DE10137785A1

DE10137785A1 - Electro-corrosion-resistant roller bearing assembly

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Publication number: DE10137785A1
Application number: DE10137785A
Authority: DE
Inventors: Hideji Ito; Akihiko Tomiya; Takahiro Kanamoto
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-02-20
Also published as: JP2002048145A

Abstract

Mit dem Ziel, eine gegen Elektrokorrosion widerstandsfähige Wälzlageranordnung zu schaffen, die mit einer minimierten Anzahl von Herstellungsschritten, auf einfache Weise und zu verminderten Kosten hergestellt werden kann, während sie eine hinreichende Haftfähigkeit einer Isolationsschicht mit einem Lagerelement sicherstellt und hinreichend widerstandsfähig hinsichtlich einer Abtrennung der Isolationsschicht während eines Presspassvorganges ist, sind Oberflächen (a bis c) des Lagerelements (1; 2), das zum engen Kontakt mit einem Gehäuse (12) ausgebildet ist, mit einer doppelschichtigen Auskleidung (5; 5A) beschichtet, die eine keramische Isolationsschicht (6) und eine Metallschicht (7; 8) aufweist. Die Oberflächen (a bis c) der Lagerelemente (1; 2) sind durch eine die Haftfähigkeit erhöhende Behandlung wie Oberflächenaufrauhungsbehandlung behandelt. Die Isolationsschicht (6; 6A) weist eine Dicke im Bereich zwischen 0,15 und 0,45 mm auf.With the aim of creating an anti-corrosion bearing assembly that can be manufactured with a minimized number of manufacturing steps, easily and at reduced cost, while ensuring sufficient adhesion of an insulation layer with a bearing element and sufficiently resistant to separation of the insulation layer During a press-fit process, surfaces (a to c) of the bearing element (1; 2), which is designed for close contact with a housing (12), are coated with a double-layer lining (5; 5A), which has a ceramic insulation layer (6 ) and a metal layer (7; 8). The surfaces (a to c) of the bearing elements (1; 2) are treated by a treatment which increases the adhesiveness, such as surface roughening treatment. The insulation layer (6; 6A) has a thickness in the range between 0.15 and 0.45 mm.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wälzlageraufbau zur Verwendung in einem Primärmotor (prime motor), einem Antriebsmechanismus, Achsen und anderen beweglichen Komponenten von Bahnwaggons, und insbesondere auf einen Wälzlageraufbau, der in einem Umfeld benutzt wird, wo eine den Wälzlageraufbau aufnehmende Struktur erfordert, dass der Wälzlageraufbau gegen Elektrokorrosion beständig ist, mit der Absicht, den Fluss von elektrischem Strom durch den Wälzlageraufbau zu beseitigen. The present invention relates to a Rolling bearing assembly for use in a primary motor (prime motor), a drive mechanism, axles and other movable Components of rail wagons, and especially one Rolling bearing structure that is used in an environment where a the structure accommodating the rolling bearing structure requires that the rolling bearing structure is resistant to electrical corrosion, with the intention of preventing the flow of electrical current through the Eliminate rolling bearing assembly.

Wenn ein Erdungsschuh zur Verbindung des Hauptmotors mit den Schienen über die Räder unvollständig ist, erlaubt es das Wälzlager, das im allgemeinen im Primärmotor benutzt wird, dass elektrischer Strom zwischen den Rädern und der Schiene über Komponenten des Wälzlageraufbaus wie der inneren und äußeren Rille (Rillen- bzw. Lagerelement, race) und den Wälzkörpern fließt. Aus diesem Grund beobachtet man oft, dass Funken zwischen den Wälzlagern und einer Laufrille der äußeren Rille und/oder zwischen dem Wälzkörper und einer Laufrille der inneren Rille auftreten, was zur Elektrokorrosion führt, und was schließlich die Lebenszeit des Lageraufbaus reduziert. If an earth shoe to connect the main motor with the rails over the wheels is incomplete, it allows the roller bearing that is generally used in the primary engine is that electrical current between the wheels and the Rail over components of the rolling bearing structure like that inner and outer groove (groove or bearing element, race) and the rolling elements flows. For this reason, one observes often that spark between the roller bearings and one Groove of the outer groove and / or between the rolling element and a groove of the inner groove occur, which leads to Electro corrosion leads, and ultimately what the lifetime of the Warehouse structure reduced.

Angesichts des Vorangehenden ist ein Wälzlageraufbau vorgeschlagen worden, bei welchem eine aus Kunstharz hergestellte Isolierungs-Auskleidung (lining) angewandt wird und auf die passende Oberfläche der äußeren Rillen angepasst wird, um einen Kontakt zu einem Gehäuse herzustellen. Da die harzige Isolierungsauskleidung jedoch einen relativ großen linearen Wärmeausdehnungskoeffizient besitzt, entsteht in einem Einbaubereich zwischen der äußeren Rille und dem Gehäuse unter Einfluss von Wärme, die sich während des Betriebes des Wälzlageraufbaus entwickelt, ein Größen- bzw. Dimensionierungsfehler. In view of the foregoing is a rolling bearing construction has been proposed, in which one made of synthetic resin manufactured insulation lining (lining) is applied and on the appropriate surface of the outer grooves is adjusted, to make contact with a housing. Since the resinous insulation liner, however, a relatively large has a linear coefficient of thermal expansion, arises in an installation area between the outer groove and the Housing under the influence of heat that develops during operation of the rolling bearing structure, a size or Sizing errors.

Unter Berücksichtigung, dass ein Keramikmaterial als Material für die Isolierungs-Auskleidung bevorzugt wird, da es einen kleineren linearen Wärmeausdehnungs-Koeffizienten und höhere elektrische Isolationseigenschaften besitzt, ist vorgeschlagen worden, eine keramische Auskleidung als Isolierungsschicht durch Verwendung eines thermischen Sprühverfahrens zu bilden. Allerdings ist es schwierig, das Keramikmaterial in Verbindung mit einem Material zu bringen, das benutzt wird, um Lagerringe des Wälzlageraufbaus herzustellen, und, da es schwierig ist, thermisch gespritzt zu werden, bringt die Benutzung des Keramikmaterials ein Problem im Hinblick auf die Haftfähigkeit mit der äußeren Rille. Auch hat es sich als problematisch herausgestellt, dass, wenn die äußere Rille mittels einer Presspassung mit dem Gehäuse verbunden wird, die keramische Auskleidung dazu neigt, sich abzulösen. Taking into account that a ceramic material as Material for the insulation liner is preferred because of it a smaller linear coefficient of thermal expansion and has higher electrical insulation properties has been proposed as a ceramic liner Insulation layer using a thermal To form spray process. However, it is difficult Bring ceramic material in connection with a material that is used to mount bearing rings of the rolling bearing manufacture, and since it is difficult to thermally sprayed use of the ceramic material Adhesion problem with the outside Groove. It also turned out to be problematic that when using a press fit the outer groove is connected to the housing, the ceramic lining tends to peel off.

Um die vorgenannten Probleme wesentlich zu überwinden, offenbart die offengelegte japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 2-46119 beispielsweise eine dreischichtige Auskleidung, die aus einer äußeren Metallschicht, einer keramischen Isolationsschicht und einer inneren Metallschicht hergestellt ist, und die auf eine Oberfläche der äußeren Rille aufgebracht wird, die an das Gehäuse angepasst ist. Jede dieser Schichten wird durch ein thermisches Sprühverfahren gebildet. Von den drei Schichten wird die innere Metallschicht zum Erhöhen der Haftfähigkeit des keramischen Materials mit der äußeren Rille benutzt, wobei das keramische Material weniger gut an der äußeren Rille haftet und nicht einfach thermisch gespritzt werden kann. Die äußere Metallschicht wird benutzt, um ein Abschälen (Abpellen) der Isolierschicht zu minimieren, was ansonsten geschehen würde, wenn die äußere Rille mit dem Gehäuse mittels einer Presspassung verbunden werden würde. In order to substantially overcome the aforementioned problems, discloses the Japanese disclosed Utility model application No. 2-46119, for example, a three-layer Lining made from an outer layer of metal, one ceramic insulation layer and an inner metal layer is made, and that on a surface of the outer Groove is applied, which is adapted to the housing. Each of these layers is covered by a thermal Spray process formed. Of the three layers, the inner one Metal layer to increase the adhesion of the ceramic Material with the outer groove used, the ceramic material adheres less well to the outer groove and cannot simply be sprayed thermally. The outer Metal layer is used to peel (peel off) the Isolate layer to minimize what would otherwise happen would, if the outer groove with the housing by means of a Press fit would be connected.

