DE102022203541A1 - Wälzlager mit verbesserter Lebensdauer - Google Patents
Wälzlager mit verbesserter Lebensdauer Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022203541A1 DE102022203541A1 DE102022203541.0A DE102022203541A DE102022203541A1 DE 102022203541 A1 DE102022203541 A1 DE 102022203541A1 DE 102022203541 A DE102022203541 A DE 102022203541A DE 102022203541 A1 DE102022203541 A1 DE 102022203541A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rolling
- coating
- carbon
- face
- chromium nitride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 67
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- SJKRCWUQJZIWQB-UHFFFAOYSA-N azane;chromium Chemical compound N.[Cr] SJKRCWUQJZIWQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N azanylidynechromium Chemical compound [Cr]#N CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 14
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 235000015095 lager Nutrition 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- QHFVYZUHGGZWCC-UHFFFAOYSA-J S([O-])(O)=O.[Mo+4].S([O-])(O)=O.S([O-])(O)=O.S([O-])(O)=O Chemical compound S([O-])(O)=O.[Mo+4].S([O-])(O)=O.S([O-])(O)=O.S([O-])(O)=O QHFVYZUHGGZWCC-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
- F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
- F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
- F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/34—Rollers; Needles
- F16C33/36—Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces
- F16C33/366—Tapered rollers, i.e. rollers generally shaped as truncated cones
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/62—Selection of substances
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- F05C2203/0804—Non-oxide ceramics
- F05C2203/083—Nitrides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/12—Coating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2202/00—Solid materials defined by their properties
- F16C2202/50—Lubricating properties
- F16C2202/54—Molybdenum disulfide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2206/00—Materials with ceramics, cermets, hard carbon or similar non-metallic hard materials as main constituents
- F16C2206/02—Carbon based material
- F16C2206/04—Diamond like carbon [DLC]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2206/00—Materials with ceramics, cermets, hard carbon or similar non-metallic hard materials as main constituents
- F16C2206/40—Ceramics, e.g. carbides, nitrides, oxides, borides of a metal
- F16C2206/58—Ceramics, e.g. carbides, nitrides, oxides, borides of a metal based on ceramic nitrides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
- F16C2223/30—Coating surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/60—Thickness, e.g. thickness of coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/43—Aeroplanes; Helicopters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
- F16C33/6603—Special parts or details in view of lubrication with grease as lubricant
- F16C33/6607—Retaining the grease in or near the bearing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Ein Wälzlager, das einen Außenring (3), einen Innenring (4) und zumindest eine Reihe von Wälzkörpern (2), die zwischen zwei Laufbahnen (5a, 5b, 7a, 7b) der Außen- und Innenringe (3, 4) angeordnet sind, aufweist.Ferner umfassen die Laufbahn (5a, 5b) des Außenrings (3) und/oder die Laufbahn (7a, 7b) des Innenrings (4) zumindest teilweise eine Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid, wobei die Wälzkörper (2) zumindest teilweise eine Beschichtung auf der Basis von Kohlenstoff umfassen.
Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Wälzlager und insbesondere auf den Kontaktverschleiß, dem Wälzlager, insbesondere stationäre Wälzlager, ausgesetzt sind.
- Genauer gesagt, betrifft die Erfindung ein Wälzlager mit verbessertem Widerstand gegen Kontaktverschleiß.
- Typischerweise umfasst ein Wälzlager einen Außenring, einen Innenring, zumindest eine Reihe von Wälzkörpern, die zwischen den Laufbahnen des Außen- und des Innenrings angeordnet sind, und einen Käfig, der dazu bestimmt ist, die Wälzkörper in gleichmäßigen Abständen zu halten.
- Je nach Standort und Funktion müssen einige Wälzlager stillstehen. Sie sind nur gelegentlich in Betrieb und haben sich nur in Notfällen zu drehen. In diesem Fall spricht man von stationären Wälzlagern.
- Der Heckrotor eines Hubschraubers umfasst beispielsweise ein Hauptwälzlager und ein Notfallsystem, das aus einem feststehenden Nebenwälzlager besteht, welches im Falle einer Blockierung des Hauptwälzlagers in Betrieb geht. Daher ist es wichtig, dass es im richtigen Moment funktioniert.
- Dennoch sind stationäre Wälzlager besonders anfällig für Oberflächenschäden, insbesondere für Kontaktverschleiß, der als False-Brinell-Effekt oder False-Brinelling bezeichnet wird.
