DE112015005820T5

DE112015005820T5 - Käfig für Wälzlager, und Wälzlager

Info

Publication number: DE112015005820T5
Application number: DE112015005820.6T
Authority: DE
Inventors: Takumi Hayashi; Atsushi Tokuda
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-09-07
Also published as: WO2016104440A1; JP2016121735A; US10518445B2; CN107107410A; CN107107410B; JP6577184B2; US20170348881A1

Abstract

Bereitgestellt werden ein Käfig für ein Wälzlager, in welchem ein Fressen oder Brechen unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Drehzahl bei einem dm·n-Wert von nicht weniger als 80 × 104 vermieden wird, sowie ein den Käfig nutzendes Wälzlager. Das Wälzlager 1 ist mit einem Innenring 2, einem Außenring 3, einer Vielzahl von Wälzkörpern 4, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind, sowie einem die Wälzkörper 4 fixierenden Käfig 5 versehen. Der Käfig 5 wird durch Spritzgießen einer Harzzusammensetzung erzeugt. Die Harzzusammensetzung umfasst ein aus einer Dicarbonsäurekomponente und einer Diaminkomponente bestehendes Polyamidharz als Basisharz, sowie ein hierzu hinzugefügtes Faserverstärkungselement. Die Dicarbonsäurekomponente enthält Terephthalsäure als Hauptkomponente. Die Diaminkomponente enthält 1,10-Diaminodecan als Hauptkomponente. Das Faserverstärkungselement enthält 15 bis 50 Masse% an Glasfasern oder 10 bis 35 Masse% an Kohlenstofffasern, bezogen auf die Harzzusammensetzung in ihrer Gesamtheit.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Käfig für ein Wälzlager, welches in Fahrzeugen, Motoren, Werkzeugmaschinen oder dergleichen zum Einsatz gelangt, und betrifft insbesondere einen Harzkäfig für ein Wälzlager, welcher durch Gießen einer vorbestimmten Harzzusammensetzung gebildet wird.
STAND DER TECHNIK
In einem herkömmlichen Kugellager wird als Käfig, welcher eine Vielzahl rollender, zwischen einer Laufringoberfläche eines Außenrings und einer Laufringoberfläche eines Innenrings in Umfangsrichtung angeordneter Wälzkörper fixiert, üblicherweise ein gepresster, aus Stahl bestehender Käfig verwendet. Allerdings wird in dem aus Stahl bestehenden Käfig, sofern das Lager bei einer hohen Drehzahl betrieben wird, aufgrund eines Gleitkontakts zwischen dem Wälzkörper und dem Käfig eine hohe Reibung erzielt und ein starker Temperaturanstieg des Lagers beobachtet, was ein Fressen des Lagers zur Folge haben kann. Somit wird es als probat angesehen, einen durch Spritzgießen von synthetischem Harz gebildeten Käfig zu verwenden, nachdem das Harz dem Stahl im Hinblick auf Selbstschmierverhalten, Leichtlaufverhalten, geringes Gewicht oder dergleichen überlegen ist. Im Allgemeinen wird Polyamid 6-Harz, Polyamid 66-Harz, Polyamid 46-Harz oder dergleichen, welches entsprechend dem jeweiligen Bedarf durch Hinzufügen von Glasfasern verstärkt worden ist, verwendet (siehe Patentdokument 1). Um die Maßbeständigkeit, Wärmebeständigkeit und chemische Beständigkeit weiter zu verbessern, wird zudem ein Käfig vorgeschlagen, in welchem Polyamid 9T-Harz zur Anwendung gelangt (siehe Patentdokumente 2, 3).