Wie oben beschrieben, sind die innere und äußere Metallschicht sowie die Isolationsschicht der dreischichtigen Auskleidung sämtlichst durch die Benutzung eines thermischen Sprüh-(Spritz-)Verfahrens gebildet. Insbesondere ist die dreischichtige Auskleidung durch die Benutzung des thermischen Spritzverfahrens in der Abfolge Bildung der inneren Metallschicht, gefolgt von einer Bildung der Isolationsschicht, gefolgt von der Bildung der äußeren Metallschicht, gebildet. Der thermische Spritzbetrieb benötigt das zyklische Montieren und Entfernen von Maskierungslehren (jigs) und daher komplizierte Verfahren. Wenn daher das thermische Spritzen zum Bilden einer Mehrzahl von Schichten durchgeführt wird, steigt die Anzahl von Montage- und Demontagezyklen der Maskierungslehren entsprechend, und benötigt dabei eine Anzahl von Verfahrensschritten, eingeschlossen beispielhaft das Ersetzen von thermisch zu sprühenden Materialien und das Ändern der thermischen Spritzbedingungen. Aus diesem Grund nehmen die durch das Durchführen des thermischen Spritzens entstehenden Kosten den größten Teil der beim Herstellen des Wälzlageraufbaus entstehenden Herstellungskosten ein, was zu einem erhöhten Preis der Wälzlageranordnung führt. As described above, the inside and outside are Metal layer as well as the insulation layer of the three-layer Lining all through the use of a thermal Spray (spray) process formed. In particular is the three layer lining by using the thermal spray process in the formation of the sequence inner metal layer, followed by formation of the Insulation layer, followed by the formation of the outer Metal layer, formed. The thermal spraying operation needed the cyclical assembly and removal of masking gauges (jigs) and therefore complicated procedures. So if that thermal syringes to form a plurality of layers is carried out, the number of assembly and Disassembly cycles of the masking gauges accordingly, and requires a number of procedural steps, included, for example, the replacement of thermal spraying materials and changing the thermal Spraying conditions. For this reason, they take through Perform the thermal spraying costs most of the manufacturing of the rolling bearing structure incurred manufacturing costs, resulting in an increased price the rolling bearing arrangement leads.

Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gegen Elektrokorrosion widerstandsfähigen Wälzlageraufbau zu schaffen, welcher exzellente elektrische Isolationseigenschaften gegen Elektrokorrosion besitzt, welcher ferner im wesentlichen frei von Dimensionsfehlern bzw. Toleranzen im Montagebereich ist, das ansonsten durch Wärme erzeugt werden würden, welcher ferner eine befriedigende Haftung zwischen der Isolationsschicht und dem Lagerring oder eine Widerstandsfähigkeit gegen ein Abpellen besitzt, das ansonsten bei einer Presspassung entstehen würde, und welcher einfach mit einer minimierten Anzahl von Verfahrensschritten und damit mit verminderten Kosten montiert werden kann. Accordingly, it is an object of the present invention one resistant to electrical corrosion To create rolling bearing assembly, which excellent electrical Has insulation properties against electrical corrosion, which furthermore essentially free of dimensional errors or Tolerances in the assembly area is otherwise due to heat would be generated, which is also a satisfactory Adhesion between the insulation layer and the bearing ring or resists peeling, that would otherwise result from a press fit, and which simply with a minimized number of Process steps and thus assembled with reduced costs can be.

Weiteres wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen gegen Elektrokorrosion beständigen Wälzlageraufbau zu schaffen, welcher eine befriedigende Haftfähigkeit zwischen der Isolationsschicht und dem Lagerring oder eine Widerstandsfähigkeit gegen Abpellen der Isolationsschicht besitzt, die ansonsten während einer Presspassung entstehen kann, und welcher einfach mit einer minimierten Anzahl von Verfahrensschritten und daher mit reduzierten Kosten montiert werden kann. Another important aim of the present invention is a rolling bearing structure that is resistant to electrical corrosion create a satisfactory adherence between the insulation layer and the bearing ring or resistance against peeling off the insulation layer possesses that otherwise arise during a press fit can, and which simply with a minimized number of Process steps and therefore with reduced costs can be assembled.

Ein weiteres wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen gegen Elektrokorrosion widerstandsfähigen Wälzlageraufbau mit herausragender Widerstandsfähigkeit gegen Elektrokorrosion zu schaffen, welcher mit verminderter Verarbeitungszeit und reduzierten Materialkosten hergestellt werden kann, und welcher deutlich verbesserte Wärmeleitungseigenschaften (dissipative Eigenschaften für Wärme) besitzt. Another important object of the present invention is it, one resistant to electrical corrosion Rolling bearing structure with excellent resistance to To create electrical corrosion, which with reduced Processing time and reduced material costs can be, and which significantly improved Thermal conduction properties (dissipative properties for heat) has.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 5 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. The task is accomplished by the device with the features of claims 1, 5 solved; advantageous Developments of the invention are described in the subclaims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein gegen Elektrokorrosion widerstandsfähiger Wälzlageraufbau geschaffen, der eine auf einer Oberfläche eines Rillenelements gebildete Auskleidung besitzt, die so ausgebildet ist, dass sie in engem Kontakt mit einem Gehäuse oder einer Achse sitzt. Um die dem Stand der Technik innewohnenden Probleme im wesentlichen zu überwinden, ist der gegen Elektrokorrosion widerstandsfähige Wälzlageraufbau dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung einen zweischichtigen Aufbau mit einer Isolationsschicht und einer Metallschicht aufweist. According to one aspect of the invention, one is against Electro-corrosion resistant rolling bearing structure created one formed on a surface of a groove member Has lining that is designed so that it in is in close contact with a housing or an axle. Around the problems inherent in the state of the art in the main thing to overcome is that of electrical corrosion Resistant rolling bearing structure characterized in that the lining has a two-layer structure with a Insulation layer and a metal layer.

Da das exzellente Isolationseigenschaften aufweisende keramische Material auch einen kleinen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt und für die Isolationsschicht benutzt wird, kann gemäß der Erfindung eine unerwünschte Wirkung, bei welcher als Ergebnis der während des Betriebes des Lageraufbaus entstehende Hitze einen Größen- bzw. Dimensionsfehler zwischen dem äußeren Lagerring und der Isolationsschicht erzeugt, vermieden werden. Da ferner die Auskleidung auf dem Rillenelement aus der doppelschichtigen Struktur mit Isolationsschicht und Metallschicht besteht, wobei eine die andere überlappt, kann eine hinreichende Haftfähigkeit der Isolationsschicht mit dem Rillenelement erreicht werden, genau wie ein effektives Verhindern, dass die Isolationsschicht abgeschält oder abgepellt wird, wenn der Lageraufbau mittels Presspassung in das Gehäuse oder auf eine Achse gesetzt wird, und wobei eine Metallschicht vorliegt. Verglichen mit der im Stand der Technik benutzten dreischichtigen Auskleidung ist die Anzahl der Herstellungsschritte gering, entsprechend das Herstellen einfach, und die Kosten können verringert werden. Because this has excellent insulation properties ceramic material also a small linear Has coefficient of thermal expansion and for the insulation layer used may be an undesirable according to the invention Effect, as a result of which during operation the heat of the bearing structure Dimensional error between the outer bearing ring and the Insulation layer generated, avoided. Furthermore, since Lining on the groove element from the double layer Structure with insulation layer and metal layer, where one overlaps the other, a sufficient one Adhesion of the insulation layer with the groove element be achieved, just like effectively preventing that the insulation layer is peeled off or peeled off if the bearing structure by means of a press fit in the housing or is placed on an axis, and being a metal layer is present. Compared to that used in the prior art three-layer lining is the number of Manufacturing steps small, corresponding to manufacturing simple, and the cost can be reduced.