- Das Phänomen des False-Brinelling beschreibt das Auftreten von irreversiblen Hohlstellen auf den Laufbahnen aufgrund einer ungewöhnlich hohen Belastung, die durch die Wälzkörper ausgeübt und durch Bewegungen mit sehr kleinen Amplituden wie Vibrationen und Schwingungen verursacht wird.
- Dies führt zu einer Verschlechterung der Oberfläche der Laufbahnen des Innen- und Außenrings des Wälzlagers und damit zu einem vorzeitigen Verschleiß des gesamten Lagers.
- In Anbetracht der Funktion von feststehenden Wälzlagern ist es wichtig, das Auftreten solcher Schäden, die ihren Betrieb beeinträchtigen, zu verhindern.
- Stand der Technik
- Um das Phänomen des False-Brinelling zu vermeiden, ist es gängige Praxis, die Laufbahnen einer Wärmebehandlung, dem Nitrieren, zu unterziehen, um die Oberfläche des Stahls so zu behandeln, dass ihre Oberflächenhärte erhöht wird.
- Eine alternative Lösung besteht darin, die Wälzkörper aus Stahl durch Wälzkörper aus Keramik zu ersetzen.
- Das Verfahren des Nitrierens der Außen- und Innenringe und der Einbau von Wälzkörpern aus Keramik sind jedoch aufwendige und teure Lösungen.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Ziel der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu beheben und ein Wälzlager mit verbesserter Lebensdauer vorzuschlagen, welches widerstandsfähiger gegen das Auftreten von Schäden durch False-Brinelling ist, das einfach herzustellen und kostengünstig ist.
- Vorgeschlagen wird daher ein Lager, das einen Außenring, einen Innenring und zumindest eine Reihe von Wälzkörpern umfasst, die zwischen den Laufbahnen des Außen- und des Innenrings angeordnet sind.
- Ferner umfassen die Laufbahnen des Außenrings und/oder des Innenrings zumindest teilweise eine Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid und die Wälzkörper zumindest teilweise eine Beschichtung auf der Basis von Kohlenstoff.
- Die Verbindung der Beschichtung auf Basis von Kohlenstoff und der Beschichtung auf Basis von Chromnitrid ermöglicht eine erhebliche Verbesserung des Kontaktverschleißwiderstandes, insbesondere des False-Brinelling, im Vergleich zu einem unbeschichteten Wälzlager und im Vergleich zu einem Wälzlager, das nur eine Beschichtung auf Basis von Kohlenstoff oder nur eine Beschichtung auf Basis von Chromnitrid umfasst.
- Vorteilhafterweise umfasst das Wälzlager zumindest zwei Dichtungen, die zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet sind und zwischen diesen Ringen einen dichten Raum begrenzen, in dem die Reihe von Wälzkörpern untergebracht ist, wobei der dichte Raum mit Molybdänbisulfid enthaltendem Fett gefüllt ist.
- Vorzugsweise ist nur die gesamte Laufbahn des Außenrings mit der Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid beschichtet.
- Vorzugsweise können die Wälzkörper Rollen sein, die eine erste Stirnfläche, eine der ersten Stirnfläche gegenüberliegende zweite Stirnfläche und eine sich zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche erstreckende äußere Wälzfläche umfassen, wobei die Beschichtung auf Kohlenstoffbasis nur auf einer der Stirnflächen und auf der äußeren Wälzfläche jeder Rolle angeordnet ist.
- Vorteilhafterweise kann es sich bei den Wälzkörpern um Rollen handeln, die eine erste Stirnfläche, eine der ersten Stirnfläche gegenüberliegende zweite Stirnfläche und eine sich zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche erstreckende äußere Wälzfläche umfassen, wobei die Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid nur auf der gesamten Laufbahn und auf der gesamten Oberfläche des den Stirnflächen der Rollen gegenüber angeordneten Innenrings angeordnet ist.
- Vorteilhafterweise kann die den Stirnseiten der Rollen angeordnete und mit einer Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid versehene Oberfläche des Innenrings eine Halteschulter, eine erste Bearbeitungsfreistellung, eine zweite Bearbeitungsfreistellung und eine Führungsschulter umfassen.
- Vorzugsweise liegt die Dicke der Beschichtung auf Kohlenstoffbasis zwischen 1 und 3 µm.