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP 2000-227120 A
Patentdokument 1: JP 2001-317554 A
Patentdokument 2: JP 2006-207684 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
MITTELS DER ERFINDUNG ZU LÖSENDED PROBLEME
In Fällen, in welchen ein Wälzlager mit darin eingebautem Harzkäfig mit hoher Geschwindigkeit rotiert, wirkt aufgrund der hohen Drehzahl eine Zentrifugalkraft auf den Käfig ein, wodurch es zu einer Deformation des Käfigs kommen kann. Bei einer Deformation des Käfigs tritt eine hohe Reibung zwischen dem Käfig und einer von dem Käfig fixierten Kugel auf, weshalb das Lager Wärme entwickelt. Bei einer Deformation des Käfigs tritt der Käfig zudem mit dem Außenring des Lagers in Kontakt; die durch den Kontakt erzeugte Reibungswärme schmilzt das Harz, und das Wälzlager kann sich möglicherweise nicht mehr drehen (kann sich festfressen). Somit darf sich ein solcher Harzkäfig, welcher in ein bei hohen Drehzahlen betriebenes Wälzlager eingebaut ist, durch mechanische Belastung und/oder thermische Belastung nicht deformieren lassen.
Allerdings ändern sich bei der Glasübergangstemperatur die mechanischen Eigenschaften des synthetischen Harzes drastisch, und verringern sich bei hoher Temperatur die Festigkeit und das Elastizitätsmodul. Die Glasübergangstemperaturen von Polyamid 66-Harz oder Polyamid 46-Harz als übliche Materialien des in Patentdokument 1 offenbarten Käfigs betragen etwa 50°C bzw. etwa 80°C. Nachdem die durch die Zentrifugalkraft hervorgerufene Deformation und die durch die Gleitreibung zwischen dem Käfig und dem Wälzkörper hervorgerufene verstärkte Wärmeentwicklung und die weitere Erhöhung der Lagertemperatur stattgefunden hat, treten der Käfig und der Außenring bei einer Temperatur oberhalb der vorstehend beschriebenen Glasübergangstemperatur miteinander in Kontakt, was ein Fressen oder Brechen des Käfigs zur Folge haben kann. Somit bereitet es beispielsweise Schwierigkeiten, durch Fressen und Brechen des Käfigs bedingte Schäden zu vermeiden, wenn der Käfig bei hoher Drehzahl verwendet wird und der dm·n-Wert (das Produkt aus dem Teilkreisdurchmesser dm des Wälzkörpers und der Lagerringdrehzahl n) nicht weniger als 60 × 10⁴ (ferner nicht weniger als 80 × 10⁴) beträgt. Ferner besitzen sowohl Polyamid 66-Harz als auch Polyamid 46-Harz ein hohes Wasserabsorptionsvermögen, wobei sich aufgrund des hohen Wasserabsorptionsvermögens die Abmessungen des Käfigs verändern. Folglich muss der Käfig in einem Zustand verwendet werden, welcher die Abmessungen des Käfigs bei absorbierter Feuchtigkeit berücksichtigt. Ferner sind die Festigkeit und das Elastizitätsmodul des Käfigs nach der Feuchtigkeitsabsorption gegenüber jenen vor der Feuchtigkeitsabsorption stark reduziert.
Andererseits beträgt die Glasübergangstemperatur des in den Patentdokumenten 2 und 3 offenbarten Polyamid 9T-Harzes 125°C, womit die Glasübergangstemperatur gegenüber den Glasübergangstemperaturen des vorstehend beschriebenen Polyamid 66-Harzes und Polyamid 46-Harzes deutlich erhöht ist. In Fällen, in welchen sich der Gleitzustand aus mehreren Gründen gegenüber dem Temperaturanstieg unter der Bedingung einer hohen Drehzahl verschlechtert, übersteigt die Temperatur des Käfigs allerdings auch die Glasübergangstemperatur von Polyamid 9T-Harz, was Probleme, wie beispielsweise eine Deformation, zur Folge haben kann.
