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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Rollelement zur Verwendung in
einem Rollteil und einem Lager, welche zu einem stufenlosen Getriebe
(CVT) des Toroidtyps für
Kraftfahrzeuge gehören,
zu einem Lager, welches zu einer von einer Brennkraftmaschine angetriebenen
Hilfsmaschine gehört,
beispielsweise einer Kraftstoffpumpe, einem Generator oder einem
Luftkompressor, oder zu einem Lager für einen Luftkompressor, zu einem
Gang und einem Lager für
ein Getriebe, und betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Rollelements.
Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Rollelement,
welches eine verbesserte Roll-Dauerfestigkeit aufweist,
und signifikant ein Abplatzen oder Abblättern mit kurzer Lebensdauer
infolge einer durch Wasserstoff hervorgerufenen Versprödung verhindert,
die hervorgerufen wird, wenn Wasserstoff, der durch Zersetzung eines
Schmieröls
beim Rollen des Rollelements erzeugt wird, in ein Metallmaterial
des Rollelements eindringt, und betrifft ein Verfahren zur Erzeugung
des Rollelements.
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Das
US-Patent Nr. 5,510,974, entsprechend der ersten Veröffentlichung
Nr. 2-190615 einer japanischen Patentanmeldung, beschreibt ein durch
Fett abgedichtetes Lager, mit dem versucht wird, das Eindringen
von Wasserstoff in Laufringe des Lagers zu verhindern, also ein
Abplatzen oder Abblättern
mit kurzer Lebensdauer infolge einer durch Wasserstoff hervorgerufenen
Versprödung,
wie voranstehend erwähnt.
Die Laufringe weisen Schichten aus Fe3O4 auf den Rolloberflächen auf, die durch eine Schwärzungsbehandlung ausgebildet
werden, um hierdurch das Auftreten von Abblättern auf den Lageroberflächen einzuschränken, und
die Lebensdauer des Lagers zu verbessern.
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Die
erste Veröffentlichung
Nr. 6-313434 einer japanischen Patentanmeldung beschreibt ein korrosionsfestes
Rolllager, bei welchem eine Nickelplattierungsschicht auf einer
Oberfläche
zumindest entweder eines inneren Laufrings, eines äußeren Laufrings,
von Rollteilen oder eines Halters für die Rollteile vorgesehen ist.
Mit dieser Technik soll versucht werden, die Korrosionsbeständigkeit
in stark korrosiven Umgebungen zu verbessern, beispielsweise bei
Salzwassersprühnebeln,
und das Plattierungsvermögen
zu verbessern.
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Im
Allgemeinen weist ein Toroid-CVT eine Eingangsscheibe, eine Ausgangsscheibe
und Antriebsrollen auf, die mit der Eingangs- und der Ausgangsscheibe über ein
Schmieröl
in Berührung
stehen. Die Scheiben und die Antriebsrollen weisen Rollkontaktoberflächen auf,
die miteinander in Rollkontakt über
das Schmieröl gelangen.
Die Drehung der Eingangsscheibe wird auf die Ausgangsscheibe durch
den Traktionsantrieb übertragen,
der zwischen den Rollkontaktoberflächen der Scheiben und der Antriebsrollen
hervorgerufen wird. Wenn das Toroid-CVT angetrieben wird, wirkt
eine hohe Belastungskraft auf die Rollkontaktoberflächen der Eingangs-
und der Ausgangsscheibe und die Rollkontaktoberflächen der
Antriebsrollen ein. Dies führt
dazu, dass ein hoher Kontaktoberflächendruck auf Lagerlaufrillenoberflächen der inneren
und äußeren Laufringe
jeder Antriebsrolle einwirkt, welche Laufrillen festlegen, die Rollteile
aufnehmen, und in Rollkontakt mit dem Rollteilen stehen. Im Einzelnen
kann der maximale Kontaktoberflächendruck,
der auf die Lagerlaufrillenoberflächen des inneren und äußeren Laufrings
einwirkt, einen Wert von mehr als 3 GPa erreichen. Weiterhin wirken eine
Traktionskraft und eine Radialbelastung auf die Lagerlaufrillenoberflächen der
Laufringe der Antriebsrolle ein, wenn die Rollteile auf den Lagerlaufrillenoberflächen abrollen.
Dies kann zu einem mikroskopischen Kontakt von Metall zu Metall
zwischen den Lagerlaufrillenoberflächen und den Rollteilen führen, oder
den dazwischen erzeugten Rollreibungswiderstand erhöhen, wodurch
eine Tangentialkraft groß wird,
welche auf die Rolloberflächen
einwirkt, so dass die Roll-Dauerfestigkeitslebensdauer der Laufringe
verringert wird.
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Weiterhin
ist bekannt, dass eine mit Fett geschmiertes Lager dazu neigt, durch
die tribochemische Reaktion beeinflusst zu werden, die zwischen
dem Fett und den Rollkontaktoberflächen der Laufringe hervorgerufen
wird, die in Kontakt mit mehreren Rollteilen über Fett gelangen. Die tribochemische
Reaktion wird durch die Katalysatorwirkung der neuen Oberfläche gefördert, die
neu auf der Rollkontaktoberfläche
durch den mikroskopischen Kontakt von Metall zu Metall zwischen
den Rollkontaktoberflächen
und den Rollteilen erzeugt wird. Dies führt zu einer chemischen Zersetzung
des Fetts, was zur Erzeugung von Wasserstoff führt. Der erzeugte Wasserstoff
dringt in die Metallanordnung der Laufringe ein, wodurch deren Roll-Dauerfestigkeitslebensdauer
beeinträchtigt
wird.
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Um
das voranstehend geschilderte Problem des mit Fett geschmierten
Lagers auszuschalten, wurde eine Schwärzungsbehandlung vorgeschlagen,
wie in der voranstehend geschilderten, früheren Vorgehensweise beschrieben.
Bei der Schwärzungsbehandlung
werden die Laufringe in eine Ätznatronlösung getaucht,
die auf eine Temperatur von 130°C
bis 160°C
erwärmt
ist. Dies führt
zu negativen Einflüssen
auf die Arbeitsumgebung, und ist daher in der Industrie unerwünscht. Weiterhin
bleiben die Schichten aus Fe3O4,
die durch die Schwärzungsbehandlung
ausgebildet werden, nicht in ausreichendem Ausmaß auf den Rollkontaktoberflächen bei
schweren Bedingungen, beispielsweise bei hoher Temperatur und einem
hohen Kontaktoberflächendruck.
Daher wird hierdurch nicht sichergestellt, dass das Eindringen von
Wasserstoff in die Metallanordnung der Laufringe unterdrückt werden
kann.
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In
einem Fall, in welchem die Rollkontaktoberflächen der Laufringe mit einer
Nickelschicht beschichtet sind, verschleißt die Nickelschicht in relativ
kurzer Zeit, abhängig
von der Beschichtungsrichtung oder den Beschichtungseigenschaften,
unter schweren Bedingungen wie einer hohen Temperatur und einem
hohen Kontaktoberflächendruck.
In diesem Fall kann das Eindringen von Wasserstoff in die Metallanordnung
der Laufringe und der mikroskopische Kontakt von Metall zu Metall
zwischen den Rollkontaktoberflächen
und den Rollteilen nicht ausreichend verhindert werden.