- Vorzugsweise liegt die Dicke der Beschichtung auf Basis von Chromnitrid zwischen 3 und 5 µm.
- Bei einer Ausführungsform sind die Laufbahnen direkt auf dem Außen- und Innenring gebildet. In einer Variante können die Laufbahnen durch hinzugefügte und auf dem Außen- und Innenring befestigte Bahnen gebildet werden.
- Bei einer Ausführungsform ist die Beschichtung auf Kohlenstoffbasis eine diamantartige Kohlenstoffbeschichtung in Mischung mit einem Metall.
- Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Heckrotor eines Hubschraubers, der ein Wälzlager umfasst, wie es zuvor beschrieben wurde.
- Figurenliste
- Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die in rein illustrativer Weise und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in denen:
-
1 ein Wälzlager gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; -
2 eine Ansicht des Außenrings des Lagers aus1 im Querschnitt ist; -
3 eine Ansicht des Innenrings des Lagers von1 im Querschnitt ist; und -
4 eine Ansicht eines Wälzkörpers des Lagers von1 im Querschnitt ist. - Ausführliche Erläuterung der Erfindung
- Im Folgenden werden, wenn nichts anderes angegeben ist, die Grenzen eines Wertebereichs in diesen Bereich einbezogen, insbesondere durch den Ausdruck „ist zwischen“ oder „liegt zwischen“.
-
1 zeigt ein Wälzlager, das allein oder als Nebenlager eines kombinierten Wälzlagers verwendet werden kann, welches ein nicht dargestelltes Hauptwälzlager und dieses Nebenwälzlager umfasst. - Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst das Wälzlager 1 zwei Reihen von Wälzkörpern, die sich in diesem Beispiel als Kegelrollen 2 darstellen.
- Bei dem dargestellten Wälzlager 1 handelt es sich um ein Ersatzlager eines Hubschrauber-Heckrotor-Wälzlagers, dessen Betrieb vorteilhafterweise bei einer Blockierung des Hauptwälzlagers ausgelöst wird.
- Das Wälzlager 1 umfasst einen Außenring 3 und einen Innenring 4. Die Reihe der Wälzkörper 2 des Wälzlagers 1 ist zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 4 angeordnet.
- Das Wälzlager 1 kann z.B. aus E M50®-Stahl hergestellt sein.
- Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Wälzlager 1 nur eine Reihe von Wälzkörpern umfassen, so dass der Außenring 3 und der Innenring 4 jeweils eine einzige Laufbahn umfassen. Alternativ kann das Sekundärwälzlager 1 auch mehr als zwei Reihen von Wälzkörpern umfassen.
-
2 zeigt, dass der Außenring 3 zwei Laufbahnen 5a und 5b umfasst, die jeweils für eine der beiden Reihen von Kegelrollen 2 gebildet werden. - Der Innenring 4, der in
3 zu sehen ist, wird durch zwei Halbringe oder Teile 6a und 6b gebildet, wobei jeder Teil 6a, 6b eine Laufbahn 7a bzw. 7b für eine Reihe von Kegelrollen 2 umfasst. - Die beiden Teile 6a und 6b des abgebildeten Innenrings 4 bilden zwei unterschiedliche Teile. Selbstverständlich wird der Anwendungsbereich der Erfindung nicht verlassen, wenn der Innenring 4 aus einem einzigen Stück hergestellt wird.
- Die den Wälzkörpern 2 zugewandte Oberfläche jedes Teils des Innenrings 4 umfasst eine Halteschulter 8, die Laufbahn 7a, 7b, ein zwischen der Laufbahn 7a, 7b und der Halteschulter 8 liegender erster Bearbeitungshinterschnitt 9, eine auf der der Halteschulter 8 gegenüberliegenden Seite der Laufbahn 7a, 7b liegende Führungsschulter 10 und ein zwischen der Laufbahn 7a, 7b und der Führungsschulter 10 liegender zweiter Bearbeitungshinterschnitt 11.
- Im zusammengebauten Zustand erstrecken sich der Außenring 3 und der Innenring 4 des Wälzlagers 1 um eine gemeinsame Drehachse X.
- Vorteilhafterweise umfassen die Laufbahnen des Außenrings 3 zumindest teilweise eine Beschichtung auf Basis von Chromnitrid (CrN).
