一种用于制造滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段的方法。
背景技术
在许多情况下，滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段用于不同的滚动轴承，以便引导滚动轴承的滚动元件或者使它们彼此间隔开。为此，滚动轴承保持架可以具有各种设计和材料。设计以及所选择的材料可以例如针对使用滚动轴承保持架的轴承类型和应用。
一些滚动轴承保持架至少部分地由黄铜制成。黄铜的获得成本相对高，因为黄铜的一种组分即铜是相对稀缺的材料。此外，铅用于由黄铜制成的滚动轴承保持架的许多制造过程中。例如，这可能引起对环境和/或工人保护的特殊挑战。由此可以提高制造黄铜保持架的成本。
发明内容
因此，需要提供一种用于滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段的改进概念，使用该改进概念简化制造。这种需要通过根据独立权利要求的滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段或用于制造滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段的方法来考虑。
示例性实施例涉及一种滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段，其包括作为材料的铝合金AA6082和/或AA7020。由于所述铝合金用作材料，在一些示例性实施例中，可以替换由黄铜制成的常规滚动轴承保持架。此外，在一些示例性实施例中，由铝合金制成的滚动轴承保持架可以具有比形状和尺寸可比的滚动轴承保持架更低的重量。因此在某些情况下，可以通过滚动轴承保持架来降低轴承连接的运行或运动中的能量消耗。在本申请中，在滚动轴承保持架的上下文中公开的所有特征也可以在滚动轴承保持架段中实现。
另外，材料或铝合金可以具有至少310MPa的拉伸强度。这里，拉伸强度可以是以每单位面积的力指定的材料参数，并且由符号Rm指定。另外或可替代地，在一些示例性实施例中，材料可以具有至少260MPa的屈服强度。例如，屈服强度可以是规定施加到主体的张力的材料参数，其在释放之后导致0.2％的轻微变形并且被称为Rp0.2。另外或可替代地，材料还可以具有至少100HBW的硬度和至少10％的A5伸长率。由于所述材料的机械值，在一些示例性实施例中，滚动轴承保持架可以获得与常规黄铜保持架类似或甚至更好的机械特性。在某些情况下，所选材料的硬度也可以与后面的加工相关。对于高或高强度合金，在一些示例性实施例中可能出现这些不可铆接的问题。在某些情况下，如果硬度过低或材料过软，可能会发生冷焊。此外，太软的材料可能不能被干燥处理。
另外或可替代地，滚动轴承保持架可以不含铅。在一些示例性实施例中，可以省略用于防止铅到达环境或用于特定保护工人免于铅的预防措施。以类似的方式，例如，滚动轴承保持架的制造也可以以无铅的方式进行，使得铅也不作为加工助剂或中间产品出现。在一些示例性实施例中，滚动轴承保持架可以在环境上具有尽可能最小的负担的情况下制造。
在一些示例性实施例中，滚动轴承保持架由经过T6热处理的半成品加工而成。在一些示例性实施例中，滚动轴承保持架因此可以获得所需的机械性能。
示例性实施例还涉及一种用于制造滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段的方法。通过该方法，滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段由铝合金AA6082和/或AA7020形成。由于所述铝合金用作材料，在一些示例性实施例中，可以替换由黄铜制成的常规滚动元件轴承保持架。此外，在一些示例性实施例中，由铝合金制成的滚动轴承保持架可具有低重量。
此外，滚动轴承保持架的成型可以包括由铝合金AA6082和/或AA7020制成的半成品的机加工。在一些示例性实施例中，因此可以非常精确地制造保持架几何形状。此外，由此可以产生保持架的可能期望的表面性能。
在某些情况下，机加工可以干燥进行。由于不使用冷却润滑剂或其它液体，在一些示例性实施例中，可以减少和/或甚至完全省略滚动轴承保持架、环境和/或加工工具的清洁工作。也可以省略冷却润滑剂的收集和/或处理。
另外或可替代地，该方法可以包括半成品的制造，其中半成品的制造包括由铝合金制成的棒的成型。在一些示例性实施例中，滚动轴承保持架然后可以由已经具有有利的初始几何形状的半成品加工而成。例如，棒可以被挤出。
在某些情况下，半成品的制造还可以包括管的形成。在一些示例性实施例中，例如在径向内部区域中加工的体积因此可以减小。例如，可以为此目的来拉制管。