Da es sich bei Polyamid 9T-Harz um ein aromatisches Polyamid handelt, ist zudem das Wasserabsorptionsvermögen gegenüber jenem von aliphatischen Polyamiden, wie beispielsweise von Polyamid 66-Harz und Polyamid 46-Harz, gering. Da der durch Spritzgießen erzeugte Harzkäfig immer einen Nahtabschnitt aufweist, welcher in einem Bereich ausgebildet ist, in dem sich die Harzzusammensetzung während des Gießens vereint, und Polyamid 9T-Harz zudem ein hohes Elastizitätsmodul und eine geringe Zähigkeit besitzt, ergibt sich in dem Nahtabschnitt während der Verwendung eine Spannungskonzentration und bilden sich in dem Nahtabschnitt leicht Risse, wodurch sich die Festigkeit des Käfigs verringern kann.
In diesem Zusammenhang liefert Patentdokument 2, obgleich darin ein Polyamid 9T-Harz nutzender Käfig vorgeschlagen wird, keinerlei Hinweis auf die Fressbeständigkeit des Käfigs. Ferner liefert Patentdokument 3, obgleich es einen dm·n-Wert von etwa 60 × 10⁴ während des Temperaturanstiegs beschreibt, keinerlei Hinweis auf die Festigkeit des den Nahtabschnitt beinhaltenden Käfigs.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung zur Lösung eines solchen Problems ist es, einen Käfig für ein Wälzlager sowie ein den Käfig nutzendes Wälzlager bereitzustellen, in welchem ein Fressen oder Brechen unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Geschwindigkeit bei einem dm·n-Wert von nicht weniger als 80 × 10⁴ unterbleibt.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Ein Käfig für ein Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Spritzgießen einer Harzzusammensetzung erzeugt, wobei die Harzzusammensetzung ein aus einer Dicarbonsäurekomponente und einer Diaminkomponente bestehendes Polyamidharz als Basisharz, sowie ein hierzu hinzugefügtes Faserverstärkungselement umfasst. Die Dicarbonsäurekomponente enthält Terephthalsäure als Hauptkomponente. Die Diaminkomponente enthält 1,10-Diaminodecan als Hauptkomponente. Das Faserverstärkungselement enthält 15 bis 50 Masse% an Glasfasern oder 10 bis 35 Masse% an Kohlenstofffasern, bezogen auf die Harzzusammensetzung in ihrer Gesamtheit.
Das Polyamidharz weist einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 310°C auf. Zudem besteht der das Faserverstärkungselement ausnehmende Restteil der Harzzusammensetzung aus dem Polyamidharz. Zudem enthält das Polyamidharz das Radioisotop Kohlenstoff 14.
Ein Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Innenring, einen Außenring, eine Vielzahl von Wälzkörpern, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind, sowie einen die Wälzkörper fixierenden Käfig, wobei es sich bei dem Käfig um einen Käfig für ein Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung handelt. Das Wälzlager wird insbesondere bei hoher Drehzahl und einem dm·n-Wert von nicht weniger als 80 × 10⁴ verwendet.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Der Käfig für das Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Spritzgießen einer Harzzusammensetzung erzeugt, in welcher 15 bis 50 Masse% an Glasfasern oder 10 bis 35 Masse% an Kohlenstofffasern einem vorbestimmten Polyamidharz hinzugefügt sind, wobei das Polyamidharz eine Dicarbonsäurekomponente, welche Terephthalsäure als Hauptkomponente enthält, und eine Diaminkomponente, welche 1,10-Diaminodecan als Hauptkomponente enthält, enthält. Mittels dieser Konfiguration wird eine hohe Steifigkeit (ein hohes Elastizitätsmodul) erzielt, weshalb die Deformation unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Drehzahl klein gehalten werden kann. Dementsprechend kann, sofern der Käfig bei hoher Drehzahl und einem dm·n-Wert von nicht weniger als 80 × 10⁴ verwendet wird, die Wärmeentwicklung klein gehalten werden, weshalb ein Fressen und Brechen verhindert werden kann. Da als Basisharz eine die Dicarbonsäurekomponente, welche Terephthalsäure als Hauptkomponente enthält, und die Diaminkomponente, welche 1,10-Diaminodecan als Hauptkomponente enthält, enthaltendes Polyamidharz verwendet wird, ist darüber hinaus die Kristallisationsrate extrem hoch, weshalb die Zyklusdauer während des Gießens klein gehalten und die Produktivität verbessert werden kann.