- Noch vorteilhafter ist es, wenn auch die Laufbahnen des Innenrings 4 zumindest teilweise eine Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid umfassen. Alternativ bleibt es möglich, die Beschichtung auf Basis von Chromnitrid nur auf den Laufbahnen eines der Außenringe 3 und Innenringe 4 bereitzustellen.
- Wie in
2 zu sehen ist, erstreckt sich die Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid, die schematisch durch eine starke Linie dargestellt ist, in dem dargestellten Beispiel nur auf den Laufbahnen 5a, 5b, und zwar über deren gesamte Oberfläche. - Beim Innenring 4 des dargestellten Beispiels erstreckt sich die Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid hingegen, wie in
3 zu sehen ist, nicht nur über die gesamte Oberfläche der Laufbahnen 7a und 7b, sondern auch auf die Halteschulter 8, den ersten Bearbeitungshinterschnitt 9, den zweiten Bearbeitungshinterschnitt 11 und die Führungsschulter 10. - Wenn der Außenring 3 und Innenring 4 und die Wälzkörper 2 zusammengebaut werden, stehen die Halteschulter 8 und die Führungsschulter 10 mit den Wälzkörpern in Kontakt, so dass das Vorhandensein der Beschichtung auf Basis von Chromnitrid vorteilhaft ist.
- Die Wälzkörper 2 können auch mit den ersten und zweiten Bearbeitungshinterschnitten 9 und 11 in Kontakt kommen, so dass das Vorhandensein der Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid vorteilhaft ist. Darüber hinaus erleichtert die Oberflächenbehandlung aller Laufbahnen 7a und 7b, der Halteschulter 8, des ersten Bearbeitungshinterschnitts 9, des zweiten Bearbeitungshinterschnitts 11 und der Führungsschulter 10 die Abscheidung der Beschichtung.
- Die Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid erstreckt sich somit vorteilhaft über alle mit den Wälzkörpern 2 in Kontakt stehenden Flächen.
- Die Beschichtung auf Basis von Chromnitrid bildet eine erste Schutzbarriere gegen Kontaktverschleiß.
- Bei der Beschichtung auf Basis von abgeschiedenem Chromnitrid kann es sich um eine Balinit CNI®-BeSchichtung handeln. Alternativ kann auch eine andere Art von Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid bereitgestellt werden.
- Vorzugsweise liegt die Dicke der Beschichtung auf Basis von Chromnitrid auf den Innen- und Außenringen zwischen 3 und 5 µm, um sowohl die Wirksamkeit in Bezug auf False-Brinelling als auch die Haftung der Beschichtung zu gewährleisten.
- Vorzugsweise liegt die Härte der erhaltenen Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid zwischen 15 und 21 GPa.
-
4 zeigt einen der Wälzkörper 2 des Wälzlagers 1, die in diesem Beispiel um Kegelrollen sind, die sich im Betrieb des Wälzlagers 1 um eine eigene Längsachse Y drehen. - Die Kegelrollen umfassen eine erste Stirnfläche 12, eine zweite Stirnfläche 13 mit größerem Durchmesser, die der ersten Stirnfläche 12 gegenüberliegt, und eine äußere Rollfläche 14, die sich zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche 12, 13 erstreckt. Die Abrollfläche 14 jeder Rolle kommt mit den Laufbahnen des Außenrings 3 und des Innenrings 4 in Berührung. Die erste Stirnfläche 12 jeder Rolle kommt mit der Halteschulter 8 in Berührung und kann auch mit dem ersten Bearbeitungshinterschnitt 9 in Berührung kommen. Die zweite Stirnfläche 13 jeder Rolle kommt mit der Führungsschulter 10 in Berührung und kann auch mit dem zweiten Bearbeitungshinterschnitt 11 in Berührung kommen.
- Die Kegelrollen 2 umfassen vorteilhafterweise zumindest teilweise eine Beschichtung auf Kohlenstoffbasis. Im dargestellten Beispiel ist die Beschichtung auf Kohlenstoffbasis nur an einer der ersten und zweiten Stirnflächen 12, 13, in diesem Beispiel an der zweiten Stirnfläche 13, und an der äußeren Abrollfläche 14 der Kegelrollen 2 angeordnet.
- Die Beschichtung auf Kohlenstoffbasis bildet eine zweite Schutzbarriere gegen Kontaktverschleiß.