另外或可替代地，在一些示例性实施例中，半成品的制造包括由棒形成管。在一些示例性实施例中，半成品可以因此获得期望的性能和期望的形状。
此外，该方法可以包括铝合金、半成品、棒和/或管的T6热处理。在一些示例性实施例中，由此可以简化由棒制造管，因为热处理仅在管上进行。由于发生热处理，在一些示例性实施例中，半成品例如管可以获得所述的机械性能。T6热处理可以包括例如在溶液和/或水中淬火并使用固体。随后可以例如通过空气冷却发生老化。在一些示例性实施例中，T6热处理可以仅包括所提及的过程。任选地，T6热处理还可以包括溶液退火、淬火和人工时效，或者完全由这些过程组成。
另外或可替代地，该方法可以包括多个滚动轴承保持架段的铆接。在一些实施例中，滚动轴承保持架因此可以由单个部件组装。这例如对于装配和/或运输目的是有利的，特别是采用大型滚动轴承保持架。在此，各个部件或滚动轴承保持架段可以例如是桥、侧环、侧环的段、凸缘、桥的一部分和/或滚动轴承保持架段，其包括至少一个桥和至少一个另外的部分例如侧环的段。
在上述说明书、所附权利要求和附图中公开的示例性实施例及其各个特征可以是有意义的，并且可以单独地和以任何组合的方式实施，用于实现其各种设计中的示例性实施例。
附图说明
因此，附图示意性地示出了以下视图。
图1示出了根据示例性实施例的滚动轴承保持架的透视图的示意图。
图2示出了根据示例性实施例的用于制造滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段的方法的示意图。
具体实施方式
在下面对附图的描述中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。此外，在示例性实施例或说明中出现多次但在一个或多个共同特征方面一起描述的部件和对象使用概括性的附图标记。以相同或概括性的附图标记描述的部件或对象可以相同地但也可选地不同地在单个、多个或所有特征、它们的尺寸方面体现，例如只要该描述没有明确或隐含地另外指示。
图1示出了根据示例性实施例的滚动轴承保持架1的透视图的示意图。
滚动轴承保持架1包括铝合金作为材料。铝合金是AA6082和/或AA7020。滚动轴承保持架1包括多个滚动轴承保持架段，其中滚动轴承保持架段3用虚线示出。滚动轴承保持架段3还可以由所述材料中的一种制成。在一些示例性实施例中，由于使用所述铝合金作为材料，所以可以替换由黄铜制成的常规滚动轴承保持架。在未示出的一些另外的示例性实施例中，滚动轴承保持架段可以具有另一形状，并且不与其它滚动轴承保持架段连接。
图1的滚动轴承保持架1可用于圆锥滚子轴承。在未示出的一些另外的示例性实施例中，滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段还可以构造成用于其他滚动轴承，例如滚针轴承、圆柱滚子轴承等。这里，其可以分别是用于单列或多列轴承的保持架。滚动轴承保持架还可以构造成用于多列圆锥滚子轴承。
除了铝(Al)之外，铝合金AA6082包括作为合金组分的比例为0.8重量％的镁(Mg)、比例为1.1重量％的硅(Si)、比例为0.7重量％的锰和比例为0.2重量％的铁(Fe)，各自基于铝的重量比例。
此外，在一些示例性实施例中，铝合金AA6082可以包括比例为0.6至1.0重量％的镁(Mg)、比例为0.4至1.0重量％的锰(Mn)、比例为0.9至1.3重量％的硅(Si)、比例等于或小于0.25重量％的铬(Cr)、比例等于或小于0.3重量％的铁(Fe)、比例等于或小于0.2重量％的锌(Zn)、比例小于或等于0.1重量％的铜(Cu)、比例等于或小于0.1重量％的钛(Ti)、比例等于或小于0.5重量％的全部其他组分、比例等于或小于0.05重量％的其它组分以及剩余组分为铝(Al)。这里，所有合金组分的比例加起来为100重量％。
除了铝(Al)之外，铝合金AA7020包含作为合金组分的比例为4.5重量％的锌(Zn)、比例为1.2重量％的镁(Mg)以及锰(Mn)、铬(Cr)和锆(Zr)，各自基于铝的重量百分比。例如，基于铝的重量百分比，锰(Mn)可以以0.1重量％的组分存在，铬(Cr)可以以0.15重量％的组分存在，且锆(Zr)可以以0.14重量％的组分存在。
此外，在一些示例性实施例中，铝合金AA7020可以包括比例为4.0至5.0重量％的锌、比例为1.0至1.4重量％的镁(Mg)、比例为0.05至0.5重量％的铁、比例等于或小于0.30重量％的铁(Fe)、比例等于或小于0.30重量％的硅(Si)、比例为0.1至0.35重量％的铬(Cr)、比例为0.08至0.2重量％的锆(Zr)、比例等于或小于0.2重量％的铜(Cu)、比例等于或小于0.15重量％的所有其它组分、比例等于或小于0.05重量％的其他组分和剩余比例为铝(Al)。这里，所有合金组分的比例加起来为100重量％。