Bevorzugt besteht die Auskleidung aus einer doppelschichtigen Struktur, eingeschlossen die keramische Isolationsschicht und die die keramische Isolationsschicht bedeckende Metallschicht, und die mit der keramischen Isolationsschicht in Verbindung stehende Oberfläche des Rillenelements ist durch eine Haftfähigkeit erhöhende Behandlung oberflächenbehandelt, zum Erhöhen der Haftfähigkeit der keramischen Isolationsschicht. Das Rillenelement kann entweder ein äußerer Lagerring sein, welcher eine äußere Rille (Laufbahn) aufweist, oder ein innerer Lagerring, welcher eine innere Rille aufweist. The lining preferably consists of a double layer structure, including the ceramic Insulation layer and that covering the ceramic insulation layer Metal layer, and the one with the ceramic Insulation layer related surface of the Grooved element is a treatment that increases adhesion surface treated to increase the adhesion of the ceramic insulation layer. The groove element can either be an outer bearing ring, which has an outer groove (Raceway), or an inner bearing ring, which has an inner groove.

Da die Oberfläche des Rillenelements, auf welchem die Isolationsschicht aufgebracht ist, mit der die Haftfähigkeit erhöhenden Behandlung oberflächenbehandelt ist, kann durch dieses Merkmal die hinreichende Haftfähigkeit sichergestellt werden, obwohl das keramische Material, das exzellente Isolationseigenschaften aufweist, für die Isolationsschicht benutzt ist und direkt auf dem Rillenelement gebildet ist. Aus diesem Grund ist die innere Metallschicht aus der dreischichtigen Auskleidung nach dem Stand der Technik, die für eine Verbesserung der Haftfähigkeit vorgesehen war, bei der vorliegenden Erfindung nicht mehr notwendig, und die Herstellungsschritte zum Bilden der beschichteten Auskleidung können verringert werden. Entsprechend können die komplizierten und arbeitsintensiven Herstellungsschritte vermindert werden, und dementsprechend verringern sich die Herstellungskosten in vorteilhafter Weise. Auch ist hinsichtlich der Presspassung des Rillenelements mit dem Gehäuse oder auf die Achse das Vorliegen der die Isolationsschicht bedeckenden Metallschicht wirksam, um ein Abtrennen der Isolationsschicht zu verhindern. Während auf diesem Wege eine hinreichende Haftfähigkeit der Isolationsschicht an dem Rillenelement und ein Vermeiden der Trennung der Isolationsschicht während der Presspassung sichergestellt werden können, bringt die vorliegende Erfindung wirksam einen gegen Elektrokorrosion widerstandsfähigen Wälzlageraufbau, der einfach und mit verminderten Kosten hergestellt werden kann. Since the surface of the groove element on which the Insulation layer is applied with which the adhesiveness surface treatment can be increased by this characteristic the sufficient adhesiveness be ensured, although the ceramic material that has excellent insulation properties for which Insulation layer is used and directly on the groove element is formed. For this reason, the inner metal layer is out the three-layer lining according to the state of the art, which was intended to improve the adhesiveness, no longer necessary in the present invention, and the manufacturing steps to form the coated Lining can be reduced. Accordingly, the complicated and labor-intensive manufacturing steps be reduced, and accordingly decrease Manufacturing costs in an advantageous manner. Is too with regard to the press fit of the groove element with the Housing or on the axis the presence of the Insulation layer covering metal layer effective to separate to prevent the insulation layer. While on this Adequate adhesion of the insulation layer the groove element and avoiding the separation of the Insulation layer can be ensured during the press fit the present invention effectively brings one Rolling bearing structure resistant to electrical corrosion, which are easy to manufacture and at a reduced cost can.

Das oben erwähnte Rillenelement (raceway member) weist vorteilhaft einen inneren und einen äußeren Lagerring auf, wobei in diesem Fall die zweischichtige, die Isolationsschicht und die Metallschicht aufweisende Auskleidung auf dem äußeren Lagerring vorgesehen sein kann, wobei hier die Oberfläche des äußeren Lagerelements, welche der die Haftfähigkeit erhöhenden Behandlung ausgesetzt ist, eine Aufrauhung der Oberfläche sein kann. Die Oberflächenrauhigkeit, die von dieser die Oberfläche aufrauhenden Behandlung resultiert, ist bevorzugt dergestalt, dass eine mittlere Rauheit entlang einer Mittel- bzw. Zentrierlinie (center line mean roughness) gleich oder rauher als 3,2 Ra ist, oder dass eine größtmögliche Höhe gleich oder rauher als 25 S beträgt. The above-mentioned groove element (raceway member) has advantageously an inner and an outer bearing ring, in which case the two-layer, the Insulation layer and the metal layer lining the outer bearing ring can be provided, the here Surface of the outer bearing element, which of the Is subjected to an adhesion-increasing treatment Surface roughening can be. The Surface roughness resulting from this surface roughening treatment results, is preferably such that a medium Roughness along a center line line mean roughness) is equal to or rougher than 3.2 Ra, or that a maximum height equal to or rougher than 25 S is.

Wenn die die Haftfähigkeit erhöhende Behandlung in der Art einer Oberflächen-Aufrauhungsbehandlung durchgeführt wird, kann die Haftfähigkeit auf einfache Weise mit einem vereinfachten Verfahren erhalten werden. If the treatment increasing the adhesiveness in Art a surface roughening treatment is carried out, can easily with a simplified procedures can be obtained.

Die oben erwähnte keramische Isolationsschicht weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 0,15 und 0,45 mm auf. The above-mentioned ceramic insulation layer has preferably a thickness in the range of 0.15 and 0.45 mm.

Wenn die Dicke der Isolationsschicht zu klein ist, kann keine ausreichende Isolationseigenschaft sichergestellt werden, aber wenn sie zu groß ist, kann nicht nur das verwendete Material verschwendet sein, sondern auch die zum Bilden des Films benötigte Zeit wird zu lang, und zusätzlich wird durch die geringe thermische Leitfähigkeit des keramischen Materials die thermische Wärme- Dissipationseigenschaft verringert. Wenn ferner die Isolationsschicht eine zu große Dicke aufweist, besteht die Möglichkeit des Auftretens von Rissen in der Isolationsschicht durch die Materialeigenschaften des keramischen Materials, was zu einer Verringerung der Isolationsfähigkeit führt. Aus diesem Grunde, basierend auf durchgeführten Experimenten zum Bestimmen einer geeigneten Dicke, haben sich etwa 0,3 mm als besonders bevorzugt herausgestellt, und die Dicke kann zwischen 0,15 und 0,45 angesichts der Bearbeitungseigenschaften üblicher thermischer Spritzverfahren od. dgl. variieren. Obwohl eine hochgenaue Steuerung der Dicke möglich ist, wird eine derart hochpräzise Steuerung in einem Anstieg der Kosten eines Dünnfilm- Herstellungsapparates wie einer thermischen Sprühvorrichtung resultieren. Daher hat es sich als bevorzugt herausgestellt, die Dicke der keramischen Isolationsschicht in einem Bereich zwischen 0,15 und 0,45 mm einzustellen. If the thickness of the insulation layer is too small, can insufficient insulation property ensured , but if it's too big, not only that used material to be wasted, but also for It takes too long to form the film, and in addition, the low thermal conductivity of the ceramic material the thermal heat Dissipation property decreased. If further the Insulation layer is too thick, there is Possibility of cracks in the insulation layer through the material properties of the ceramic material, which leads to a reduction in the insulation capacity. For this reason, based on performed Experiments to determine a suitable thickness have been around 0.3 mm was found to be particularly preferred, and the Given the thickness can be between 0.15 and 0.45 Processing properties of conventional thermal spray processes or the like vary. Although highly accurate control of the Thickness is possible, such a high-precision control in an increase in the cost of a thin film Manufacturing apparatus such as a thermal Spray device result. Therefore, it has been preferred exposed the thickness of the ceramic insulation layer in a range between 0.15 and 0.45 mm.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung schafft die vorliegende Erfindung eine gegen Elektrokorrosion widerstandsfähige Wälzlageranordnung mit einer Auskleidung, welche eine auf einer Oberfläche eines Rillenelementes gebildete keramische Isolationsschicht aufweist, wobei das Rillenelement so ausgebildet ist, dass es in engem Kontakt mit einem Gehäuse oder einer Achse gehalten ist. Dabei ist die die keramische Isolationsschicht kontaktierende Oberfläche des Rillenelementes durch eine die Haftfähigkeit erhöhende Behandlung oberflächenbehandelt, zum Erhöhen der Haftfähigkeit der keramischen Isolationsschicht. According to another aspect of the invention, the present invention against electrical corrosion resistant rolling bearing arrangement with a lining, which one formed on a surface of a groove member has ceramic insulation layer, the Groove element is designed so that it is in close contact with a Housing or an axis is held. It is the Ceramic insulation layer contacting surface of the Groove element by an adhesion increasing Treatment surface treated to increase the Adhesion of the ceramic insulation layer.