Das vorstehend beschriebene, als Basisharz bereitgestellte Polyamidharz weist einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 310°C auf, und besitzt daher im Vergleich zu den üblicherweise als Käfigmaterialien eingesetzten Polyamid 66-Harz (Schmelzpunkt von 267°C) und Polyamid 46-Harz (Schmelzpunkt von 295°C) eine extrem hohe Wärmebeständigkeit. Ferner wird eine Wärmebeständigkeit erzielt, welche ähnlich jener oder besser als jene von Polyamid 9T-Harz (Schmelzpunkt von 306°C) ist. Dementsprechend kann die Deformation unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Drehzahl klein gehalten werden.
Ferner ist das vorstehend beschriebene Polyamidharz anderen Polyamidharzen auch in Bezug auf Ölbeständigkeit und chemische Beständigkeit überlegen, weshalb das vorstehend beschriebene Polyamidharz im Vergleich zu herkömmlichen Einsatzbedingungen unter harschen Einsatzbedingungen, wie beispielsweise unter hohen Temperaturen, in Öl oder dergleichen, verwendet werden kann. Ferner weist das vorstehend beschriebene Polyamidharz ein Wasserabsorptionsvermögen auf, welches jenem von Polyamid 9T-Harz ähnelt und sehr viel geringer ist als jenes von Polyamid 66-Harz und Polyamid 46-Harz, weshalb eine Veränderung der Abmessungen sowie eine Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften infolge Absorption von Wasser weitestgehend unterdrückt werden kann.
Da ein Teil der das Polyamidharz bildenden Komponente (beispielsweise 1,10-Diaminodecan) aus einer Pflanze synthetisiert wird und das Polyamidharz Kohlenstoff 14 als Radioisotop enthält, kann im Falle einer Verbrennung die beachtliche Emission an Kohlendioxid im Vergleich zu jener von synthetischem Harz auf Erdölbasis reduziert werden.
Da das Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung einen Innenring, einen Außenring, eine Vielzahl an zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Wälzkörpern, sowie den vorstehend beschriebenen, die Wälzkörper fixierenden Käfig gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, kann ein Lager bereitgestellt werden, welches keinerlei Mängel, wie beispielsweise ein Fressen oder Brechen des Käfigs, hervorruft, wenn es bei hoher Drehzahl und einem dm·n-Wert von nicht weniger als 80 × 10⁴ verwendet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht in axialer Richtung eines Schrägkugellagers.
2(a) und 2(b) sind Perspektivansichten und dergleichen eines maschinell bearbeiteten Harzkäfigs.
3 ist eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht eines kronenartigen Harzkäfigs.
4 ist eine Ansicht, welche die Grundzüge eines Käfig-Zugdehnungstests veranschaulicht.
VARIANTE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Bei dem Käfig für ein Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen durch Spritzgießen einer Harzzusammensetzung erzeugten Harzkäfig. Die aus Harzmaterial bestehende Harzzusammensetzung umfasst ein vorbestimmtes Polyamidharz als Basisharz, sowie eine vorbestimmte Menge eines hierzu hinzugefügten Faserverstärkungselements (Glasfaser oder Kohlenstofffaser).
Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Polyamidharz enthält eine Dicarbonsäurekomponente und eine Diaminkomponente, wobei das Polyamidharz durch Polykondensation der die Dicarbonsäurekomponente und die Diaminkomponente bildenden Dicarbonsäure und Diaminsäure erhalten wird. Die das Polyamidharz bildende Dicarbonsäurekomponente enthält Terephthalsäure als Hauptkomponente. Indem Terephthalsäure als Hauptkomponente enthalten ist, wird ein Polyamidharz mit hervorragender Hochtemperatursteifigkeit erhalten. Ferner enthält die das Polyamidharz bildende Diaminkomponente 1,10-Diaminodecan als Hauptkomponente. Bei 1,10-Diaminodecan handelt es sich um ein lineares aliphatisches Diamin. Sowohl Terephthalsäure als auch 1,10-Diaminodecan besitzen eine chemische Struktur mit hoher Symmetrie, weshalb ein diese beiden Komponenten als Hauptkomponenten enthaltendes Polyamidharz eine hohe Kristallinität aufweist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthält die das Polyamidharz bildende Diaminkomponente, wie vorstehend beschrieben, lineares 1,10-Diaminodecan mit 10C als Hauptkomponente. Da die Anzahl an Kohlenstoffatomen pro Monomereinheit der Hauptkomponente der Diaminkomponente zehn beträgt und eine gerade Zahl darstellt, wird im Vergleich zu einer Konfiguration, in welcher die Anzahl an Kohlenstoffatomen eine ungerade Zahl annimmt, eine stabile Kristallstruktur gebildet, weshalb sich die Kristallinität verbessert (gerade-ungerade-Effekt). Weiterhin kann in Fällen, in welchen die Anzahl an Kohlenstoffatomen der Hauptkomponente der Diaminkomponente acht oder weniger beträgt, der Schmelzpunkt des vorstehend beschriebenen Polyamidharzes eventuell die Zersetzungstemperatur übersteigen. In Fällen, in welchen die Anzahl an Kohlenstoffatomen der Diaminkomponente nicht weniger als zwölf beträgt, ergibt sich für das vorstehend beschriebene Polyamidharz ein niedriger Schmelzpunkt, weshalb sich der Käfig unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Drehzahl möglicherweise deformiert. Ferner weist ein Diamin mit 9C oder 11C aufgrund des gerade-ungerade-Effekts des vorstehend beschriebenen Polyamidharzes möglicherweise keine Kristallinität auf.
In dem vorstehend beschriebenen Polyamidharz kann sowohl ein Teil der als Dicarbonsäurekomponente fungierenden Terephthalsäure als auch ein Teil des als Diaminkomponente fungierenden 1,10-Diaminodecans durch eine andere Copolymerisationskomponente ersetzt sein. Durch eine Erhöhung der Menge an anderer Copolymerisationskomponente verringern sich der Schmelzpunkt und die Kristallinität, weshalb es bevorzugt ist, die Gesamtmenge an Terephthalsäure und 1,10-Diaminodecan als Hauptkomponenten auf nicht weniger als 95 Mol%, bezogen auf die Gesamtmolzahl (100 Mol%) der als Ausgangsmaterial fungierenden Monomere, einzustellen. Ferner ist es stärker bevorzugt, dass das Polyamidharz im Wesentlichen aus Terephthalsäure und 1,10-Diaminodecan besteht und eine andere Copolymerisationskomponente im Wesentlichen ausschließt.
Beispiele für die neben Terephthalsäure als andere Copolymerisationskomponente eingesetzte Dicarbonsäurekomponente umfassen aliphatische Dicarbonsäuren wie beispielsweise Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Undecandicarbonsäure und Dodecandicarbonsäure, alicyclische Dicarbonsäuren wie beispielsweise Cyclohexandicarbonsäure, sowie aromatische Dicarbonsäuren wie beispielsweise Phthalsäure, Isophthalsäure und Naphthalindicarbonsäure. Ferner umfassen Beispiele für die neben 1,10-Diaminodecan als andere Copolymerisationskomponente eingesetzte Diaminkomponente aliphatische Diamine wie beispielsweise 1,2-Ethandiamin, 1,3-Propandiamin, 1,4-Butandiamin, 1,5-Pentandiamin, 1,6-Hexandiamin, 1,7-Heptandiamin, 1,8-Oktandiamin, 1,9-Nonandiamin, 1,11-Undecandiamin und 1,12-Dodecandiamin, alicyclische Diamine wie beispielsweise Cyclohexandiamin, und aromatische Diamine wie beispielsweise Xylylendiamin. Ferner kann ein Lactam wie beispielsweise Caprolactam mit dem Polyamidharz copolymerisiert werden.
Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des vorstehend beschriebenen Polyamidharzes wird vorzugsweise auf einen Bereich von zwischen 15000 und 50000 eingestellt, und wird stärker bevorzugt auf einen Bereich von zwischen 26000 und 50000 eingestellt. In Fällen, in welchen das gewichtsmittlere Molekulargewicht des vorstehend beschriebenen Polyamidharzes weniger als 15000 beträgt, verringert sich die Steifigkeit des Polyamidharzes, weshalb sich der Käfig bei hoher Drehzahl eventuell deformiert. In Fällen, in welchen das gewichtsmittlere Molekulargewicht des vorstehend beschriebenen Polyamidharzes mehr als 50000 beträgt, verschlechtert sich demgegenüber die Kristallinität, und verringert sich das Fließvermögen während des Spritzgießens. Die relative Viskosität des vorstehend beschriebenen Polyamidharzes ist zudem nicht in besonderer Weise beschränkt. Um das Gießen des Käfigs zu vereinfachen, ist es allerdings bevorzugt, dass die relative Viskosität, welche bei einer Konzentration von 1 g/dl und 25°C und Verwendung von 96 Gew.-% Schwefelsäure als Katalysator gemessen wird, auf nicht weniger als 2.0 eingestellt wird.
Der Schmelzpunkt des Polyamidharzes beträgt bevorzugt nicht weniger als 310°C. Die Obergrenze hierfür ist zudem nicht in besonderer Weise beschränkt. Im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit während des Gießens ist es allerdings bevorzugt, dass die Obergrenze auf einen Bereich von zwischen 320 und 340°C eingestellt wird. Als Schmelzpunktbereich ist ein Bereich von zwischen 310 und 340°C bevorzugt, ist ein Bereich von zwischen 310 und 330°C stärker bevorzugt, und ist ein Bereich von zwischen 310 und 320°C noch stärker bevorzugt. Da das vorstehend beschriebene Polyamidharz einen höheren Schmelzpunkt besitzt und eine bessere Wärmebeständigkeit aufweist als andere, üblicherweise als Käfigmaterialien eingesetzte Polyamidharze (Polyamid 66-Harz (Schmelzpunkt von 267°C), Polyamid 46-Harz (Schmelzpunkt von 295°C), Polyamid 9T-Harz (Schmelzpunkt von 306°C)), können in Fällen, in welchen der Käfig unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Drehzahl bei einem dm·n-Wert von nicht weniger als 80 × 10⁴ verwendet wird, eine Deformation, ein Fressen, ein Brechen und dergleichen des Käfigs vermieden werden. Der Schmelzpunkt kann zudem unter Einsatz eines Differenzialkalorimeters (DSC) gemessen werden, indem sich eine endotherme Höchsttemperatur (Tm) einstellt, wenn das vorstehend beschriebene Polyamidharz, nachdem das Polyamidharz aus einem geschmolzenen Zustand in Richtung einer Temperatur von 25°C bei einer Temperaturerniedrigungsrate von 20°C/min in einer inerten Gasatmosphäre abgekühlt worden ist, bei einer Temperaturerhöhungsrate von 20°C/min erwärmt wird.
Die Glasübergangstemperatur des vorstehend beschriebenen Polyamidharzes beträgt bevorzugt nicht weniger als 130°C, stärker bevorzugt nicht weniger als 150°C. Da das vorstehend beschriebene Polyamidharz eine höhere Glasübergangstemperatur aufweist als andere, üblicherweise als Käfigmaterialien eingesetzte Polyamidharze (Polyamid 66-Harz (Glasübergangstemperatur von 49°C), Polyamid 46-Harz (Glasübergangstemperatur von 78°C), Polyamid 9T-Harz (Glasübergangstemperatur von 125°C)), kann in Fällen, in welchen der Käfig unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Drehzahl bei einem dm·n-Wert von nicht weniger als 80 × 10⁴ verwendet wird, eine Deformation des Käfigs vermieden und die Wärmeentwicklung aufgrund von Gleitreibung zwischen dem Wälzkörper und dem Käfig klein gehalten werden. Die Glasübergangstemperatur kann zudem unter Einsatz des Differenzialkalorimeters (DSC) gemessen werden, indem sich eine Zwischentemperatur (Tg) einer schrittweisen endothermen Höchsttemperatur einstellt, wenn das vorstehend beschriebene Polyamidharz, nachdem das Polyamidharz in einer Inertgasatmosphäre rasch abgekühlt worden ist (JIS K7121), bei einer Temperaturerhöhungsrate von 20°C/min erwärmt wird.