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Es
besteht ein Bedürfnis,
die voranstehend geschilderten Probleme zu lösen, die bislang in der Technik
auftreten. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines Rollelements, das keine Erzeugung einer neuen
Oberfläche
aufweist, die durch einen mikroskopischen Kontakt von Metall zu
Metall hervorgerufen wird, über
lange Zeit, und daher das Eindringen von Wasserstoff in die Metallanordnung
des Rollelements verhindert, durch Ausbildung einer Schutzbeschichtung,
welche verhindern kann, dass Wasserstoff durch sie in die Metallanordnung
des Rollelements hineingelangt, so dass die Roll-Festigkeitslebensdauer zunimmt.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht speziell in der Bereitstellung
eines langlebigen Rollelements, bei dem verhindert werden kann,
dass bei ihm ein Abblättern
mit kurzer Lebensdauer infolge einer durch Wasserstoff hervorgerufenen
Versprödung
auftritt, die durch Eindringen von Wasserstoff hervorgerufen wird,
der durch chemische Zersetzung eines Schmieröls beim Rollen des Rollelements
erzeugt wird, in die Metallanordnung des Rollelements hinein, und
welches die Leistung über
einen langen Nutzungszeitraum aufrechterhalten kann. Ein weiterer
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Verfahrens zur Herstellung des Rollelements mit den voranstehend
geschilderten Funktionsweisen und Auswirkungen. Weitere Vorteile
und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich werden.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Rollelement zur Verfügung gestellt,
das eine Rollkontaktoberfläche
aufweist, die in Rollkontakt mit einem Gegenstück gelangt, wobei das Rollelement aufweist:
ein
Basismetall; und
eine Nickelbeschichtung, die auf einer Oberfläche des
Basismetalls vorgesehen ist, und mit dem Basismetall so zusammenwirkt,
dass die Rollkontaktoberfläche
ausgebildet wird,
wobei die Rollkontaktoberfläche die
Bedingung erfüllt,
dass ein Mittelwert von Verhältnissen
von L1 zu L2, gemessen in zumindest drei wahlweisen Beobachtungsbereichen,
im Bereich von 1,2 bis 2,4 liegt,
wobei jeder der zumindest
drei wahlweisen Beobachtungsbereiche in einem Querschnitt liegt,
der in Vertikalrichtung relativ zur Oberfläche des Basismetalls angeordnet
ist, das mit der Nickelbeschichtung abgedeckt ist, und durch zwei
parallele Linien festgelegt wird, die sich in Vertikalrichtung erstrecken;
L1 die Länge
einer Grenzfläche
zwischen dem Basismetall und der Nickelbeschichtung in jedem der
zumindest drei wahlweisen Beobachtungsbereiche bezeichnet; und L2
die Länge
eines Bezugsliniensegments bezeichnet, das sich senkrecht zur Vertikalrichtung
in jedem der zumindest drei wahlweisen Beobachtungsbereiche erstreckt,
wobei L1 und L2 in demselben Beobachtungsbereich vorhanden sind.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung eines Rollelements zur Verfügung gestellt, welches eine
Rollkontaktoberfläche
aufweist, die in Rollkontakt mit einem Gegenstück gelangt, wobei das Verfahren
umfasst:
Ausbildung einer Nickelbeschichtung auf einer Oberfläche eines
Basismetalls eines Werkstücks;
und
Durchführen
eines Ausheizens bei einer Temperatur von nicht mehr als 200°C des Werkstücks, das
mit der Nickelbeschichtung auf der Oberfläche des Basismetalls versehen
ist, um das Rollelement mit der Rollkontaktoberfläche zur
Verfügung
zu stellen,
wobei die Rollkontaktoberfläche die Bedingung erfüllt, dass
ein Mittelwert von Verhältnissen
von L1 zu L2, gemessen in zumindest drei wahlweisen Beobachtungsbereichen,
im Bereich von 1,2 bis 2,4 liegt,
wobei jeder der zumindest
drei wahlweisen Beobachtungsbereiche in einem Querschnitt angeordnet
ist, der in einer Vertikalrichtung relativ zur Oberfläche des
Basismetalls liegt, die mit der Nickelbeschichtung bedeckt ist, und
durch zwei parallele Linien festgelegt wird, die sich in Vertikalrichtung
erstrecken; L1 die Länge
einer Grenzfläche
zwischen dem Basismetall und der Nickelbeschichtung in jedem der
zumindest drei wahlweisen Beobachtungsbereiche bezeichnet; und L2
die Länge
eines Bezugsliniensegments bezeichnet, das sich senkrecht zur Vertikalrichtung
in jedem der zumindest drei wahlweisen Beobachtungsbereiche erstreckt,
wobei L1 und L2 in demselben Beobachtungsbereich vorhanden sind.
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In
den Figuren zeigt:
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1 eine
erläuternde
Darstellung eines Schnittbeobachtungsbereiches eines Rollelements
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Schnittansicht eines stufenlosen Getriebes (CVT) des Toroid-Typs,
bei welchem das Rollelement gemäß der vorliegenden
Erfindung einsetzbar ist;
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3A eine
teilweise geschnittene Ansicht eines Toroid-CVT, wobei eine Eingangsscheibe,
eine Ausgangsscheibe, und Antriebsrollen dazwischen dargestellt
sind;
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3B eine
vergrößerte und
geschnittene Ansicht in Explosionsdarstellung der Antriebsrolle,
entlang der Linie A–A
von 3A, wobei eine rechte Hälfte innerer und äußerer Laufringe
und von Nickelbeschichtungen gezeigt ist, die auf dem inneren und äußeren Laufring
vorgesehen sind;
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4 eine
erläuternde
Darstellung eines Wärmebehandlungsverfahrens,
welches bei Versuchsproben eingesetzt wird, die bei Beispielen verwendet
werden; und
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5 eine
schematische Schnittansicht eines Lagerrollermüdungstestgeräts, das
zur Messung der Roll-Dauerfestigkeit der Versuchsproben verwendet
wird, die bei den Beispielen verwendet werden.
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Nunmehr
wird unter Bezugnahme auf 1 ein Rollelement
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
Das Rollelement dieser Ausführungsform
weist eine Rollkontaktoberfläche
auf, die in Rollkontakt mit einem Gegenstück gelangt. 1 zeigt
einen Querschnitt der Rollkontaktoberfläche, in Vertikalrichtung relativ
zu einer Oberfläche
eines Basismetalls M der Rollkontaktoberfläche, nämlich in Richtung nach oben
und unten in 1. Wie in 1 gezeigt,
weist das Rollelement ein Basismetall M und eine Nickelbeschichtung
N auf, die auf einer Oberfläche
des Basismetalls M vorgesehen ist. Das Basismetall M und die Nickelbeschichtung
N arbeiten so zusammen, dass sie die Rollkontaktoberfläche bilden.
Die Rollkontaktoberfläche
erfüllt
die Bedingung, dass ein Mittelwert von Verhältnissen L1/L2 von L1 zu L2,
gemessen in zumindest drei wahlweisen Beobachtungsbereichen, im
Bereich von 1,2 bis 2,4 liegt. Im Einzelnen ergibt sich jeder der zumindest
drei wahlweisen Beobachtungsbereiche durch Beobachtung bei einer
Vergrößerung von
10000 unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (SEM). Der
Beobachtungsbereich wird durch zwei parallele Linien La und Lb festgelegt,
die sich in Vertikalrichtung relativ zur Oberfläche des Basismetalls M befinden, die
mit der Nickelbeschichtung N abgedeckt ist, und gehen durch entgegengesetzte
Enden A und B des Bezugsliniensegments. L1 bezeichnet die Länge einer
Grenzfläche
zwischen dem Basismetall M und der Nickelbeschichtung N in jedem
der Beobachtungsbereiche. L2 bezeichnet die geradlinige Länge eines
Bezugsliniensegments, das sich senkrecht zur Vertikalrichtung relativ
zur Oberfläche
des Basismetalls M erstreckt, die mit der Nickelbeschichtung N abgedeckt
ist, in jedem der Beobachtungsbereiche. Die Länge L2 des Bezugsliniensegments
beträgt
11,5 μm
bei dieser Ausführungsform.
Wenn die Verhältnisse
L1/L2 gemessen werden, werden die Länge L1 und die Länge L2 verwendet,
die sich im selben Beobachtungsbereich befinden.
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Wenn
der Mittelwert der Verhältnisse
L1/L2 kleiner ist als 1,2, wird die Haftfestigkeit der Nickelbeschichtung
N unzureichend, so dass die Nickelbeschichtung N versteift, bevor
Nickel beinahe vollständig
in die Oberfläche
des Basismetalls M diffundiert ist, auf welcher die Nickelbeschichtung
N vorgesehen ist. Hierdurch wird beinahe keine Ausbildung einer
Nickeldiffusionsschicht hervorgerufen, die dazu dient, das Eindringen
von Wasserstoff in das Basismetall M zu unterdrücken. Daher kann das Rollelement
keine stabile Qualität
zur Verfügung
stellen, die dazu benötigt
wird, in ausreichenden Maße
die Auswirkungen der Unterdrückung
des Eindringens von Wasserstoff zeigen, und einen mikroskopischen
Kontakt von Metall zu Metall zu verringern.
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Wenn
der Mittelwert der Verhältnisse
L1/L2 größer ist
als 2,4, wird die Oberflächenrauhigkeit
des Basismetalls M groß,
die auftritt, nachdem die Nickelbeschichtung N verschlissen ist.
Hierdurch wird die Kontaktrate von Metall zu Metall an einem Rollkontaktabschnitt
des Rollelements vergrößert, was
eine Erweichung des Basismetalls M infolge einer Temperaturerhöhung an
dem Rollkontaktabschnitt hervorruft, und Oberflächenschäden, die an den Rollkontaktabschnitten
des Rollelements und des Gegenstücks
auftreten. Dies führt zu
einer Beeinträchtigung
der Roll-Dauerfestigkeitslebensdauer des Rollelements, hervorgerufen
durch eine Oberflächenbeschädigung,
die in einem äußersten
Bereich des Rollkontaktabschnitts beginnt. Wenn daher der Mittelwert
der Verhältnisse
L1/L2 im Bereich von 1,2 bis 2,4 liegt, kann die Haftfestigkeit
der Nickelbeschichtung N vergrößert werden,
und kann eine stabile Qualität
erreicht werden, wie dies nachstehend erläutert wird. Weiterhin liegt,
um noch bessere Auswirkungen zu erreichen, der Mittelwert der Verhältnisse
L1/L2 vorzugsweise im Bereich von 1,2 bis 1,5.
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Bei
dem Rollelement gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Länge und die Fläche der
Grenzfläche
zwischen dem Basismetall M und der Nickelbeschichtung N vergrößert, wodurch
die Haftfestigkeit der Nickelbeschichtung N in Bezug auf das Basismetall
M vergrößert wird.
Hierdurch kann die Diffusion von Nickel, das in der Nickelbeschichtung
N enthalten ist, in das Basismetall M gefördert werden, was es erleichtert,
eine Nickeldiffusionsschicht als Schutzschicht auszubilden, die
verhindert, dass Wasserstoff durch sie hindurchgeht, und in das
Basismetall M des Rollelements eindringt. Darüber hinaus kann die Erzeugung
einer neuen Oberfläche
verhindert werden, die durch den mikroskopischen Kontakt von Metall zu
Metall hervorgerufen wird, und kann das Eindringen von Wasserstoff in
den Innenaufbau des Basismetalls M unterdrückt werden, selbst unter erschwerten
Bedingungen wie einer hohen Temperatur und einem hohen Kontaktoberflächendruck.