Obwohl die einer Separation entgegenwirkende Eigenschaft der Isolationsschicht während der Presspassung nach diesem Merkmal geringer sein kann als nach dem einen Aspekt der Erfindung, wonach die doppelschichtige Auskleidung benutzt wird, kann dadurch die Herstellung weiter vereinfacht werden und dadurch eine weitere Kostenreduzierung erreichen, da die Auskleidung nunmehr ausschließlich durch die Isolationsschicht realisiert wird. Selbst mit der einschichtigen Auskleidung kann die Haftfähigkeit der Isolationsschicht relativ zum Rillenelement durch die haftfähigkeitserhöhende Behandlung des Rillenelements sichergestellt werden. Auch in diesem Fall weist die keramische Isolationsschicht bevorzugt eine Dicke im Bereich zwischen 0,15 und 0,45 mm auf. Although the property counteracts a separation the insulation layer during the press fit after this Feature may be less than one aspect of the Invention, according to which the double-layer lining is used the production can be further simplified and thereby achieve a further cost reduction, since the lining is now exclusively through the Insulation layer is realized. Even with the single layer Lining can reduce the adhesiveness of the insulation layer relative to the groove element due to the adhesion increasing Treatment of the groove element can be ensured. Also in this case the ceramic insulation layer preferably a thickness in the range between 0.15 and 0.45 mm on.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie der Zeichnungen. Further advantages, features and details of the invention emerge from the description below more preferred Exemplary embodiments and the drawings.

Fig. 1 ist ein teilweiser Längsschnitt, der einen Teil eines elektrokorrosionsbeständigen Wälzlageraufbaus entsprechend eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt; Fig. 1 is a partial longitudinal section showing part of an electro-corrosion resistant rolling bearing assembly according to a preferred embodiment of the invention;

Fig. 2 ist ein teilweiser Längsschnitt, der einen Teil eines elektrokorrosionsbeständigen Wälzlageraufbaus gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt und Fig. 2 is a partial longitudinal section showing a portion of an electro-corrosion resistant rolling bearing assembly according to a further preferred embodiment of the present invention, and

Fig. 3 ist ein teilweiser Längsschnitt, der einen Teil eines elektrokorrosionsbeständigen Wälzlageraufbaus gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 3 is a partial longitudinal section showing a portion of an electro-corrosion resistant rolling bearing assembly according to a further preferred embodiment of the present invention.

Wie zunächst in Fig. 1 gezeigt ist, weist ein dort gezeigter elektrokorrosionsbeständiger Wälzlageraufbau einen inneren und einen äußeren Lagerring 1, 2 als Rillenelemente sowie eine Mehrzahl von zwischen dem inneren und äußeren Lagerring 1, 2 angeordneten Wälzkörpern 3 auf. Während der innere Lagerring 1 durch eine innere Rille dargestellt ist, wird der äußere Lagerring 2 durch eine äußere Rille dargestellt, dessen gegenüberliegende Enden mit jeweiligen radialen Grenzen 2 _a so ausgebildet sind, dass sie sich radial davon einwärts erstrecken. Eine doppelschichtige Auskleidung 5 ist auf einer gesamten äußeren Oberfläche des äußeren Lagerrings 2 gebildet, d. h. auf den jeweiligen äußeren Endflächen der äußeren Rille 2, eingeschlossen der radialen Grenze (Kragen) 2 _a, sowie der äußeren peripheren Oberfläche der Rille 2. Die so gezeigte Wälzlageranordnung ist von einem Typ, wie er als Trägerlager zum Tragen eines Rotors oder einer Achse 11 benutzt wird, in einem Primärantrieb oder einem Motor von einem Bahnwaggon. Die dargestellte Lageranordnung (Lageraufbau) liegt in der Form eines zylindrischen Wälzlagers vor, und das Wälzlagerelement 3 kann rollbar in zugehörigen Taschen (Aufnahmen) gehalten sein, die durch einen Käfig oder eine Aufnahme (nicht gezeigt) definiert sind. Allerdings kann die Aufnahme oder der Käfig dann nicht notwendig sein, wenn der Wälzlageraufbau ein sog. Wälzlager vom Volltyp (full type) ist, bei welchem jeder Wälzkörper mit einem benachbarten Wälzkörper auf beiden Seiten in Kontakt steht. Sowohl der innere als auch der äußere Lagerring 1, 2 sowie die Wälzkörper 3, welche zylindrische Wälzkörper sein können, bestehen aus einem metallischen Material, z. B. aus für ein Lager geeignetem Stahl. As initially shown in FIG. 1, an electro-corrosion-resistant rolling bearing structure shown there has an inner and an outer bearing ring 1 , 2 as groove elements and a plurality of rolling bodies 3 arranged between the inner and outer bearing rings 1 , 2 . While the inner bearing ring is represented by an inner groove 1, the outer bearing ring 2 is represented by an outer groove, whose opposite ends are provided with respective radial boundaries 2 is formed _a so as to extend radially inwardly thereof. A double-layered lining 5 is formed on an entire outer surface of the outer bearing ring 2 , ie on the respective outer end surfaces of the outer groove 2 , including the radial boundary (collar) 2 _a , and the outer peripheral surface of the groove 2 . The roller bearing assembly thus shown is of a type used as a support bearing for supporting a rotor or an axle 11 in a primary drive or a motor of a railroad car. The illustrated bearing arrangement (bearing structure) is in the form of a cylindrical rolling bearing, and the rolling bearing element 3 can be held in associated pockets (receptacles) that can be rolled, which are defined by a cage or a receptacle (not shown). However, the mounting or the cage may not be necessary if the rolling bearing structure is a so-called full-type rolling bearing, in which each rolling element is in contact with an adjacent rolling element on both sides. Both the inner and the outer bearing ring 1 , 2 and the rolling elements 3 , which can be cylindrical rolling elements, consist of a metallic material, e.g. B. from steel suitable for a bearing.