- Bei der Beschichtung auf Kohlenstoffbasis kann es sich um eine diamantartige Kohlenstoffbeschichtung handeln, die mit einem Metall vermischt ist. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei der aufgebrachten Beschichtung auf Kohlenstoffbasis um eine NoWear®-Beschichtung, deren Zusammensetzung in dem Dokument
WO99/14512 - Alternativ kann auch eine andere Art von Beschichtung auf Kohlenstoffbasis bereitgestellt werden, zum Beispiel eine Balinit C®- oder Balinit C Star®-Beschichtung. Gemäß einer anderen Alternative kann die Beschichtung auf Kohlenstoffbasis auch Molybdänbisulfid umfassen, wie z. B. die MoST®-Beschichtung.
- Vorzugsweise liegt die Dicke der Beschichtung auf Kohlenstoffbasis zwischen 1 und 3 µm, um sowohl die Wirksamkeit in Bezug auf False-Brinelling als auch die Haftung der Beschichtung zu gewährleisten.
- Vorzugsweise liegt die Härte der erhaltenen Beschichtung auf Kohlenstoffbasis zwischen 10 und 15 GPa.
- Die Beschichtung auf der Basis von Kohlenstoff und die Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid können vorteilhaft durch ein Vakuumabscheideverfahren aufgebracht werden.
- Im gezeigten Beispiel handelt es sich um ein physikalisches Abscheideverfahren aus der Gasphase, besser bekannt als physikalische Gasphasenabscheidung (PVD).
- Alternativ können die Beschichtung auf Kohlenstoffbasis und die Beschichtung auf Basis von Chromnitrid durch ein plasmagestütztes chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren, besser bekannt als plasmagestützte chemische Gasphasenabscheidung oder PACVD, aufgebracht werden.
- Im gezeigten Beispiel wird die NoWear®-Beschichtung durch das PACVD-Verfahren und die Beschichtung auf Basis von Chromnitrid durch das PVD-Verfahren aufgebracht.
- Die Beschichtung auf Kohlenstoffbasis auf den Wälzkörpern 2 und die Beschichtung auf Basis von Chromnitrid auf den Außen- 3 und Innenringen 4 bilden zwei Barrieren gegen den Kontaktverschleiß der Reibflächen. Ihr Vorhandensein vermindert insbesondere das Auftreten von False-Brinelling auf der Oberfläche der Laufbahnen 5a, 5b, 7a und 7b.
- Gemäß einer Ausführungsform kann die Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid auf der gesamten Oberfläche des Außenrings 3 und/oder des Innenrings 4, der die Laufbahnen 5a, 5b, 7a und 7b umfasst, aufgebracht werden.
- Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Wälzlager 1 ferner zwei Dichtungen (in den Figuren nicht dargestellt), die zwischen den Ringen angeordnet sind und einen dichten Raum begrenzen, in dem die Reihen der Wälzkörper 2 untergebracht sind. Dieser dichte Raum umfasst vorteilhafterweise ein Schmierfett, das Molybdänbisulfid umfasst.
- Das Fett kann zumindest auf die Laufbahnen 5a, 5b, 7a, 7b des Außenrings 3 und des Innenrings 4 sowie auf die Wälzkörper 2 des Wälzlagers 1 aufgebracht werden. Vorzugsweise wird die gesamte Oberfläche des Innenrings 4 und des Außenrings 3, die bei der Anordnung gegenüberliegend angeordnet sind, vorteilhaft mit dem Fett geschmiert, das Molybdänbisulfid umfasst.
- Das Molybdänbisulfid MoS2 stellt eine Verringerung der Reibung, insbesondere auf dem Stahl, her und ermöglicht eine weitere Verringerung des Verschleißes der Außen- und Innenringe 3, 4 des Wälzlagers 1, insbesondere der Laufbahnen 5a, 5b, 7a und 7b.
- Selbstverständlich kann die Oberflächenbehandlung, die das Aufbringen einer Beschichtung auf der Basis von Kohlenstoffnitrid auf den Laufbahnen 5a, 5b, 7a und 7b und einer Beschichtung auf der Basis von Kohlenstoff auf den Wälzkörpern 5 umfasst, bei jeder Art von Wälzlager, mit Ausnahme von Kegelrollenlagern, durchgeführt werden. Sie kann zum Beispiel an jeder Art von Kugellager, Rollenlager oder sogar Nadellager durchgeführt werden.