Dies führt
dazu, dass die Roll-Dauerfestigkeitslebensdauer des Rollelements
gemäß der ersten
Ausführungsform
verbessert werden kann. Insbesondere kann ein zu einer kurzen Lebensdauer
führendes
Abblättern
unterdrückt
werden, das infolge einer durch Wasserstoff hervorgerufenen Versprödung auftritt,
die durch Eindringen des Wasserstoffs, der durch chemische Zersetzung
von Schmieröl
beim Abrollen des Rollelements in das Basismetall M des Rollelements
verursacht wird. Hierdurch kann wesentlich die Roll-Dauerfestigkeitslebensdauer
des Rollelements verbessert werden, gemäß der ersten Ausführungsform, und
können
die hervorragenden Eigenschaften der Nickelbeschichtung N über einen
langen Einsatzzeitraum aufrechterhalten werden. Die Qualität, die dazu
benötigt
wird, in ausreichender Weise die Auswirkungen der Unterdrückung des
Eindringens von Wasserstoff zu erzielen, und den mikroskopischen
Kontakt von Metall zu Metall zu verringern, können daher stabilisiert werden,
so dass ein Rollelement gemäß der ersten
Ausführungsform
erhalten werden kann, das eine stabile, lange Lebensdauer aufweist.
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Weiterhin
ist es vorzuziehen, dass die maximale Höhe Ry der Grenzfläche zwischen
dem Basismetall M und der Nickelbeschichtung N innerhalb des Beobachtungsbereiches,
wie in 1 gezeigt, im Bereich von 0,05 μm bis 1 μm liegt.
Die Messung der maximalen Höhe
Ry der Grenzfläche
wird nach Vorgabe der JIS B 0601-1994 und der JIS B 0651 durchgeführt.
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Wenn
die maximale Höhe
Ry der Grenzfläche
kleiner ist als 0,05 μm,
wird die Haftfestigkeit der Nickelbeschichtung N in Bezug auf das
Basismetall M unzureichend. Wenn im Gegensatz hierzu die maximale
Höhe Ry
der Grenzfläche
größer ist
als 1 μm,
so wird die Oberflächenrauhigkeit
des Basismetalls M groß,
die auftritt, nachdem die Nickelbeschichtung N verschlissen ist.
Dies erhöht
die Kontaktrate von Metall zu Metall an einem Rollkontaktabschnitt
des Rollelements, wodurch eine Erweichung des Basismetalls M infolge
einer Temperaturerhöhung
an dem Rollkontaktabschnitt verursacht wird, sowie eine Beschädigung der
Oberfläche,
die an den Rollkontaktabschnitten des Rollelements und des Gegenstücks auftritt.
Dies führt
zu einer Beeinträchtigung
der Roll-Dauerfestigkeitslebensdauer
des Rollelements, hervorgerufen durch eine Oberflächenbeschädigung,
die im äußersten
Bereich des Rollkontaktabschnitts beginnt.
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Bei
dem Rollelement gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Grenzfläche zwischen dem Basismetall
M und der Nickelbeschichtung N aufgerauht, so dass die Haftfestigkeit
der Nickelbeschichtung N in Bezug auf das Basismetall M erhöht werden
kann, um hierdurch die Diffusion von Nickel in der Nickelbeschichtung
N in das Basismetall M zu fördern,
und die Ausbildung einer Nickeldiffusionsschicht zu erleichtern,
welche zur Unterdrückung
des Eindringens von Wasserstoff beiträgt. Hierdurch kann die Qualität stabilisiert
werden, die dazu benötigt
wird, die Auswirkungen der Unterdrückung des Eindringens von Wasserstoff
und der Verringerung des Kontakts von Metall zu Metall zu erzielen.
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Weiterhin
ist vorzuziehen, dass die Nickelbeschichtung N einen Doppelschichtaufbau
aufweist, der aus einer Nickelvordeckplattierungsschicht Ns und
einer äußeren Nickelplattierungsschicht
Nj besteht, die auf der Nickelvordeckplattierungsschicht Ns vorgesehen
ist, wie dies in 1 gezeigt ist. Durch das Vorsehen
der Nickelvordeckplattierungsschicht Ns unterhalb der äußeren Nickelplattierungsschicht
Nj kann die Haftfestigkeit der Nickelbeschichtung N in Bezug auf
das Basismetall M verbessert werden, um hierdurch die Diffusion
von Nickel in der Nickelbeschichtung N in das Basismetall M zu fördern, und
die Ausbildung einer Nickeldiffusionsschicht zu erleichtern, die
zum Unterdrücken
des Eindringens von Wasserstoff beiträgt. Hierdurch kann die Qualität stabilisiert
werden, die dazu benötigt
wird, die Auswirkungen der Unterdrückung des Eindringens von Wasserstoff
und der Verringerung des mikroskopischen Kontakts von Metall zu
Metall zu unterdrücken.
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Weiterhin
ist vorzuziehen, dass die minimale Dicke x der Nickelbeschichtung
N in dem Beobachtungsbereich, wie in 1 gezeigt,
im Bereich von 2 μm
bis 10 μm
liegt. Ist die minimale Dicke x der Nickelbeschichtung N kleiner
als 2 μm,
wird die Zeit bis zum Verschleiß der
Nickelbeschichtung N und zu deren Abtrag kurz, so dass Nickel in
der Nickelbeschichtung N nicht ausreichend in die Oberfläche des
Basismetalls M hinein diffundiert, auf welcher die Nickelbeschichtung
N abgelagert wird. Daher wird kaum eine Nickeldiffusionsschicht ausgebildet,
die dazu dient, das Eindringen von Wasserstoff in das Basismetall
M zu unterdrücken.
Die Qualität,
die dazu benötigt
wird, ausreichend die Auswirkungen der Unterdrückung des Eindringens von Wasserstoff und
der Verringerung des mikroskopischen Kontakts von Metall zu Metall
zu zeigen, wird instabil. Wenn im Gegensatz hierzu die minimale
Dicke x der Nickelbeschichtung N größer ist als 10 μm, werden
die Restspannungen, die in der Nickelbeschichtung N hervorgerufen
werden, übermäßig groß, wenn
die Dicke der Nickelbeschichtung N zunimmt. Dies führt dazu,
dass ein Abblättern
der Nickelbeschichtung N in einer relativ frühen Stufe des Einsatzes auftritt.
Hiermit kann nicht ausreichend zur Verbesserung der Roll-Dauerfestigkeitslebensdauer
des Rollelements beigetragen werden.
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Bei
dem Rollelement, bei welchem die minimale Dicke x der Nickelbeschichtung
N innerhalb des Beobachtungsbereiches im Bereich von 2 μm bis 10 μm liegt,
wird die Zeit ausreichend lang, bevor die Nickelbeschichtung N verschlissen
und abgetragen ist, so dass die Diffusion von Nickel in der Nickelbeschichtung
N in die Oberfläche
des Basismetalls M gefördert
wird. Dies ermöglicht
eine Ausbildung der Nickeldiffusionsschicht, die dazu dient, das
Eindringen von Wasserstoff in das Basismetall M zu unterdrücken. Daher
wird die Qualität stabil,
die dazu benötigt
wird, in ausreichender Weise die Auswirkungen der Unterdrückung des
Eindringens von Wasserstoff und der Verringerung eines mikroskopischen
Kontakts von Metall zu Metall zu zeigen, wodurch die Lebensdauer
des Rollelements verlängert
wird.
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Weiterhin
ist vorzuziehen, dass die minimale Dicke y der Nickelvordeckplattierungsschicht
Ns in dem in 1 gezeigten Beobachtungsbereich
gleich 0,2 μm
oder größer ist.
Ist die minimale Dicke y der Nickelvordeckplattierungsschicht Ns
kleiner als 0,2 μm,
so wird die Haftfestigkeit der Nickelbeschichtung N relativ zum Basismetall
M unzureichend, so dass die Nickelbeschichtung N verschlissen ist,
bevor Nickel in der Nickelbeschichtung N in die Oberfläche des
Basismetalls M hinein diffundiert ist, auf welcher die Nickelbeschichtung
N angeordnet ist. Daher wird kaum eine Nickeldiffusionsschicht ausgebildet,
die dazu dient, das Eindringen von Wasserstoff in das Basismetall
M zu unterdrücken.
Die Qualität,
die dazu benötigt
wird, in ausreichender Weise die Auswirkungen der Unterdrückung des
Eindringens von Wasserstoff und des Verringerns eines mikroskopischen
Kontakts von Metall zu Metall zu zeigen, wird instabil.
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Bei
dem Rollelement, bei welchem die minimale Dicke y der Nickelvordeckplattierungsschicht
Ns in dem Beobachtungsbereich gleich 0,2 μm oder größer ist, kann die Haftfestigkeit
der Nickelbeschichtung N relativ zum Basismetall M vergrößert werden,
um hierdurch die Diffusion von Nickel in der Nickelbeschichtung
N in das Basismetall M zu fördern,
und die Ausbildung einer Nickeldiffusionsschicht zu erleichtern,
die zum Unterdrücken
des Eindringens von Wasserstoff beiträgt. Hierdurch kann weiter die
Qualität
stabilisiert werden, die dazu benötigt wird, die Auswirkungen
der Unterdrückung
des Eindringens von Wasserstoff und der Verringerung des mikroskopischen
Kontakts von Metall zu Metall zu unterdrücken.