Die doppelschichtige Auskleidung 5 weist eine aus einem keramischen Material gebildete Isolationsschicht 6 auf, die direkt auf der gesamten äußeren Oberfläche des äußeren Lagerrings 2 gebildet ist, sowie eine Metallschicht 7, die so gebildet ist, dass sie nach außen die Isolationsschicht 6 bedeckt. Die Fläche, auf welcher die doppelschichtige Auskleidung 5 gebildet ist, ist für eine Oberfläche des äußeren Lagerrings 2 ausreichend, welcher, in Benutzung, in das Gehäuse 12 eingepasst ist, und beim dargestellten Ausführungsbeispiel sich durchgehend von einer der ringförmigen Außenflächen B des äußeren Ringes 2 mit den gegenüberliegenden radialen Grenzen 2 _a zu dem anderen der äußeren ringförmigen Endflächen B über die äußere periphere Oberfläche a des äußeren Lagerringes 2 erstreckt. Daher erstreckt sich die doppelschichtige Auskleidung 5 kontinuierlich von einem radialen Kranz (Kragen) 2 _a zum gegenüberliegenden radialen Kranz 2 _a über den äußeren Lagerring 2, eingeschlossen abgeschrägte Oberflächenbereiche, die durch c gekennzeichnet sind. The double-layer lining 5 has an insulation layer 6 formed from a ceramic material, which is formed directly on the entire outer surface of the outer bearing ring 2 , and a metal layer 7 which is formed such that it covers the insulation layer 6 to the outside. The surface on which the double-layer lining 5 is formed is sufficient for a surface of the outer bearing ring 2 which, when in use, is fitted into the housing 12 and, in the exemplary embodiment shown, extends continuously from one of the annular outer surfaces B of the outer ring 2 with the opposite radial limits 2 _a to the other of the outer annular end surfaces B extends over the outer peripheral surface a of the outer bearing ring 2 . Therefore, the double-layer lining 5 extends continuously from a radial rim (collar) 2 _a to the opposite radial rim 2 _a over the outer bearing ring 2 , including beveled surface areas, which are characterized by c.

Es wird darauf verwiesen, dass vor einer Bildung der Isolationsschicht 6 auf der gesamten äußeren Oberfläche des äußeren Lagerrings 2 die gesamte äußere Oberfläche des äußeren Lagerrings 2 mit einer die Haftfähigkeit erhöhenden Behandlung behandelt worden ist, zum Erhöhen der Haftfähigkeit. Diese Oberflächenbehandlung, die zum Erhöhen der Haftfähigkeit (bondability) durchgeführt wurde, kann z. B. eine die Oberfläche aufrauhende Behandlung sein, was z. B. durch die Benutzung eines Sandstrahlverfahrens durchgeführt sein kann. It is pointed out that before the formation of the insulation layer 6 on the entire outer surface of the outer bearing ring 2, the entire outer surface of the outer bearing ring 2 has been treated with an adhesion-increasing treatment in order to increase the adhesion. This surface treatment, which was carried out to increase the adhesiveness (bondability), can e.g. B. be a surface roughening treatment, which z. B. can be performed by using a sandblasting process.

Die Isolationsschicht 6 und die Metallschicht 7 sind beide durch die Benutzung eines beliebigen bekannten thermischen Sprühverfahrens (Spritzverfahrens) gebildet. Die Metallschicht 7 kann eine mechanisch bearbeitete Oberfläche aufweisen. Mit anderen Worten, die Metallschicht 7 ist durch die Benutzung eines thermischen Sprühverfahrens auf eine Schichtdicke mit einem Übermaß (margin) gebracht worden, und ist daraufhin gewalzt oder geschliffen worden, zum Entfernen des Übermaßes, so dass ringförmige Endflächenbereiche und ein äußerer Außenflächenbereich einer solchen Metallschicht 7, eingeschlossen oder ausgenommen abgeschrägte Oberflächenbereiche c von diesem, in die geeignete Abmessung fertig behandelt werden können. The insulation layer 6 and the metal layer 7 are both formed by using any known thermal spray method (spray method). The metal layer 7 can have a machined surface. In other words, the metal layer 7 has been made into a layer thickness with an oversize (margin) by the use of a thermal spraying method, and has then been rolled or ground to remove the oversize so that annular end surface portions and an outer outer surface portion of such a metal layer 7 , including or excluding beveled surface areas c thereof, can be finished to the appropriate dimension.

Während das thermische Sprühen (Spritzen) durchgeführt wird, indem bei sehr hoher Temperatur ein thermisch zu spritzendes Material (in Pulverform oder in Form eines Stabes) geschmolzen wird und dann das geschmolzene Material so gespritzt wird, dass es auf ein Werkstück aufprallt und damit einen Oberflächenfilm bildet, ist es notwendig, ein thermisches Spritzgerät zu verwenden, das in der Lage ist, einen relativen Hochgeschwindigkeitsstrahl bei sehr hoher Temperatur zu erzeugen, und geeignete Spritzbedingungen erlaubt, um die Haftfähigkeit zu verbessern. Performed during thermal spraying (spraying) becomes a thermal at a very high temperature splashing material (in powder form or in the form of a Rod) and then the molten material is sprayed that it hits a workpiece and in order for a surface film to form, it is necessary to to use thermal sprayer capable of a relative high speed beam at very high Generate temperature, and appropriate spray conditions allowed to improve the adhesiveness.

Die Dicke der Isolationsschicht 6 liegt bevorzugt innerhalb des Bereiches zwischen 0,15 und 0,45 mm und weiter bevorzugt bei etwa 0,3 mm. Wenn beispielsweise die Dicke der Isolationsschicht 6 einen Zielwert von 0,3 mm haben soll, kann sie auf eine Dicke gebracht werden, die der Summe der Zieldicke von 0,3 mm plus/minus einer Abweichung entspricht, die etwaigen Genauigkeitstoleranzen des thermischen Spritzgerätes hinsichtlich der Spritzdicke entspricht, was zu einem Wert innerhalb des Bereiches zwischen 0,15 bis 0,45 mm führen kann. Mit anderen Worten, die Isolationsschicht 6 kann durch die Benutzung des thermischen Spritzgerätes gebildet werden, welches typischerweise zu einer Variation von etwa plus/minus 0,15 mm führt, bezogen auf die gewünschte Dicke (Zieldicke) von etwa 0,3 mm. The thickness of the insulation layer 6 is preferably within the range between 0.15 and 0.45 mm and more preferably about 0.3 mm. If, for example, the thickness of the insulation layer 6 is to have a target value of 0.3 mm, it can be brought to a thickness which corresponds to the sum of the target thickness of 0.3 mm plus / minus a deviation, the possible accuracy tolerances of the thermal spray device with regard to the Spray thickness corresponds, which can lead to a value within the range between 0.15 and 0.45 mm. In other words, the insulation layer 6 can be formed by using the thermal spray device, which typically leads to a variation of approximately plus / minus 0.15 mm, based on the desired thickness (target thickness) of approximately 0.3 mm.

Die Dicke der Metallschicht 7 liegt bevorzugt gleich oder größer als 0,1 mm. Es bleibt festzuhalten, dass dort, wo ein Schleifvorgang auf die Metallschicht 7 ausgeübt wird, die spezielle Dicke der Metallschicht 7 der Wert ist, welcher erreicht werden soll, nachdem die Metallschicht 7 geschliffen worden ist. The thickness of the metal layer 7 is preferably equal to or greater than 0.1 mm. It should be noted that where a grinding operation is carried out on the metal layer 7 , the specific thickness of the metal layer 7 is the value that is to be achieved after the metal layer 7 has been ground.

Die Isolationsschicht 6 und die Metallschicht 7, die beide durch die Benutzung des thermischen Spritzverfahrens gebildet worden sind, weisen eine Vielzahl von Mikroporen auf, und daher wird eine Dichtbehandlung zum Schließen der Mikroporen durchgeführt, so dass nach dem thermischen Spritzen keine Feuchtigkeit in die Mikroporen eindringen kann. Diese Versiegelungsbehandlung kann durchgeführt werden, indem sowohl die Isolationsschicht 6 als auch die Metallschicht 7 mit einem Verbundmittel mit exzellenten Durchdringungseigenschaften imprägniert werden. The insulation layer 6 and the metal layer 7 , both formed by using the thermal spraying method, have a plurality of micropores, and therefore a sealing treatment for closing the micropores is carried out so that no moisture penetrates into the micropores after the thermal spraying can. This sealing treatment can be carried out by impregnating both the insulation layer 6 and the metal layer 7 with a compound having excellent penetration properties.