- Darüber hinaus kann die Oberflächenbehandlung an einem Wälzlager durchgeführt werden, das zu einer beliebigen Anwendung gehört, mit Ausnahme eines Heckrotors eines Hubschraubers.
- In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Lager zwei Reihen von Wälzkörpern, die in Form von Rollen ausgebildet sind. Es ist keine Abweichung vom Anwendungsbereich der Erfindung, wenn das Wälzlager eine einzelne Reihe oder mehr als zwei Reihen von Wälzkörpern und/oder andere Arten von Wälzkörpern, beispielsweise Kugeln, umfasst.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 9914512 [0055]
Claims (10)
- Wälzlager, umfassend einen Außenring (3), einen Innenring (4) und zumindest eine Reihe von Wälzkörpern (2), die zwischen zwei Laufbahnen (5a, 5b, 7a, 7b) des Außen- und des Innenrings (3, 4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn (5a, 5b) des Außenrings (3) und/oder die Laufbahn (7a, 7b) des Innenrings (4) zumindest teilweise eine Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid umfassen, wobei die Wälzkörper (2) zumindest teilweise eine Beschichtung auf der Basis von Kohlenstoff umfassen.
- Wälzlager gemäß
Anspruch 1 , das ferner mindestens zwei Dichtungen umfasst, die zwischen dem Außenring und dem Innenring (3, 4) angeordnet sind und zwischen diesen Ringen einen dichten Raum begrenzen, in dem die Reihe von Wälzkörpern (2) untergebracht ist, wobei der dichte Raum mit Molybdänbisulfid enthaltendem Fett gefüllt ist. - Wälzlager gemäß
Anspruch 1 oder2 , wobei nur die gesamte Laufbahn (5a, 5b) des Außenrings (3) mit einer Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid versehen ist. - Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wälzkörper (2) Rollen sind, die eine erste Stirnfläche (12), eine der ersten Stirnfläche (12) gegenüberliegende zweite Stirnfläche (13) und eine äußere Abrollfläche (14) umfassen, die sich zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche (12, 13) erstreckt, wobei die Beschichtung auf Kohlenstoffbasis nur auf einer der Stirnflächen (12, 13) und auf der äußeren Abrollfläche (14) jeder Rolle (2) angeordnet ist.
- Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wälzkörper (2) Rollen sind, die eine erste Stirnfläche (12), eine der ersten Stirnfläche (12) gegenüberliegende zweite Stirnfläche (13) und eine sich zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche (12, 13) erstreckende äußere Wälzfläche (14) umfassen, wobei die Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid nur auf der gesamten Laufbahn (7a, 7b) und auf der gesamten Oberfläche des Innenrings (4) angeordnet ist, der den Stirnflächen (12, 13) der Rollen gegenüberliegt.
- Wälzlager gemäß
Anspruch 5 , wobei die den Stirnflächen (12, 13) der Rollen gegenüber angeordnete und mit einer Beschichtung auf Basis von Chromnitrid versehene Oberfläche des Innenrings (4) eine Halteschulter (8), einen ersten Bearbeitungshinterschnitt (9), einen zweiten Bearbeitungshinterschnitt (11) und eine Führungsschulter (10) umfasst. - Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke der Beschichtung auf Basis von Kohlenstoff zwischen 1 und 3 µm liegt.
- Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke der Beschichtung auf der Basis von Chromnitrid zwischen 3 und 5 µm liegt.
- Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Laufbahnen (5a, 5b, 7a, 7b) direkt auf den Außen- und Innenringen (3, 4) gebildet sind.
- Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung auf Kohlenstoffbasis eine diamantartige Kohlenstoffbeschichtung in Mischung mit einem Metall ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2104196A FR3122228B1 (fr) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | Roulement à durée de vie améliorée |
FR2104196 | 2021-04-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022203541A1 true DE102022203541A1 (de) | 2022-10-27 |
Family
ID=76034856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022203541.0A Pending DE102022203541A1 (de) | 2021-04-22 | 2022-04-07 | Wälzlager mit verbesserter Lebensdauer |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11965555B2 (de) |
CN (1) | CN115234573A (de) |
DE (1) | DE102022203541A1 (de) |
FR (1) | FR3122228B1 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999014512A1 (en) | 1997-09-16 | 1999-03-25 | Skf Engineering & Research Centre B.V. | Coated rolling element bearing |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5700094A (en) * | 1996-01-25 | 1997-12-23 | Caterpillar, Inc. | Bearing assembly having improved fretting and abrasion resistance |
US6290398B1 (en) * | 1997-04-03 | 2001-09-18 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Rolling bearing |
US6328477B1 (en) * | 1998-11-27 | 2001-12-11 | Ntn Corporation | Tapered roller bearings and gear shaft support devices |
FR2798708B1 (fr) * | 1999-09-17 | 2001-11-16 | Snfa | Roulement a billes hybride a contact oblique, et butee axiale le comportant |
JP2003156053A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Koyo Seiko Co Ltd | 旋回装置用軸受 |
JP2009103282A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Ntn Corp | ころ軸受 |
US8672556B2 (en) * | 2010-01-28 | 2014-03-18 | Ntn Corporation | Member for rolling bearing and rolling bearing |
JP2012215289A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-11-08 | Jtekt Corp | ころ軸受 |
JP5935370B2 (ja) * | 2011-03-25 | 2016-06-15 | 株式会社ジェイテクト | ころ軸受 |
US9003663B2 (en) * | 2012-08-22 | 2015-04-14 | Caterpillar Inc. | Remanufacturing of bearings using isotropic finishing and thin film coatings |
FR3015597B1 (fr) * | 2013-12-23 | 2016-12-23 | Skf Ab | Dispositif de rouleau suiveur de came |
-
2021
- 2021-04-22 FR FR2104196A patent/FR3122228B1/fr active Active
-
2022
- 2022-04-05 US US17/713,332 patent/US11965555B2/en active Active
- 2022-04-07 DE DE102022203541.0A patent/DE102022203541A1/de active Pending
- 2022-04-11 CN CN202210372776.0A patent/CN115234573A/zh active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999014512A1 (en) | 1997-09-16 | 1999-03-25 | Skf Engineering & Research Centre B.V. | Coated rolling element bearing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3122228A1 (fr) | 2022-10-28 |
FR3122228B1 (fr) | 2023-04-21 |
US20220341466A1 (en) | 2022-10-27 |
CN115234573A (zh) | 2022-10-25 |
US11965555B2 (en) | 2024-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010034812B4 (de) | Schwungrad und Reibungskupplung | |
DE102007034813A1 (de) | Schrägkugellager in Tandemanordnung sowie Lageranordnung mit dem Schrägkugellager | |
DE102010038305A1 (de) | Wälzlageranordnung mit einer Haltevorrichtung | |
DE102009052954A1 (de) | Pendelrollenlager | |
DE102016214351A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Schrägrollenlagers | |
DE102010054966A1 (de) | Wälzlager | |
DE102008021884A1 (de) | Kegelrollenlager und Wellenlagerung für zumindest ein Kegelrollenlager | |
DE102021102133A1 (de) | Wälzlager mit Führungsflansch für Käfig | |
DE102022203541A1 (de) | Wälzlager mit verbesserter Lebensdauer | |
DE102017206680A1 (de) | Getriebeanordnung mit axialen Kippsegmenten | |
DE102005033356A1 (de) | Radialwälzlager, insbesondere zur Lagerung gering belasteter Wellen in Schwermaschinen | |
DE102015205748A1 (de) | Lageranordnung mit Vorspannung | |
DE102012207528B3 (de) | Wälzlager | |
DE102020116588A1 (de) | Schräggleitlager | |
DE102011087435A1 (de) | Toroidallager | |
DE102020105751A1 (de) | Wälzlageranordnung | |
DE102013212963A1 (de) | Ketten- oder Riemenumlenkrolle | |
DE102018111025A1 (de) | Axialrollenlager | |
DE212012000135U1 (de) | Rollenlager | |
BE1029857B1 (de) | Hauptlageranordnung für eine Windenergieanlage | |
DE102012207071A1 (de) | Lagerstelle zur drehbaren Lagerung eines Pumpenrades eines Drehmomentwandlers, Rollenlager der Lagerstelle und Getriebe mit einem Drehmomentwandler und der Lagerstelle | |
DE102021126238B4 (de) | Schrägkugellager | |
DE102019129710B4 (de) | Kombiniertes Radial-Axiallager mit spezieller Axialspieleinstellung | |
DE102017113495A1 (de) | Lagerring eines Wälzlagers mit einer durch Laser behandelten Kontaktfläche | |
DE102020103261A1 (de) | Axialwälzlager |