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Das
Rollelement gemäß der vorliegenden
Erfindung kann bei einem Rollelement und einem Lager eingesetzt
werden, welche bei einem Toroid-CVT, einem Lager für ein riemengetriebenes
CVT, einem Gang und einem Lager eingesetzt werden, welche eine Hilfsmaschine,
die von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, bilden, beispielsweise
einer Kraftstoffpumpe, einem Generator und einem Luftkompressor,
sowie bei einem Gang und einem Lager, die in einem Getriebe verwendet
werden. Das Rollelement gemäß der vorliegenden
Erfindung kann zu einer verlängerten
Lebensdauer und zu einer verbesserten Leistung beitragen.
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Weiterhin
kann das Rollelement gemäß der vorliegenden
Erfindung bei einem Toroid-CVT eingesetzt werden, welches eine Eingangs-
und eine Ausgangsscheibe aufweist, sowie eine zwischen der Eingangsscheibe
und der Ausgangsscheibe angeordnete Antriebsrolle, welche mit diesen über Schmieröl in Kontakt steht.
Die Eingangs- und die Ausgangsscheibe und die Antriebsrolle weisen
Rollkontaktabschnitte auf, die miteinander in Kontakt bei deren
Drehung gelangen. Eine Nickelbeschichtung N kann auf den Rollkontaktabschnitten
zumindest entweder der Antriebsrolle oder der Eingangs- oder der
Ausgangsscheibe vorgesehen sein. Genauer gesagt, weisen die Eingangs-
und die Ausgangsscheibe sowie die Antriebsrolle Traktionsoberflächen auf,
die bei Drehung dieser Teile in Rollkontakt miteinander gelangen.
Die Traktionsoberflächen
der Eingangs- und der Ausgangsscheibe gelangen in Rollkontakt mit
der Traktionsoberfläche
der Antriebsrolle während
deren Drehung. Die Nickelbeschichtung N kann auf zumindest entweder
der Traktionsoberfläche
der Antriebsrolle oder auf einer der Traktionsoberflächen der
Eingangs- und der Ausgangsscheibe vorhanden sein. Weiterhin weist
die Antriebsrolle Lagerlaufrillenoberflächen auf ihrem äußeren und
inneren Laufring auf. Die Lagerlaufrillenoberflächen legen Laufrillen zur Aufnahme
mehrerer Rollteile fest, beispielsweise von Kugeln, und gelangen
in Rollkontakt mit den Rollteilen während der Drehung der Antriebsrolle.
Die Nickelbeschichtung N kann auf zumindest den Lagerlaufrillenoberflächen des äußeren und
des inneren Laufrings der Antriebsrolle vorhanden sein.
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In 2 ist
ein stufenloses Getriebe (CVT) des Toroid-Typs dargestellt, bei
welchem das Rollelement gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden kann. Wie in 2 gezeigt,
weist das Toroid-CVT eine Eingangswelle 101 auf, die mit
einer Brennkraftmaschine verbunden ist, eine Eingangsscheibe 103,
die sich um ihre Achse drehen kann, und in Axialrichtung innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches bewegbar ist, sowie eine Ausgangsscheibe 112,
die sich um ihre Achse drehen kann. Die Eingangsscheibe 103 und
die Ausgangsscheibe 112 weisen im Wesentlichen dieselbe
Form auf, und sind koaxial und symmetrisch zueinander angeordnet,
wie dies in 2 gezeigt ist. Eine Belastungsnockenvorrichtung 102 legt
eine Belastungskraft an die Eingangsscheibe 103 zur Ausgangsscheibe 112 an.
Zwei Antriebsrollen 111 sind zwischen der Eingangs- und der
Ausgangsscheibe 103 bzw. 112 angeordnet, in Berührung mit
der Eingangs- und Ausgangsscheibe 103 bzw. 112, über Schmieröl. Das Toroid-CVT
weist zwei Einheiten mit einer Eingangs- und einer Ausgangsscheibe 103 bzw. 112 und
mit zwei Antriebsrollen 111 auf.
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Im
Einzelnen weisen die Eingangsscheibe 103 und die Ausgangsscheibe 112 eine
Traktionsoberfläche 103a bzw.
eine Traktionsoberfläche 112a auf.
Die Traktionsoberflächen 103a und 112a liegen
einander in Axialrichtung gegenüber,
und sind voneinander beabstandet, um eine Torusoberfläche auszubilden.
Jede der Antriebsrollen 111 weist einen Drehzapfen 104 und
eine Drehwelle 105 auf, die an dem Drehzapfen 104 angebracht
ist. Der äußere Laufring 106 ist
an der Drehwelle 105 befestigt. Der innere Laufring 107 ist
an der Drehwelle 105 über
ein Radialnadellager 109 angebracht, so dass er sich um
die Achse der Drehwelle 105 drehen kann. Der innere Laufring 107 weist
eine Traktionsoberfläche 107a auf,
die in Kontakt mit einer Traktionsoberfläche 103a der Eingangsscheibe 103 steht,
und mit einer Traktionsoberfläche 112a der
Ausgangsscheibe 112, über
das Schmieröl.
Mehrere Rollteile 108 in Form von Kugeln sind zwischen
dem inneren und äußeren Laufring 106 bzw. 107 in
Kontakt mit diesen über
das Schmieröl
vorgesehen. Der äußere und
innere Laufring 106 bzw. 107 weisen Lagerlaufrillenoberflächen 106b bzw. 107b auf,
welche eine Laufrille zur Aufnahme eines jeweiligen Rollteils 108 bilden.
Die Ausgangsscheibe 112 ist mit der Eingangswelle 101 über ein Radialnadellager 113 verbunden,
und so mit einem Ausgangszahnrad 114 gekuppelt, welches
sich um die Achse der Eingangswelle 101 drehen kann.
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Wenn
sich Eingangswelle 101 dreht, wird die Eingangsscheibe 103 über die
Belastungsnockenvorrichtung 102 gedreht. Wenn sich die
Eingangsscheibe 103 dreht, gelangen innere Laufringe 107 des
Paars der Antriebsrollen 111 in Rollkontakt mit sowohl
der Traktionsoberfläche 103a der
Eingangsscheibe 103 als auch der Traktionsoberfläche 112a der
Ausgangsscheibe 112. Dann dreht sich die Ausgangsscheibe 112 zusammen
mit dem Ausgangszahnrad 114. Auf diese Weise wird die Drehung
der Eingangswelle 101 an das Ausgangszahnrad 114 übertragen.
Während
der Übertragung
der Drehung von der Eingangswelle 101 auf das Ausgangszahnrad 114 werden
Drehzapfen 104 mit inneren Laufringen 107 der
Antriebsrollen 111 um nicht dargestellte Drehzapfen so
gedreht, dass die inneren Laufringe 107 relativ zur Eingangs-
und zur Ausgangsscheibe 103 bzw. 112 verschwenkt
werden. Dies führt
dazu, dass der Kontakt zwischen inneren Laufringen 107 und Traktionsoberflächen 103a und 112a der
Eingangs- bzw. Ausgangsscheibe 103 bzw. 112 verschoben
wird. Es werden nämlich
die effektiven Radien der Eingangs- und der Ausgangsscheibe 103 bzw. 112 geändert, so dass
das Untersetzungsverhältnis
stufenlos geändert
wird.
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Bei
der Drehübertragung
des wie voranstehend geschildert ausgebildeten Toroid-CVT wirken
die Eingangs- und die Ausgangsscheibe 103 bzw. 112 und
jede Antriebsrolle 111 als die Rollelemente, und weisen Rollkontaktabschnitte
auf, die in Rollkontakt miteinander gelangen, sowie Biegespannungseinwirkungsabschnitte,
bei denen eine erhebliche Biegespannung auftritt. Die Rollkontaktabschnitte
befinden sich auf Traktionsoberflächen 103a und 112a der Eingangs-
bzw. Ausgangsscheibe 103 bzw. 112, auf der Traktionsoberfläche 107b des
inneren Laufrings 107 der Antriebsrolle 111, auf
Lagerlaufrillenoberflächen 106b und 107b des äußeren bzw.
inneren Laufrings bzw. 107 der Antriebsrolle 111,
auf dem Radialnadellager 109 zwischen der Drehwelle 105 und
dem inneren Laufring 107 der Antriebsrolle 111,
und auf einem Radialnadellager 113 zwischen der Eingangswelle 101 und
der Ausgangsscheibe 112. Die Biegespannungseinwirkungsabschnitte
sind beispielsweise der Innenumfangsabschnitt F1 des äußeren Laufrings 106 der
Antriebsrolle 111, und die Abschnitte F2 und f3 mit kleinem
Durchmesser der Eingangs- bzw. Ausgangsscheibe 103 bzw. 112.