Um die Haftfähigkeit der Oberflächenbereiche a und b des äußeren Lagerrings 2, wo die Installationsschicht 6 aufgebracht ist und wo eine Oberflächenaufrauhung durchgeführt wurde, zu verbessern, liegt die mittlere Rauhigkeit entlang einer Mittellinie (Zentrierlinie) (center line mean roughness) bevorzugt gleich oder höher als 3,2 Ra, und weist eine maximale Höhe gleich oder rauher als 25 S auf. In order to improve the adhesiveness of the surface regions a and b of the outer bearing ring 2 , where the installation layer 6 is applied and where surface roughening has been carried out, the mean roughness along a center line (center line) (center line) (roughness) is preferably equal to or higher than 3.2 Ra, and has a maximum height equal to or rougher than 25 S.

Das keramische Material für die Isolationsschicht 6 kann ein Metalloxid sein, wie etwa beispielsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃), Graualuminium (gray alumina), Titanoxid (TiO₂) oder Chromoxid (Cr₂O₃), oder ein Verbundmetalloxid, welches zumindest eines dieser Verbindungen als Basismaterial aufweist. The ceramic material for the insulation layer 6 can be a metal oxide, such as, for example, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), gray aluminum (gray alumina), titanium oxide (TiO ₂ ) or chromium oxide (Cr ₂ O ₃ ), or a composite metal oxide which comprises at least one of these compounds as the base material.

Das Material für die Metallschicht 7 kann in Form von Al, Ni, Cr oder Fe eingesetzt werden, oder als Verbundmaterial, welches durch Mischen dieser Materialien hergestellt ist. Die Metallschicht 7 weist vergleichsweise weiche Eigenschaften auf, mit einer Härte nicht größer als Hv 450, und bevorzugt nicht größer als Hv 300, wie nach dem thermischen Spritzen (Sprühen) gemessen. Auch ist es bevorzugt, dass die Metallschicht 7 elektrische Leitfähigkeit besitzt. The material for the metal layer 7 can be used in the form of Al, Ni, Cr or Fe, or as a composite material which is produced by mixing these materials. The metal layer 7 has comparatively soft properties, with a hardness not greater than Hv 450 , and preferably not greater than Hv 300 , as measured after thermal spraying (spraying). It is also preferred that the metal layer 7 has electrical conductivity.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, liegt die keramische Isolationsschicht 6 zwischen dem äußeren Lagerring 2 und dem Gehäuse 12, wodurch sie eine elektrische Isolation erreicht, und wodurch eine Achse 11, die durch den inneren Lagerring 1 geführt ist, elektrisch von dem Gehäuse 12 isoliert werden kann. Gemäß Ergebnissen von durchgeführten Experimenten hat es sich herausgestellt, dass der gegen Elektrokorrosion widerstandsfähige Wälzlageraufbau der gemäß dem vorhergehend diskutierten Ausführungsbeispiel beschriebenen Struktur der vorliegenden Erfindung eine notwendige Isolierungseigenschaft (10 MΩ oder höher bei 500 V Last) aufweist. Es hat sich auch herausgestellt, dass selbst dann, wenn der Wälzlageraufbau gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf eine Temperatur angewärmt wird, welche der Temperatur entspricht, welcher der Wälzlageraufbau in Benutzung ausgesetzt ist, wenn der Wälzlageraufbau in einem Achslagergehäuse in Eingriffsbedingungen entsprechend einer tatsächlichen Maschine eingesetzt ist, keine Fehler in den Montageabmessungen auftreten und eine vorbestimmte Isolationswirkung sich zeigt, die selbst dann, wenn die Isolationsschicht auf eine Dicke innerhalb des oben beschriebenen Bereiches von 0,15 bis 0,45 reduziert wird, dem Wälzlageraufbau der vorliegenden Erfindung einen befriedigenden Einsatz in der Praxis ermöglicht. Wenn die Dicke der Isolationsschicht 6 auf diesen Bereich reduziert ist, verglichen mit dem Fall, wenn sie erhöht ist, besteht keine Wahrscheinlichkeit des Auftretens von beispielsweise Rissen, und stabile Isolationseigenschaften können sichergestellt werden. According to the present invention, as described above, the ceramic insulation layer 6 lies between the outer bearing ring 2 and the housing 12 , whereby it achieves electrical insulation, and whereby an axis 11 , which is guided through the inner bearing ring 1 , is electrically from the housing 12 can be isolated. According to the results of experiments carried out, it was found that the rolling bearing structure resistant to electro-corrosion of the structure of the present invention described according to the previously discussed embodiment has a necessary insulation property (10 MΩ or higher at 500 V load). It has also been found that even when the rolling bearing assembly according to the above embodiment of the present invention is heated to a temperature corresponding to the temperature to which the rolling bearing assembly is exposed in use, when the rolling bearing assembly in an axle bearing housing is in engagement conditions according to an actual one Machine is used, there are no errors in the mounting dimensions and a predetermined insulation effect is shown, which even if the insulation layer is reduced to a thickness within the range described above from 0.15 to 0.45, the rolling bearing structure of the present invention satisfactory Use in practice. If the thickness of the insulation layer 6 is reduced to this area compared to the case when it is increased, there is no possibility of occurrence of cracks, for example, and stable insulation properties can be ensured.

Da ferner zum Erhöhen der Haftfähigkeit die Oberflächenbereiche a, b und c des äußeren Lagerrings 2, wo die Isolationsschicht 6 aufgebracht ist, in ihrer Oberfläche aufgerreiht wurden, zum Zeigen einer mittleren Rauhigkeit entlang der Mittellinie gleich oder mehr als 3,2 Ra und einer maximalen (Rauheits-)Höhe gleich oder rauher als 25 S, kann die Haftfähigkeit der Isolationsschicht 6 mit dem äußeren Lagerring 2 sichergestellt werden, obwohl das keramische Material für die Isolationsschicht 6 eingesetzt wird. Es wird darauf verwiesen, dass selbst mit der jüngsten thermischen Spritztechnik eine sichere Haftfähigkeit der Isolationsschicht 6 auf dem äußeren Lagerring 2 leicht erreicht werden kann. Wenn die Haftfähigkeit der Isolationsschicht 6 nach Verfahren gemessen wurde, die einem Haftfähigkeitsmessverfahren nach JIS entsprechen, wurde ein Resultat von nicht weniger 44.8 Mpa erhalten, was auf eine hinreichende praktische Anwendbarkeit der Isolationsschicht 6 hindeutet. Aus diesem Grund ist die innere Metallschicht der dreischichtigen Auskleidung nach dem Stand der Technik, welche zur Verbesserung der Haftfähigkeit vorgesehen war, bei der vorliegenden Erfindung nicht länger notwendig, und die Verarbeitungsschritte zum Bilden der beschichteten Auskleidung können um einen Schritt reduziert werden, der benötigt ist, um eine Schicht zu schaffen, was in einer Reduktion der Herstellungskosten resultiert. Further, since the surface areas a, b and c of the outer bearing ring 2 where the insulation layer 6 is applied have been lined up in order to increase the adhesiveness, to show an average roughness along the center line equal to or more than 3.2 Ra and a maximum (Roughness) height equal to or rougher than 25 S, the adhesiveness of the insulation layer 6 with the outer bearing ring 2 can be ensured, although the ceramic material is used for the insulation layer 6 . It is pointed out that even with the latest thermal spraying technology, the adhesive layer 6 can be reliably adhered to the outer bearing ring 2 . If the adhesiveness of the insulation layer 6 was measured according to methods that correspond to an adhesion measurement method according to JIS, a result of not less than 44.8 Mpa was obtained, which indicates a sufficient practical applicability of the insulation layer 6 . For this reason, the inner metal layer of the prior art three-layer liner which was intended to improve the adhesiveness is no longer necessary in the present invention, and the processing steps for forming the coated liner can be reduced by one step which is required to create a layer, which results in a reduction in manufacturing costs.