这里，滚动轴承保持架1完全由所述合金之一制造。在未示出的一些另外的示例性实施例中，滚动轴承保持架可以包括除了所述铝合金之外的其他原材料或材料。这里，这可以是涂层、润滑剂和/或连接结构等。连接结构例如可以是铆钉。
滚动轴承保持架1可以可选地不含铅。在某些情况下，还可以在不使用铅的情况下制造保持架，或者可以避免对健康有害的铅。
图2示出了根据示例性实施例的用于制造滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段的方法10的示意图。在方法10中，滚动轴承保持架或滚动轴承保持架段在过程12中由铝合金AA6082和/或AA7020形成。
例如，在一些情况下，由铝合金AA6082制成的滚动轴承保持架也可适用于饮料和/或食品工业。例如，这可以比AA7020的使用更有利，因为合金AA6082包括比合金AA7020更少的合金元素，因此是“更清洁的”。此外，合金AA6082还具有非常好的腐蚀性能。
材料的性质可以受所选合金的单个合金组分的影响。例如，镁可以增加材料的强度和硬度，支持其耐腐蚀性，并且改善其可焊性。更高的强度可以例如由于固溶体强化而产生。通过沉淀热处理，硬度可以潜在地增加超过6％。硅可以改善合金的热处理性，并且与镁(Mg)组合支持耐腐蚀性。此外，在某些条件下，可以改善流动性并且可以降低收缩(对于比例为25％的Si而言为0)。由于这些性质，扩大了用作铸造合金(对于>6％的Si而言)。锌(Zn)可以增加强度和硬度，以及可能减少收缩和热检查。与镁(Mg)组合，可以改善合金的热处理性以及强度。锰、铬和锆是通常为了精细化微结构而添加的过渡元素。此外，锰可以提高柔性和耐腐蚀性。与铁组合，在某些情况下，还可以提高铸造能力。还可能影响金属间化合物的出现。材料的可变形性以及延展性可潜在地增加。在一些情况下，由此还可以减少收缩。
方法12即滚动轴承保持架的成形可以包括另一过程14，其中机加工半成品。这里的半成品由铝合金AA6082和/或AA7020制造。半成品例如可以是预制的物体。这可以例如在制造过程开始时产生，然后进一步处理。这里，它们可以是挤出、压制、拉伸、深拉、辊压和/或挤出的部件。在某些情况下，半成品可以是金属板、棒、管、板、线圈等。半成品可以是例如管或棒。
例如，半成品的部件的金属切削或机加工可以指示例如机械加工方法，其中通过去除以芯片形式的过量的原材料或材料将原材料或材料制成期望的形式。这种机械加工方法可以是例如车削、铣削、镗孔、锯切和/或研磨。
在某些情况下，可以在不使用冷却润滑剂或另一种液体的情况下实现过程14中的机加工。所选材料可以进行干燥处理。
方法10还可以可选地包括另一过程16，其中制造半成品。过程16可以暂时地在过程12之前。半成品的制造可以包括由铝合金形成棒。在某些情况下，半成品的制造还可以替代地包括形成管。另外或可替代地，在一些示例性实施例中，过程16中的半成品的制造包括由棒形成管。例如，棒可以被挤出。例如，管可以从棒拉出。在一些情况下，管材料可以具有比棒产品更高的强度。
此外，在另一过程18中，该方法可以包括对由棒制造的管进行T6热处理。因为热处理发生，所以材料AA6082可以接受以下机械性能：至少350MPa的拉伸强度Rm和至少310MPa的屈服强度Rp0.2以及10％的A5伸长率。以类似的方式，材料AA6082可以接受以下机械性能：至少380MPa的拉伸强度Rm和至少340MPa的屈服强度Rp0.2以及10％的A5伸长率。此外，这里检查的材料具有最小疲劳强度：
AA6082T6--->130MPa
AA7020T6--->135MPa
这些值适用于10％的故障概率，其中107个周期用于交替的旋转弯曲应力阻力。相比之下，不同的热处理例如T0热处理将仅导致至多160MPa或200MPa的拉伸强度Rm、至多110MPa或150MPa的屈服强度Rp0.2以及14％的A伸长率。
T6热处理可以包括例如溶液/水-固体淬火然后时效/空气冷却的双(duplex)序列，或完全由这些组成。任选地，T6热处理还可以包括溶液退火、淬火和人工时效，或者完全由这些组成。因此，材料在挤出后可具有其它机械性能。以与挤出参数的变化类似的方式，变化可能太高。温度降低与挤出速度之间的关系可以确定机械性能。因此，这些也取决于挤出机及其机器能力。在某些情况下，通过热处理可以在期望的方向上改变机械性能。