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Wenn
das Rollelement gemäß der vorliegenden
Erfindung bei dem voranstehend geschilderten Toroid-CVT eingesetzt
wird, kann eine Nickelbeschichtung N auf einem Teil der Rollkontaktabschnitte,
oder insgesamt auf diesen vorgesehen sein, wie dies voranstehend
erläutert
wurde. Durch Bereitstellung der Nickelbeschichtung N auf den Rollkontaktabschnitten
werden eine Verringerung des mikroskopischen Kontakts von Metall
zu Metall und eine Unterdrückung
des Eindringens von Wasserstoff in das Basismetall M erzielt, so
dass die Rollermüdungsfestigkeit
in den Rollkontaktabschnitten signifikant verbessert wird. Hierdurch
kann eine hervorragende Leistung des Rollelements über lange
Zeit erreicht werden, so dass die Standfestigkeit des Toroid-CVT
signifikant verbessert wird. Weiterhin können die Einheiten des Toroid-CVT
in Bezug auf das Volumen und die Abmessungen eingestellt werden.
Falls das Rollelement gemäß der vorliegenden
Erfindung bei dem Toroid-CVT eingesetzt wird, kann eine Nickelbeschichtung
N auch an Lagern vorgesehen werden, welche nicht die voranstehend
geschilderten Rollkontaktabschnitte bilden.
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Im
Falle des Einsatzes des Rollelements gemäß der vorliegenden Erfindung
bei dem Toroid-CVT kann eine Nickelbeschichtung N teilweise oder
insgesamt bei der Traktionsoberfläche 107a des inneren
Laufrings 107 der Antriebsrolle 111 und bei den
Traktionsoberflächen 103a und 112a der
Eingangs- und Ausgangsscheibe 103 bzw. 112 vorhanden
sein. Durch Bereitstellung der Nickelbeschichtung N auf der Traktionsoberfläche 107a und
den Traktionsoberflächen 103a und 112a können eine
Verringerung des mikroskopischen Kontakts von Metall zu Metall und
eine Unterdrückung
des Eindringens von Wasserstoff in das Basismetall M erzielt werden.
Daher werden die Rollermüdungsfestigkeit
auf der Traktionsoberfläche 107a und
den Traktionsoberflächen 103a und 112a signifikant
verbessert, so dass sie ihre hervorragenden Leistungseigenschaften
beibehalten. Dies führt
dazu, dass die Standfestigkeit des Toroid-CVT deutlich verbessert
wird, und die Einheiten des Toroid-CVT in Bezug auf das Volumen
und die Abmessungen eingestellt werden können.
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Im
Falle des Einsatzes des Rollelements gemäß der vorliegenden Erfindung
bei dem Toroid-CVT kann eine Nickelbeschichtung N zumindest auf
Lagerlaufrillenoberflächen 106b und 107b des äußeren und
inneren Laufrings 106 bzw. 107 der Antriebsrolle 111 vorgesehen
sein, bei welchen eine hohe Temperatur und ein hoher Kontaktoberflächendruck
auftritt. Durch Bereitstellung der Nickelbeschichtung N auf den
Lagerlaufrillenoberflächen 106b und 107b können eine
Verringerung des mikroskopischen Kontakts von Metall zu Metall und eine
Unterdrückung
des Eindringens von Wasserstoff in das Basismetall M erreicht werden.
Daher werden hervorragende Eigenschaften der Nickelbeschichtung
N dauerhaft erzielt, wodurch die Rollenermüdungsfestigkeit bei den Lagerlaufrillenoberflächen 106b und 107b signifikant erhöht wird.
Dies führt
dazu, dass die Standfestigkeit des Toroid-CVT deutlich erhöht werden
kann, und dass die Einheiten des Toroid-CVT in Bezug auf das Volumen
und die Abmessungen eingestellt werden können.
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf 3A ein
Rollelement gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert,
welches bei einem Toroid-CVT eingebaut ist. Wie in 3A gezeigt, weist
das Toroid-CVT eine Eingangswelle 1 auf, eine Belastungsnockenvorrichtung 2,
eine Eingangsscheibe 3, ein Paar von Antriebsrollen 11,
eine Ausgangsscheibe 12, und eine Ausgangswelle 13.
Die Belastungsnockenvorrichtung 2 weist eine Nockenplatte 2a auf,
einen Halter 2b, und eine Nockenrolle 2c, über welche
die Eingangsscheibe 3 mit der Eingangswelle 1 verbunden
ist. Die Ausgangsscheibe 12 ist an der Ausgangswelle 13 befestigt.
Die Eingangs- und Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 weisen
eine Traktionsoberfläche 3a bzw. 12a auf, die
einander in Axialrichtung gegenüberliegen,
voneinander beabstandet sind, und eine Torusoberfläche bilden.
Antriebsrollen 11 sind zwischen der Eingangs- und Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 in
Kontakt mit diesen über Schmieröl vorgesehen.
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Jede
der Antriebsrollen 11 weist einen Drehzapfen 4 auf,
eine Drehwelle 5, die an dem Drehzapfen 4 angebracht
ist, einen äußeren Laufring 6,
der an der Drehwelle 5 befestigt ist, und einen inneren
Laufring 7, der an der Drehwelle 5 über mehrere
Rollteile 8 und ein Radialnadellager 9 angebracht
ist. Der innere Laufring 7 weist eine Traktionsoberfläche 7b auf,
die in Kontakt mit der Traktionsoberfläche 3a der Eingangsscheibe 3 steht,
und mit einer Traktionsoberfläche 12a der
Eingangsscheibe 12 über
das Schmieröl.
Rollteile 8 sind in Form von Kugeln vorgesehen, und zwischen
dem äußeren und
inneren Laufring 6 bzw. 7 in Kontakt mit diesen über das Schmieröl angeordnet.
Der äußere und
innere Laufring 6 bzw. 7 weisen Lagerlaufrillenoberflächen 6a bzw. 7a auf,
welche Laufrillen zur jeweiligen Aufnahme von Rollteilen 8 festlegen.
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Wenn
sich die Eingangswelle 1 dreht, wird die Eingangsscheibe 3 über die
Belastungsnockenvorrichtung 2 gedreht. Wenn sich die Eingangsscheibe 3 dreht,
gelangen innere Laufringe 7 der Antriebsrollen 11 in Rollkontakt
sowohl mit der Traktionsoberfläche 3a der
Eingangsscheibe 3 als auch mit der Traktionsoberfläche 12a der
Ausgangsscheibe 12. Die Ausgangsscheibe 12 dreht
sich zusammen mit der Ausgangswelle 13. Auf diese wird
die Drehung der Eingangswelle 1 an die Ausgangswelle 13 übertragen.
Während
der Übertragung der
Drehung von der Eingangswelle 1 auf die Ausgangswelle 13 werden
Drehzapfen 4 mit inneren Laufringen 7 von Antriebsrollen 11 um
Schwenkzapfen 10 gedreht, wie dies mit gestrichelten Linien
in 3A angedeutet ist, so dass die inneren Laufringe 7 in
Bezug auf die Eingangs- und Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 verschwenkt werden.
Dies führt
dazu, dass der Kontakt zwischen der Traktionsoberfläche 7b jedes
der inneren Laufringe 7 und den Traktionsoberflächen 3a und 12a der
Eingangs- bzw. Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 verschoben
wird. Der effektive Radius der Eingangs- und Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 ändert sich
daher jeweils, so dass das Untersetzungsverhältnis kontinuierlich geändert wird.
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Bei
dem wie voranstehend geschildert ausgebildeten Toroid-CVT dienen
die Eingangs- und Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 sowie
jede der Antriebsrollen 11 als die Rollelemente. Die Eingangs-
und Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 weisen Rollkontaktabschnitte
auf, die in Rollkontakt mit der Antriebsrolle 11 gelangen,
und die Antriebsrolle 11 weist einen Rollkontaktabschnitt
auf, der in Rollkontakt mit der Eingangs- bzw. Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 gelangt.
Eine Nickelbeschichtung N mit demselben Aufbau und denselben Eigenschaften wie
voranstehend anhand der ersten Ausführungsform erläutert, ist
auf zumindest einem der Rollkontaktabschnitte der Eingangs- und
Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 und der Antriebsrolle 11 vorgesehen.
Genauer gesagt, sind die Rollkontaktabschnitte auf Traktionsoberflächen 3a und 12a der
Eingangs- bzw. Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 vorgesehen,
auf der Traktionsoberfläche 7b des
inneren Laufrings 7 der Antriebsrolle 11, und
auf Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a des äußeren bzw.
inneren Laufrings 6 bzw. 7 der Antriebsrolle 11.
Eine Nickelbeschichtung N mit demselben Aufbau und mit denselben
Eigenschaften, wie anhand der ersten Ausführungsform erläutert, ist
auf zumindest entweder der Traktionsoberfläche 7b des inneren
Laufrings 7 der Antriebsrolle 11 vorgesehen, den
Traktionsoberflächen 3a und 12a der
Eingangs- bzw. Ausgangsscheibe 3 bzw. 12, und
Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a des äußeren bzw.
inneren Laufrings 6 bzw. 7 der Antriebsrolle 11.
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3B zeigt
eine Schnittansicht in Explosionsdarstellung nur der rechten Hälfte der
Antriebsrolle 11 von 3A in
Bezug auf die Drehachse X der Antriebsrolle 11. In 3B bezeichnet
das Bezugszeichen 17 eine Nickelbeschichtung N, die auf
Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a des äußeren bzw.
inneren Laufrings 6 bzw. 7 der Antriebsrolle 11 vorhanden
ist. Weiterhin kann eine Nickelbeschichtung N auf der Traktionsoberfläche 7b des
inneren Laufrings 7 vorhanden sein, wie dies mit der gestrichelten
Linie 117 in 3B gezeigt ist. Weiterhin kann
eine Nickelbeschichtung N auf Traktionsoberflächen 3a und 12a der
Eingangs- bzw. Ausgangsscheibe 3 bzw. 12 vorhanden
sein, wie dies in 3A gezeigt ist.