Im Hinblick auf die Presspassung zwischen dem äußeren Lagerring 2 und dem Gehäuse 12 kann jede mögliche Trennung der Isolationsschicht 6 durch das Vorliegen der Metallschicht 7 verhindert werden, die die Isolationsschicht 6 überlappt. Die Metallschicht 7 kann bevorzugt aus einem relativ weichen Material mit Hv 450 oder kleiner, wie oben diskutiert, realisiert sein, und die Benutzung eines derartigen relativ weichen Materials für die Metallschicht ist wirksam, so dass es für eine extern wirkende Last schwierig ist, auf die Isolationsschicht 6 übertragen zu werden, wodurch eine mögliche Gefahr für die Isolationsschicht 6 vermieden wird. Wenn ferner die Metallschicht 7 eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, kann die Isolationswirkung bestimmt werden, indem Anschlüsse eines Isolations- Widerstandsmessgerätes mit einem Bereich der thermisch gespritzten Metallschicht 7 und einem Teil der Oberfläche des äußeren Lagerrings 2 verbunden werden, wodurch es möglich wird, eine einfache Organisation der Messung durchzuführen. With regard to the interference fit between the outer bearing ring 2 and the housing 12 , any possible separation of the insulation layer 6 can be prevented by the presence of the metal layer 7 which overlaps the insulation layer 6 . The metal layer 7 may preferably be made of a relatively soft material with Hv 450 or smaller as discussed above, and the use of such a relatively soft material for the metal layer is effective, so that it is difficult for an externally acting load to be applied Insulation layer 6 to be transferred, whereby a possible danger to the insulation layer 6 is avoided. Furthermore, if the metal layer 7 has electrical conductivity, the insulation effect can be determined by connecting terminals of an insulation resistance meter to a portion of the thermally sprayed metal layer 7 and a part of the surface of the outer bearing ring 2 , thereby making it easy to organize the measurement.

Die Tatsache, dass der Wälzlageraufbau gemäß der vorliegenden Erfindung die doppelte Auskleidung 5, bestehend aus der Isolationsschicht 6 und der Metallschicht 7, aufweist, ermöglicht die folgenden Vorteile verglichen mit der dreischichtigen Auskleidung nach dem Stand der Technik, wie oben diskutiert: In der Durchführung des thermischen Sprüh- (Spritz-)Verfahrens, ist eine vorbestimmte maskierende Lehre notwendig, die während des thermischen Spritzens zum Bilden jeder der Schichten notwendig ist, so dass nur ein benötigter Bereich mit einer thermisch gespritzten Schicht gebildet werden kann. Da bei der dargestellten Ausführungsform für die Auskleidung 5 zwei Schichten ausreichend sind, kann nicht nur die Anzahl von zyklischen Montage- und Entfernungsschritten der Maskierungslehren vermindert werden, sondern auch die Anzahl von Prozessschritten, wie die Anzahl von Beladungswechseln des thermischen Spritzmaterials (Pulver) für den thermischen Spritzapparat, kann entsprechend vermindert werden. Da ferner die Dicke der Isolationsschicht 6 so klein gemacht wird, dass sie in den Bereich von 0,15 bis 0,45 mm fällt, ist die Zeit zum Durchführen des thermischen Spritzens und entsprechend die Menge des benutzten Materials reduziert, wodurch es möglich wird, beträchtlich die Herstellungskosten durch eine Reduktion in der Anzahl der Prozessschritte und in der Dicke der Isolationsschicht 6 zu reduzieren, und ferner macht eine Reduktion in der Dicke der Isolationsschicht 6 mit einer relativ geringen thermischen Leitfähigkeit verglichen mit dem Lagerstahl es möglich, die Wärme-dissipativen Eigenschaften zu erhöhen. The fact that the rolling bearing assembly according to the present invention has the double lining 5 consisting of the insulation layer 6 and the metal layer 7 enables the following advantages compared to the three-layer lining according to the prior art, as discussed above: In the implementation of the thermal spraying method, a predetermined masking teaching is necessary, which is necessary during thermal spraying to form each of the layers, so that only a required area can be formed with a thermally sprayed layer. Since two layers are sufficient for the lining 5 in the illustrated embodiment, not only the number of cyclical assembly and removal steps of the masking gauges can be reduced, but also the number of process steps, such as the number of load changes of the thermal spray material (powder) for the thermal spray gun can be reduced accordingly. Further, since the thickness of the insulation layer 6 is made so small that it falls in the range of 0.15 to 0.45 mm, the time for performing the thermal spraying and accordingly the amount of the material used are reduced, making it possible to considerably reduce the manufacturing cost by reducing the number of process steps and the thickness of the insulation layer 6 , and further reducing the thickness of the insulation layer 6 with a relatively low thermal conductivity compared to the bearing steel makes it possible to have the heat dissipative properties to increase.

Wie oben beschrieben, ermöglicht es die Vereinfachung der Isolationsstruktur und die Verringerung der Dicke der Isolationsschicht 6, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt, die Anzahl von Prozessschritten, die Verarbeitungszeit und die Menge von benötigten Materials zu reduzieren, was zu einer beträchtlichen Reduktion in Herstellungskosten führt. As described above, simplifying the insulation structure and reducing the thickness of the insulation layer 6 as shown in the illustrated embodiment of the present invention enables the number of process steps, the processing time and the amount of material required to be reduced, resulting in a considerable reduction results in manufacturing costs.

Fig. 2 illustriert eine andere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die auf dem äußeren Lagerring 2 vorgesehene Auskleidung 5A von einer Doppelschichtstruktur, die aus der keramischen Isolationsschicht 6 und einer Metallschicht 8 gebildet ist, welche zwischen der Isolationsschicht 6 und dem äußeren Lagerring 2 liegt. Die Metallschicht 8 kann mit demselben Material wie das für die Metallschicht 7 bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 benutzte Material gebildet sein. Sowohl die Metallschicht 8 als auch die Isolationsschicht 6 sind als thermisch gespritzte (gesprühte) Schichten unter Benutzung eines thermischen Spritzverfahrens gebildet. Im Gegensatz zur in Fig. 1 gezeigten vorhergehenden Ausführungsform ist jedoch die Oberfläche des äußeren Lagerrings 2, auf welchem die Metallschicht 8 aufgebracht ist, nicht zur Haftfähigkeitserhöhung oberflächenbehandelt. Andere strukturelle Merkmale des Wälzlageraufbaus gemäß der zweiten beschriebenen Ausführungsform mit Ausnahme der doppelten Schichtstruktur 5a entsprechen denen der ersten Ausführungsform in Fig. 1. Fig. 2 illustrates another preferred embodiment of the present invention. In this embodiment shown in FIG. 2, the lining 5 A provided on the outer bearing ring 2 is of a double-layer structure which is formed from the ceramic insulation layer 6 and a metal layer 8 which lies between the insulation layer 6 and the outer bearing ring 2 . The metal layer 8 can be formed with the same material as the material used for the metal layer 7 in the first embodiment according to FIG. 1. Both the metal layer 8 and the insulation layer 6 are formed as thermally sprayed (sprayed) layers using a thermal spraying process. In contrast to the previous embodiment shown in FIG. 1, however, the surface of the outer bearing ring 2 , on which the metal layer 8 is applied, is not surface-treated to increase the adhesiveness. Other structural features of the rolling bearing structure according to the second described embodiment, with the exception of the double layer structure 5 a, correspond to those of the first embodiment in FIG. 1.

Gemäß der zweiten beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie im Fall des ersten beschriebenen Ausführungsbeispiels, liegt die keramische Isolationsschicht zwischen dem äußeren Lagerring 2 und dem Gehäuse, um dazwischen eine Isolation zu bilden. Während die Isolationsschicht 6 in der Form der thermisch gesprühten Schicht aus keramischem Material, was ein hartes Material ist, vorliegt, bewirkt die Metallschicht 8, welche als einwärts der keramischen Isolationsschicht 6 bezogen auf den äußeren Lagerring 2 positionierte Unterschicht dient, eine Adhäsion zum äußeren Lagerring 2. Da ferner die Auskleidung 5a eine doppelte Schichtstruktur aufweist, ist, verglichen mit der dreischichtigen Auskleidung, die Anzahl von Verfahrensschritten kleiner und daher ist die Herstellung vereinfacht und kann mit verringerten Kosten ermöglicht werden. According to the second described embodiment of the present invention, as in the case of the first described embodiment, the ceramic insulation layer lies between the outer bearing ring 2 and the housing to form an insulation therebetween. While the insulation layer 6 is in the form of the thermally sprayed layer of ceramic material, which is a hard material, the metal layer 8 , which serves as the lower layer positioned inwards of the ceramic insulation layer 6 with respect to the outer bearing ring 2 , causes adhesion to the outer bearing ring 2nd Furthermore, since the lining 5 a has a double layer structure, the number of process steps is smaller compared to the three-layer lining, and therefore the production is simplified and can be made possible with reduced costs.