另外或可替代地，在过程20中，方法10可以包括多个滚动轴承保持架段的铆接。这两种合金已经表明它们可以铆接，该性能对于某些保持架类型是非常重要的。因此在一些示例性实施例中，滚动轴承保持架可以由单个部件组装。单个部件或滚动轴承保持架段在此可以是例如桥5或侧环7，如图1所示。此外，单个部件还可以是侧环7的一部分、凸缘、桥5的一部分和/或滚动轴承保持架段，其包括至少一个桥和至少一个另外的部分例如侧环的段。
因此，由于所选择的材料，与黄铜保持架相比，滚动轴承保持架1可以以更低的成本制造。这是可能的，例如因为滚动轴承保持架1或方法10可以提供独立于铜价格的增加和铜的短缺。另一个原因可能是因为可以避免在生产中和在制造过程中使用铅。
新的经测试的轻金属材料轻金属合金(AA6082T6、AA6082T6“改良”(来自英语：modified)、AA7020T6)用于替代用于滚动轴承保持架制造的黄铜保持架，该轻金属材料轻金属合金已经经历了特殊的热处理T6并且是无铅的。在某些情况下，用于滚动轴承保持架的黄铜的全球替换由此可以通过具有至少相同技术性能的更成本有效的轻金属合金实现。此外，例如对于苛刻的应用而言，还可以改善摩擦和/或运行性能。还可能导致材料成本的节省以及改善的机械和/或化学性能。在某些情况下，材料的减少可以由轻金属的较低密度导致。
在用于制造滚动轴承保持架1的方法10的示例性实施例中，铝合金形成为例如挤出的棒。然后从棒抽出管。这可被称为在过程16中制造半成品。由于形成管，材料的强度可能增加。在过程18中，管随后经受T6热处理。由于热处理仅在形成管之后执行，因此在一些示例性实施例中，成形本身可以更好地发生。在过程14中，管(还可被称为管材料)然后被干燥车削和/或铣削。在一些示例性实施例中，保持架由此可以接收其几何形状，同时尽可能小地污染工具、工件以及环境。
在本申请中，在滚动轴承保持架的上下文中公开的所有特征还可以在滚动轴承保持架段中实现。
在上述说明书、所附权利要求和附图中公开的示例性实施例及其各个特征可以是有意义的，并且可以单独地和以任何组合的方式实现，以用于在其各种设计中实现示例性实施例。
在一些另外的示例性实施例中，在其他示例性实施例中被公开为设备特征的特征也可以被实现为方法特征。此外，在一些示例性实施例中实现为方法特征的特征也可以可选地在其他示例性实施例中实现为设备特征。
这里所示的铝合金也例如在标准EN-573-3中定义为锻造合金EN AW-6082和ENAW-7020。
附图标记列表
1 滚动轴承保持架
3 滚动轴承保持架段
5 桥
7 侧环
10 方法
12 成形
14 机加工
16 生产半成品
18 T6热处理
20 铆接

Claims (10)

1.滚动轴承保持架(1)或滚动轴承保持架段(3)，其包括作为材料的铝合金AA6082和/或7020。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承保持架，其中所述材料至少具有350MPa的拉伸强度Rm，和/或其中所述材料具有至少310MPa的屈服强度Rp0.2，和/或其中所述材料具有至少100HBW的硬度。
3.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承保持架，其中，所述滚动轴承保持架(1)不含铅。
4.一种用于制造滚动轴承保持架(1)或滚动轴承保持架段(3)的方法(10)，包括以下特征：
由铝合金AA6082和/或AA7020成形(12)所述滚动轴承保持架(1)或滚动轴承保持架段(3)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述成形(12)包括机加工(14)由铝合金AA6082和/或AA7020制成的半成品。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述机加工(14)干燥进行。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，还包括制造(16)所述半成品，其中所述半成品的制造(16)包括由所述铝合金形成棒，和/或其中所述半成品的制造包括形成管。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，所述半成品的制造(16)包括由棒形成管。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，还包括所述铝合金、所述半成品、所述棒和/或所述管的T6热处理(18)。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，还包括多个滚动轴承保持架段的铆接(20)。
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