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Das
Rollelement gemäß den voranstehend
geschilderten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung führt
zu folgenden Auswirkungen. Die Länge
und die Fläche
der Grenzfläche
zwischen dem Basismetall und der Nickelbeschichtung N, die auf der
Rollkontaktoberfläche
vorgesehen ist, können
vergrößert werden, um
hierdurch die Haftfestigkeit der Nickelbeschichtung N relativ zum
Basismetall zu verbessern. Dies kann die Diffusion des in der Nickelbeschichtung
N enthaltenen Nickels ins Basismetall fördern, und kann daher die Ausbildung
einer Nickeldiffusionsschicht als Schutzschicht erleichtern, die
verhindert, dass Wasserstoff durch sie in das Basismetall des Rollelements
eindringt. Weiterhin kann hierdurch die Erzeugung einer neuen Oberfläche behindert
werden, die durch den mikroskopischen Kontakt von Metall zu Metall
hervorgerufen wird, und ein Eindringen von Wasserstoff in den inneren
Aufbau des Basismetalls unterdrückt
werden, selbst unter erschwerten Bedingungen wie einer hohen Temperatur
und einem hohen Kontaktoberflächendruck.
Dies führt dazu,
dass die Rollermüdungslebensdauer
des Rollelements gemäß der Ausführungsform
verlängert
werden kann. Insbesondere kann ein zu kurzer Lebensdauer fühlendes
Abblättern
infolge einer durch Wasserstoff hervorgerufenen Versprödung unterdrückt werden,
die durch Eindringen des Wasserstoffs verursacht wird, der durch
chemische Zersetzung von Schmieröl
während
des Abrollens des Rollelements erzeugt wird, in das Basismetall
des Rollelements. Hierdurch kann signifikant die Rollermüdungslebensdauer
des Rollelements gemäß der Ausführungsform
verlängert
werden, und können
die hervorragenden Eigenschaften der Nickelbeschichtung N über einen
langen Einsatzzeitraum aufrechterhalten werden. Das Rollelement
gemäß der Ausführungsform
kann daher eine stabile, lange Lebensdauer aufweisen.
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Nachstehend
wird ein Verfahren zur Herstellung des Rollelements beschrieben,
das eine Rollkontaktoberfläche
aufweist, die in Rollkontakt mit einem Gegenstück gelangt, gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Verfahren umfasst die Schritte, eine Nickelbeschichtung
N auf einer Oberfläche
eines Basismetalls M eines Werkstücks zu erzeugen, und mit der
Oberfläche
des Basismetalls M, die mit einer Nickelbeschichtung N versehen
wurde, ein Ausheizen bei einer Temperatur von nicht mehr als 200°C durchzuführen, um
hierdurch ein Rollelement zur Verfügung zu stellen, das eine Rollkontaktoberfläche aufweist,
wie in 1 dargestellt. Die Rollkontaktoberfläche erfüllt nämlich die
Bedingung, dass ein Mittelwert von Verhältnissen L1 zu L2, gemessen in
zumindest drei wahlweisen Beobachtungsbereichen, im Bereich von
1,2 bis 2,4 liegt, wobei jeder der zumindest drei, wahlweisen Beobachtungsbereiche
in einem Querschnitt angeordnet ist, der in Vertikalrichtung relativ
zur Oberfläche
des mit der Nickelbeschichtung N bedeckten Basismetalls M angeordnet
ist, und durch zwei parallele Linien festgelegt wird, die sich in
Vertikalrichtung erstrecken; wobei L1 die Länge einer Grenzfläche zwischen
dem Basismetall M und der Nickelbeschichtung N in jedem der zumindest
drei, wahlweisen Beobachtungsbereiche bezeichnet; und L2 eine Länge eines
Bezugsliniensegments bezeichnet, das sich senkrecht zur Vertikalrichtung
in jedem der zumindest drei wahlweisen Beobachtungsbereiche erstreckt,
wobei L1 und L2 in demselben Beobachtungsbereich vorhanden sind.
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Dadurch,
dass mit dem Werkstück,
das mit einer Nickelbeschichtung N auf einem Basismetall M versehen
ist, ein Ausheizvorgang bei einer Temperatur von nicht mehr als
200°C durchgeführt wird,
diffundiert in der Nickelbeschichtung N enthaltenes Nickel in das
Basismetall M, wodurch eine Nickeldiffusionsschicht ausgebildet
wird. Dies erhöht
die Haftfestigkeit der Nickelbeschichtung N an dem Basismetall M,
so dass ein Eindringen von Wasserstoff in das Basismetall M unterdrückt wird,
und die Rollermüdungslebensdauer
der Traktionsoberflächen
des Rollelements verlängert
wird. Mittels Durchführung
der Ausheizbehandlung wie voranstehend geschildert kann darüber hinaus
die Auswirkung der Wasserstoffverarmung aufrechterhalten werden, und
können
eine Erweichung des Basismetalls M und eine Verringerung der Restspannungen
verhindert werden, die in der Nickelbeschichtung N vorhanden sind.
Dies führt
dazu, dass Wasserstoff entfernt wird, der in das Basismetall M oder
die Nickelbeschichtung N während
des Elektroplattierungsvorgangs eingedrungen ist, sowie Wasserstoff,
der in das Basismetall M während
der Wärmebehandlung
hineingelangt ist, beispielsweise einer Aufkohlungs- und Abschreckbehandlung
oder einer Karbonitrierungs- und Abschreckbehandlung.
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Wenn
die Ausheizbehandlung bei einer Temperatur von mehr als 200°C durchgeführt wird,
nimmt die Menge an entferntem Wasserstoff zu, jedoch wird das Basismetall
M infolge der hohen Temperatur erweicht, und werden die Rest-Druckspannungen verringert,
die bei dem Basismetall M infolge von Kugelstrahlung auftreten.
Weiterhin wird die Ausheizbehandlung vorzugsweise in einem Vakuumofen
durchgeführt.
Hierdurch wird der Effekt der Erfassung von Wasserstoff weiter verstärkt.
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Durch
das voranstehend geschilderte Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ermöglicht,
ein Rollelement zur Verfügung
zu stellen, das eine Rollkontaktoberfläche aufweist, welche folgenden
Bedingungen erfüllt:
ein Mittelwert eines Verhältnisses
von L1 zu L2, gemessen in zumindest drei wahlweisen Beobachtungsbereichen liegt
im Bereich von 1,2 bis 2,4, wobei jeder der zumindest drei, wahlweisen Beobachtungsbereiche
in einem Querschnitt angeordnet ist, der in Vertikalrichtung relativ
zur Oberfläche
des Basismetalls M liegt, das mit der Nickelbeschichtung N bedeckt
ist, und durch zwei parallele Linien festgelegt wird, die sich in
Vertikalrichtung erstrecken; wobei L1 die Länge einer Grenzfläche zwischen
dem Basismetall M und der Nickelbeschichtung N in jedem der zumindest
drei, wahlweisen Beobachtungsbereiche bezeichnet; und L2 die Länge eines
Bezugsliniensegments bezeichnet, das sich senkrecht zur Vertikalrichtung
in jedem der zumindest drei, wahlweisen Beobachtungsbereiche erstreckt,
wobei L1 und L2 in demselben Beobachtungsbereich vorhanden sind.
Dies führt
dazu, dass die Länge
und die Fläche
der Grenzfläche
zwischen dem Basismetall M und der Nickelbeschichtung N vergrößert werden
können,
um hierdurch die Haftfestigkeit der Nickelbeschichtung N am Basismetall
M zu verbessern.
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Darüber hinaus
kann mit der Oberfläche
des Basismetalls M ein Waschen mit Säure durchgeführt werden,
bevor auf ihr die Nickelbeschichtung N erzeugt wird. Bei der Oberfläche des
Basismetalls M kann nämlich ein
Waschvorgang mit entweder einer wässerigen Lösung einer anorganischen Säure durchgeführt werden, einer
wässerigen
Lösung
einer organischen Säure,
einer Lösung
einer anorganischen Säure,
oder einer Lösung
einer organischen Säure,
bevor die Nickelbeschichtung N auf der Oberfläche des Basismetalls M erzeugt wird.
Mittels Durchführung
der Säurewaschbehandlung
mit einem Mittel auf Säuregrundlage,
vor der Ausbildung der Nickelbeschichtung N auf der Oberfläche des
Basismetalls M, wird die Oberfläche
des Basismetalls M aufgerauht, infolge der Ätzwirkung des Mittels auf Säuregrundlage.
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Darüber hinaus
kann mit der Oberfläche
des Basismetalls M ein Kugelstrahlen durchgeführt werden, bevor auf ihr die
Nickelbeschichtung N erzeugt wird. Mittels Durchführung des
Kugelstrahlvorgangs vor der Erzeugung der Nickelbeschichtung N auf
der Oberfläche
des Basismetalls M wird die Oberfläche des Basismetalls M aufgerauht,
so dass die gleichen Auswirkungen wie voranstehend geschildert erzielt
werden können.