Fig. 3 illustriert eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist eine ausschließlich eine keramisch Isolationsschicht 6A aufweisende Auskleidung auf dem äußeren Lagerring 2 so gebildet, dass sie die gesamte Oberfläche des äußeren Lagerrings 2 bedeckt, d. h. die Oberflächenbereiche B der jeweiligen äußeren ringförmigen Endflächen des äußeren Lagerrings 2, eingeschlossen die radialen Kragen 2a sowie die äußere periphere Oberfläche a des äußeren Lagerrings 2. Die Oberflächen des äußeren Lagerrings 2, auf welchen die Isolationsschicht 6A gebildet ist, sind mit der Behandlung zum Erhöhen der Haftfähigkeit behandelt worden, zum Verbessern der Haftfähigkeit entsprechend der Oberflächen-Aufrauhungsbehandlung, wie sie bei der Durchführung des ersten beschriebenen Ausführungsbeispiels angewandt wurde. Die Isolationsschicht 6A ist aus demselben Material wie die Isolationsschicht 6 in beliebigen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele gebildet. Fig. 3 illustrates a further preferred embodiment of the present invention. In this embodiment shown in FIG. 3, a lining having only a ceramic insulation layer 6 A is formed on the outer bearing ring 2 in such a way that it covers the entire surface of the outer bearing ring 2 , ie the surface regions B of the respective outer annular end faces of the outer bearing ring 2 , including the radial collar 2 a and the outer peripheral surface a of the outer bearing ring 2 . The surfaces of the outer bearing ring 2 , on which the insulation layer 6 A is formed, have been treated with the treatment for increasing the adhesiveness, for improving the adhesiveness in accordance with the surface roughening treatment used in the implementation of the first described embodiment. The insulation layer 6 A is formed from the same material as the insulation layer 6 in any of the previous exemplary embodiments.

Gemäß der dritten beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 3 gezeigt, kann die Herstellung weiter vereinfacht werden und damit eine Kostenreduktion erreicht werden, da die Isolationsschicht 6A ausschließlich die Auskleidung bildet, obwohl die einer Separation entgegenwirkende Kraft der Isolationsschicht 6A während des Presspassens niedriger sein kann als in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Selbst mit der einschichtigen Auskleidung kann die Haftfähigkeit der Isolationsschicht 6A relativ zum äußeren Lagerring 2 durch die die Haftfähigkeit erhöhende Behandlung, die auf den äußeren Lagerring 2 angewandt wird, sichergestellt werden. According to the third described embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the production can be further simplified and thus a cost reduction can be achieved, since the insulation layer 6 A only forms the lining, although the separation force of the insulation layer 6 A counteracts a separation during of press-fitting can be lower than in the previously described exemplary embodiments. Even with the single-layer lining, the adhesiveness of the insulation layer 6 A relative to the outer bearing ring 2 can be ensured by the treatment which increases the adhesiveness and is applied to the outer bearing ring 2 .

Selbst im Fall einer einschichtigen Auskleidung, wie in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, weist die Isolationsschicht 6A bevorzugt eine Dicke innerhalb des Bereiches von 0,15 bis 0,45 mm auf. Even in the case of a single-layer lining, as in this exemplary embodiment of the present invention, the insulation layer 6 A preferably has a thickness within the range from 0.15 to 0.45 mm.

Andere strukturelle Merkmale des Wälzlageraufbaus gemäß der dritten Ausführungsform mit Ausnahme der einschichtigen Auskleidung entsprechen denen der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele, wie beschrieben. Other structural features of the rolling bearing structure according to the third embodiment except for the single layer Linings correspond to those of the first and second Embodiments as described.

Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben worden ist, ist dies nur für Zwecke der Illustration, und der einschlägige Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen innerhalb des Erfindungsgedankens liegen. Während beispielsweise in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen die Auskleidung so beschrieben wurde, dass sie auf dem äußeren Lagerring gebildet ist, kann die entweder die keramische Isolationsschicht und die Metallschicht oder lediglich das keramische Material aufweisende Auskleidung auf dem inneren Lagerring 1 vorgesehen sein. Wenn die Auskleidung auf dem inneren Lagerring 1 gebildet ist, sollte die Auskleidung so gebildet sein, dass sie eine innere periphere Oberfläche der inneren Rille bedeckt, die in Kontakt mit der Achse steht, oder Oberflächenbereiche von äußeren ringförmigen Enden und einem inneren peripheren Oberflächenbereich des inneren Rillenelements. Although the present invention has been described in detail in connection with the preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings, this is for illustration purposes only and those skilled in the art will recognize that numerous changes and modifications are within the spirit of the invention. For example, while in the previous exemplary embodiments the lining was described in such a way that it is formed on the outer bearing ring, the lining comprising either the ceramic insulation layer and the metal layer or only the ceramic material can be provided on the inner bearing ring 1 . When the liner is formed on the inner bearing ring 1 , the liner should be formed so as to cover an inner peripheral surface of the inner groove that is in contact with the axis, or surface areas of outer annular ends and an inner peripheral surface area of the inner one groove element.

Es gelten daher derartige Änderungen und Modifikationen, sofern sie nicht von dem in den Ansprüchen definierten Schutzumfang abweichen, als von der vorliegenden Offenbarung umfasst. Such changes and modifications therefore apply unless they differ from that defined in the claims Scope of protection deviate from the present Revelation includes.

Claims

1. Anti-corrosion bearing assembly with
a lining formed on a surface of a bearing element which is in contact with a housing or an axis,
characterized by
that the lining ( 5 ', 5 A) has a double-layer structure and a ceramic insulation layer ( 6 ', 6 A) and a metal layer ( 7 ; 8 ).

2. Rolling bearing structure according to claim 1, characterized in that the lining ( 5 ', 5 A) has a double layer structure with the ceramic insulation layer ( 6 ) and the metal layer ( 7 ), which covers the ceramic insulation layer ( 6 ), and that the surface (a; b; c) of the bearing element ( 1 ; 2 ), which touches the ceramic insulation layer ( 6 ), is surface-treated by an adhesion-increasing treatment, in order to increase the adhesion of the ceramic insulation layer ( 6 ).

3. Rolling bearing structure according to claim 2, characterized in that the bearing element has a first and a second bearing ring ( 1 ; 2 ) and the double layer lining ( 5 ) having the insulation layer ( 6 ) and the metal layer ( 7 ) on the outer bearing ring ( 2 ) is provided, and that the adhesion-increasing treatment is a surface roughening treatment for roughening the surface of the outer bearing element ( 2 ) to an average roughness along a center line (centering line) equal to or rougher than 3.2 Ra, or to a maximum height equal or rougher than 25 p. determined according to JIS B0601.

4. Rolling bearing structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ceramic insulation layer ( 6 ; 6 A) has a thickness in the range between 0.15 and 0.45 mm.

5. Electro-corrosion resistant roller bearing structure with a lining formed on a surface of a bearing element, which is designed so that it is in close contact with a housing or an axis, characterized in that
the lining has a single-layer structure with a ceramic insulation layer ( 6 A),
and that the surface (a; b; c) of the bearing element ( 1 ; 2 ), which contacts the ceramic insulation layer ( 6 A), is surface-treated by an adhesion-increasing treatment, in order to increase the adhesion of the ceramic insulation layer ( 6 A).

6. Rolling bearing structure according to claim 5, characterized in that the ceramic insulation layer ( 6 A) has a thickness in the range between 0.15 and 0.45 mm.