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BEISPIELE
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
mit weiteren Einzelheiten anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen
beschrieben. Allerdings sollen diese Beispiele nur zur Erläuterung
dienen, und nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränken.
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Beispiel 1
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Versuchsproben äußerer und
innerer Laufringe 6 bzw. 7, wie in 3B gezeigt,
einer Antriebsrolle 11 wurden auf folgende Weise hergestellt.
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Mit
einem Werkstück,
das aus Stahl bestand, mit einer chemischen Zusammensetzung gemäß Tabelle 1,
wurde ein Schmiedevorgang und ein Grobbearbeitungsvorgang durchgeführt, um
einen Vorformling des äußeren und
inneren Laufrings 6 bzw. 7 zu erzeugen.
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Mit
dem Vorformling wurde dann eine solche Wärmebehandlung durchgeführt, wie
sie in 4 gezeigt ist. Zuerst wurde mit dem Vorformling
ein Karbonitrieren bei 950°C über 5 bis
20 Stunden durchgeführt,
dann wurde er 1 Stunde lang auf 850°C gehalten, und dann erfolgte
eine Abschreckung in Öl
bei Öl
auf einer Temperatur von 60°C.
Dann wurde der Vorformling 1 Stunde lang auf 840°C erwärmt, und wurde bei ihm eine
Abschreckung in Öl
bei Öl
auf einer Temperatur von 60°C
vorgenommen. Dann wurde ein Anlassen bei 170°C über 2 Stunden durchgeführt. Daraufhin
wurde der wärmebehandelte
Vorformling geschliffen und einer Superfinishbearbeitung unterzogen,
zur Ausbildung von Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a.
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Bei
den Lagerlaufrillenoberflächen
6a und
7a wurde
eine Säurewäschung durchgeführt. Die
Lagerlaufrillenoberflächen
6a und
7a wurden
entweder mit einer wässerigen
Lösung
einer anorganischen Säure
gewaschen, einer wässerigen
Lösung
einer organischen Säure,
einer Lösung
einer anorganischen Säure,
oder einer Lösung
einer organischen Säure.
Dann wurde bei den Lagerlaufrillenoberflächen
6a und
7a eine
Nickelvordeckplattierung durchgeführt, und dann eine Nickelplattierung,
zur Ausbildung einer Nickelbeschichtung darauf, welche Nickel als
Hauptbestandteil enthielt, wie mit
17 in
3B bezeichnet.
Die Nickelbeschichtung
17 wies einen Aufbau aus zwei Schichten
auf, aus der Nickelvordeckplattierungsschicht Ns und der äußeren Nickelplattierungsschicht
Nj, die auf der Nickelvordeckplattierungsschicht Ns vorhanden ist,
wie in
1 gezeigt. Das Nickelvordeckplattieren und die äußere Nickelplattierung
wurden so durchgeführt,
dass ein Vordeckplattierungsbad A bzw. ein Plattierungsbad B für die äußere Nickelschicht
eingesetzt wurden. Die Zusammensetzungen und Bedingungen bei dem
Nickelvordeckplattierungsbad A und dem Plattierungsbad B für die äußere Nickelschicht
waren folgendermaßen. Nickelvordeckplattierungsbad
A:
| Nickelchlorid | 200
g/L |
| Salzsäure | 80
g/L |
| Borsäure | 30
g/L |
| pH | 1
oder weniger |
| Temperatur | 50
bis 55°C |
| Stromdichte | 0,1
bis 10 A/dm2 |
Plattierungsbad
B für die äußere Nickelschicht:
| 60%
Nickelsulfamat | 800
g/L |
| Nickelchlorid | 15
g/L |
| Borsäure | 45
g/L |
| Saccharinsoda | 5
g/L |
| 50%
Hypophosphorsäure | 0
bis 1 g/L |
| pH | 4
bis 5 |
| Temperatur | 55
bis 60°C |
| Stromdichte | 1
bis 10 A/dm2 |
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Dann
wurde dem äußeren und
inneren Laufring 6 bzw. 7, bei denen eine Nickelbeschichtung 17 auf einer Lagerlaufrillenoberfläche 6a bzw. 7a vorhanden
war, ein Ausheizvorgang bei einer Temperatur von 130°C 20 Stunden
lang in einem Vakuumofen durchgeführt. Die mit Nickel plattierte
Oberfläche
des Basismetalls wies eine Oberflächenrauhigkeit Ra im Wesentlichen
im Bereich von 0,03 bis 0,06 auf.
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Die
so erzeugten Versuchsproben für
einen äußeren und
einen inneren Laufring 6 bzw. 7 wurden einem Rollermüdungsversuch
unterzogen, unter Verwendung der Lagerrollermüdungstestvorrichtung, die in 5 gezeigt
ist, um hierdurch die Rollermüdungslebensdauern
der Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a zu bewerten,
und es wurden bei ihnen verschiedene Messungen auf nachstehend erläuterte Art
und Weise durchgeführt,
um hierdurch die Eigenschaften zu bewerten.
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Wie
in 5 gezeigt, wies das Lagerermüdungsversuchsgerät ein Gehäuse 20 auf,
eine in dem Gehäuse 20 angeordnete
Basisplatte 21, und eine Drehwelle 22, die sich
in das Gehäuse 20 erstreckte.
Eine untere Oberfläche
eines äußeren Laufrings 6 wurde
durch die Basisplatte 21 gehaltert. Die Drehwelle 22 wurde in
Kontakt mit einer oberen Oberfläche
eines inneren Laufrings 7 dadurch gebracht, dass eine vorbestimmte Kraft
aufgebracht wurde. Schmieröl
wurde dem Inneren des inneren Laufrings 7 über ein
Durchgangsloch der Basisplatte 21 zugeführt, wie durch Pfeile in 5 angedeutet.
Der innere Laufring 7 wurde durch die Drehwelle 22 so
gedreht, dass ihm das Schmieröl
zugeführt
wurde.
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Bei
dem Rollermüdungsversuch
wurde die vorbestimmte Kraft, die an die Drehwelle 22 angelegt
wurde, so eingestellt, dass der maximale Kontaktoberflächendruck,
der auf die Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a einwirkte,
gleich 3,4 GPa unter Zwangsschmierung war, unter Verwendung eines
Traktionsöls
als Schmieröl von
3 L/min. Ein Schwingungssensor wurde bei der Messung der Rollermüdungslebensdauer
der Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a eingesetzt.
Die Rollermüdungslebensdauern
der Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a wurden
bestimmt als jene Versuchszeit, die dazu benötigt wurde, ein Abblättern auf
einer der Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a hervorzurufen.
Wenn die gemessenen Rollermüdungslebensdauern
einen Wert von 3,50 × 108 erreichten, war der Rollermüdungslebensdauerversuch
beendet.
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Die
Messung zur Bewertung der Eigenschaften der Nickelbeschichtung 17 auf
den Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a der
Versuchsproben wurde folgendermaßen durchgeführt.
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Die
Eigenschaften umfassten die minimale Dicke x der Nickelbeschichtung 17,
die auf den Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a vorhanden
war, und die minimale Dicke y der Nickelvordeckplattierungsschicht
der Nickelbeschichtung 17. Die minimale Dicke x und die
minimale Dicke y wurden dadurch gemessen, dass ein Querschnitt der
Nickelbeschichtung 17 beobachtet wurde, in Vertikalrichtung
relativ zur Oberfläche
des Basismetalls, das mit der Nickelbeschichtung 17 beschichtet
war, mit einem Rasterelektronikmikroskop (SEM) bei einer Verstärkung von
10000 in drei Gesichtsfeldern. Es wurden die Mittelwerte der Messergebnisse
der jeweiligen minimalen Dicke x und der minimalen Dicke y berechnet.
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Die
Eigenschaften der Nickelbeschichtung 17 umfassten weiterhin
einen Mittelwert der Verhältnisse L1/L2
der Länge
L1 zur Länge
L2, wie in 1 gezeigt. Der Mittelwert wurde
als Mittelwert der Verhältnisse L1/L2
der Länge
L1 zur Länge
L2 berechnet, die in drei Gesichtsfeldern gemessen wurden, mit dem
SEM wie voranstehend erläutert,
mit einer Bildverarbeitungseinrichtung. Bei dem Querschnitt in Vertikalrichtung
relativ zur Oberfläche
des Basismetalls, das mit der Nickelbeschichtung 17 bedeckt
war, wurde ein Bezugsliniensegment mit einer Länge von 11,5 μm festgelegt,
das sich in Richtung senkrecht zur Vertikalrichtung relativ zur Oberfläche des
Basismetalls erstreckte. Die Verhältnisse L1/L2 der Länge L1 einer
Grenzfläche
zwischen dem Basismetall und der Nickelbeschichtung 17 zur
Länge L2
des Bezugsliniensegments wurden in Beobachtungsbereichen in den
drei Gesichtsfeldern berechnet. Jeder der Beobachtungsbereiche war
durch zwei Linien La und Lb festgelegt, die parallel zur Vertikalrichtung
relativ zur Oberfläche
des Basismetalls verliefen, und durch entgegengesetzte Enden des
Bezugsliniensegments gingen, wie in 1 gezeigt.
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Die
Eigenschaften der Nickelschicht umfassten weiterhin die maximale
Höhe Ry
der Grenzfläche
zwischen dem Basismetall und der Nickelbeschichtung 17 innerhalb
des Beobachtungsbereiches. Die maximale Höhe Ry wurde folgendermaßen gemessen.
Die Versuchsproben des äußeren und
inneren Laufrings 6 bzw. 7 wurden in ein Abziehbad
LIPMASTER #1219 (Marke eines Endmetallisierungsmittels auf Zyangrundlage, hergestellt
von KIZAI Co.) eingetaucht, nach Beendigung der Untersuchung der
Rollermüdungslebensdauern der
Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a,
unter Verwendung der in 5 gezeigten Lagerlaufrillenermüdungsversuchseinrichtung.
Nur die Nickelbeschichtung 17, die jede der Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a bedeckte,
wurde durch das Eintauchen vollständig chemisch entfernt, so
dass das darunterliegende Basismetall freigelegt wurde. Dann wurde
das Basismetall an einem Abschnitt, der keinen Rollkontakt hatte,
jeder der Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a gemessen, unter
Verwendung eines Oberflächenrauhigkeitsuntersuchungsgeräts mit einem
Fühlstift,
mit einer Abschaltung von 0,08 mm. Das Oberflächenrauhigkeitsuntersuchungsgerät des Fühlstifttyps
war so, wie von der JIS B 0651 vorgeschrieben.
-
Beispiele 2, 4–6
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Versuchsproben äußerer und
innerer Laufringe 6 bzw. 7 wurden hergestellt
unter Verwendung desselben Stahls und desselben Verfahrens wie beim
Beispiel 1. Die so hergestellten Versuchsproben der Laufringe 6 und 7 wurden
ebenso untersucht und gemessen, wie dies beim Beispiel 1 beschrieben
wurde. Die Ergebnisse des Versuchs und der Messungen sind in Tabelle
2 dargestellt.
-
Beispiele 3, 8
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Versuchsproben
jedes der Laufringe 6 und 7 wurden unter Verwendung
desselben Stahls und desselben Verfahrens wie beim Beispiel 1 hergestellt,
mit Ausnahme der Tatsache, dass Kugelstrahlen und Waschen mit Säure durchgeführt wurden,
bevor die Nickelbeschichtung 17 auf den Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a der
Laufringe 6 und 7 hergestellt wurde. Auf diese
Weise hergestellte Versuchsproben der Laufringe 6 und 7 wurden
auf dieselbe Weise untersucht und gemessen wie beim Beispiel 1.
Die Ergebnisse des Versuchs und der Messungen sind in Tabelle 2
angegeben.
-
Beispiel 7
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Versuchsproben
jedes der Laufringe 6 und 7 wurden unter Verwendung
desselben Stahls und desselben Verfahrens wie beim Beispiel 1 hergestellt,
mit Ausnahme der Tatsache, dass Kugelstrahlen durchgeführt wurde,
bevor die Nickelbeschichtung 17 auf den Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a der
Laufringe 6 und 7 erzeugt wurde. Auf diese Weise
erzeugte Versuchsproben der Laufringe 6 und 7 wurden
ebenso untersucht und gemessen wie beim Beispiel 1. Die Ergebnisse
des Versuchs und der Messungen sind in Tabelle 2 dargestellt.
-
Beispiel 8
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Versuchsproben
jedes der Laufringe 6 und 7 wurden unter Verwendung
desselben Stahls und desselben Verfahrens wie beim Beispiel 1 hergestellt,
mit Ausnahme der Tatsache, dass Kugelstrahlen und Waschen mit Säure durchgeführt wurden,
bevor die Nickelbeschichtung 17 auf den Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a der
Laufringe 6 bzw. 7 hergestellt wurden, und die
Ausheizbehandlung nach der Herstellung der Nickelbeschichtung 17 weggelassen
wurde. Auf diese Weise hergestellte Versuchsproben der Laufringe 6 und 7 wurden
ebenso untersucht und gemessen wie beim Beispiel 1. Die Ergebnisse
des Versuchs und der Messungen sind in Tabelle 2 angegeben.
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Vergleichsbeispiele 1,
3, 5
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Versuchsproben
der äußeren und
inneren Laufringe 6 bzw. 7 wurden unter Verwendung
desselben Stahls und desselben Verfahrens wie beim Beispiel 1 hergestellt,
mit Ausnahme der Tatsache, dass die Ausheizbehandlung nach der Herstellung
der Nickelbeschichtung 17 weggelassen wurde. Auf diese
Weise hergestellte Versuchsproben der Laufringe 6 und 7 wurden
ebenso wie beim Beispiel 1 untersucht und gemessen. Die Ergebnisse
des Versuchs und der Messungen sind in Tabelle 2 angegeben.
-
Vergleichsbeispiel 2
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Versuchsproben
jedes der Laufringe 6 und 7 wurden unter Verwendung
desselben Stahls und desselben Verfahrens wie beim Beispiel 1 hergestellt,
mit Ausnahme der Tatsache, dass ein Kugelstrahlen durchgeführt wurde,
bevor die Nickelbeschichtung 17 auf den Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a der
Laufringe 6 und 7 hergestellt wurde, und die Ausheizbehandlung
nach der Herstellung der Nickelbeschichtung 17 weggelassen wurde.
Auf diese Weise hergestellte Versuchsproben der Laufringe 6 und 7 wurden
ebenso wie beim Beispiel 1 untersucht und gemessen. Die Ergebnisse
des Versuchs und der Messungen sind in Tabelle 2 angegeben.
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Vergleichsbeispiele 4,
6
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Versuchsproben
jedes der Laufringe 6 und 7 wurden unter Verwendung
desselben Stahls und desselben Verfahrens wie beim Beispiel 1 hergestellt,
mit Ausnahme der Tatsache, dass Kugelstrahlen und Waschen mit Säure vor
der Herstellung der Nickelbeschichtung 17 auf den Lagerlaufrillenoberflächen 6a und 7a der Laufringe 6 bzw. 7 durchgeführt wurden,
und die Ausheizbehandlung nach der Herstellung der Nickelbeschichtung 17 weggelassen
wurde. Auf diese Weise hergestellte Versuchsproben der Laufringe 6 und 7 wurden ebenso
wie beim Beispiel 1 untersucht und gemessen. Die Ergebnisse des
Versuchs und der Messungen sind in Tabelle 2 dargestellt.
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Wie
aus Tabelle 2 hervorgeht, wiesen die Versuchsproben der Beispiele
1–8 einen
Mittelwert von Verhältnissen
L1/L2 der Länge
L1 der Grenzfläche
zwischen dem Basismetall und der Nickelbeschichtung 17 zur Länge L2 des
Bezugsliniensegments innerhalb der Beobachtungsbereiche in den drei Gesichtsfeldern
im Bereich von 1,2 bis 2,4 auf. Die Versuchsproben der Beispiele
1 bis 8 zeigten eine maximale Höhe
Ry der Grenzfläche
im Bereich von 0,05 μm
bis 1 μm.
Die Versuchsproben der Beispiele 1 bis 8 zeigten eine minimale Dicke x
der Nickelbeschichtung 17 im Bereich von 2 μm bis 10 μm, und eine
minimale Dicke y der Nickelvordeckplattierungsschicht im Bereich
von 0,2 μm
oder mehr. Weiterhin zeigten die Versuchsproben der Beispiele 1–8 Rollermüdungslebensdauern,
die signifikant erhöht
waren, verglichen mit jenen der Versuchsproben gemäß den Vergleichsbeispielen
1–6. Es
zeigte sich, dass die Versuchsproben der Beispiele 1–8 keine
Abblätterung
mit kurzer Lebensdauer infolge einer durch Wasserstoff hervorgerufenen
Versprödung
zeigten, infolge der Tatsache, dass die Ausheizbehandlung nach Erzeugung
der Nickelbeschichtung 17 durchgeführt 2wurde. Im Ergebnis kann
eine signifikante Verlängerung
der Rollermüdungslebensdauer
der Versuchsproben der Beispiele 1–8 über einen langen Einsatzzeitraum
erreicht werden.
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Weiterhin
zeigte sich, dass bei den Versuchsproben der Beispiele 5–8 keine
Abblätterung
mit kurzer Lebensdauer infolge einer durch Wasserstoff hervorgerufenen
Versprödung
auftrat. Obwohl die Versuchsproben der Beispiele 5–8 eine
Abblätterung
mit weißen Ätzbestandteilen
(WEC) zeigten, infolge der Materialzusammensetzung oder der Wärmebehandlung,
und der Lebensdauer des Materials selbst, waren deren Rollermüdungslebensdauern
um das etwa 3-7-fache erhöht,
verglichen mit jenen der Versuchsproben der Vergleichsbeispiele
1–6.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf einer früheren japanischen Patentanmeldung
Nr. 2004-157028, eingereicht am 27. Mai 2004, deren Gesamtinhalt
durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.
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Zwar
wurde die Erfindung voranstehend unter Bezugnahme auf Ausführungsformen
und Beispiele der Erfindung beschrieben, jedoch ist die Erfindung
nicht auf die voranstehend geschilderten Ausführungsformen und Beispiele
beschränkt.
Fachleuten auf diesem Gebiet werden Abänderungen und Variationen der
voranstehend geschilderten Ausführungsformen
und Beispiele auffallen, unter Berücksichtigung der voranstehend
geschilderten Lehre. Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus der
Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen und soll von den beigefügten Patentansprüchen umfasst
sein.