Als Faserverstärkungselement, welches dem als Basisharz fungierenden Polyamidharz hinzugefügt ist, werden Glasfasern oder Kohlenstofffasern eingesetzt. Die Glasfaser wird durch Verspinnen von anorganischem Glas, welches SiO₂, B₂O₃, Al₂O₃, CaC, MgO, Na₂O, K₂O, Fe₂O₃ oder dergleichen als Hauptkomponente enthält, erhalten. Gewöhnlich kann alkalifreies Glas (E-Glas), Alkali-Glas (C-Glas, A-Glas), oder dergleichen verwendet werden. Alkalifreies Glas ist im Hinblick auf den Einfluss des vorstehend beschriebenen Polyamidharzes bevorzugt. Das alkalifreie Glas wird aus einem Borosilikatglas erzeugt, welches nahezu keine Alkalikomponente in seiner Zusammensetzung enthält. Da nahezu keine Alkalikomponente enthalten ist, ist der Einfluss auf das Polyamidharz gering, und verändern sich die Eigenschaften der Harzzusammensetzung nicht. Beispiele für die Glasfaser umfassen 03JAFT692, MF03MB120, MF06MB120 oder dergleichen, welche von Asahi Fiber Glass Co., Ltd. hergestellt werden.
Als Kohlenstofffaser können unabhängig von der Art des Ausgangsmaterials Polyacrylnitril(PAN)-basierte Kohlenstofffasern, Pech-basierte Kohlenstofffasern, Rayonbasierte Kohlenstofffasern, oder eine Lignin-Polyvinylalkohol-Zusammensetzung eingesetzt werden. Beispiele für Pech-basierte Kohlenstofffasern umfassen Kreca M-101S, M-107S, M-101F, M-201S, M-207S, M-2007S, C-103S, C-106S und C-203S, welche von Kreha Corporation hergestellt werden. Beispiele für PAN-Kohlenstofffasern umfassen zudem Besfight HTA-CMF0160-0H, HTA-CMF0040-0H, HTA-C6 und HTA-C6-S, welche von Toho Tenax Co., Ltd. hergestellt werden, sowie Torayca MLD-30, MLD-300, T008 und T010, welche von Toray Industries, Inc. hergestellt werden.
In Fällen, in welchen die Verwendung einer Glasfaser als Faserverstärkungselement vorgesehen ist, wird die hiervon einzumischende Menge auf einen Bereich von zwischen 15 und 50 Masse%, bezogen auf die Harzzusammensetzung in ihrer Gesamtheit, eingestellt. In Fällen, in welchen die Verwendung einer Kohlenstofffaser als Faserverstärkungselement vorgesehen ist, wird die hiervon einzumischende Menge auf einen Bereich von zwischen 10 und 35 Masse%, bezogen auf die Harzzusammensetzung in ihrer Gesamtheit, eingestellt. Indem die Menge an Glasfaser oder Kohlenstofffaser auf den vorstehend beschriebenen Bereich eingestellt wird, kann die Steifigkeit des Käfigs erhöht werden, kann die Deformation des Käfigs unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Drehzahl klein gehalten werden, und kann der Aufheizwert klein gehalten werden. In Fällen, in welchen die Form des Käfigs derart ausgestaltet ist, dass der Käfig während des Spritzgießens oder zwecks Sicherstellung einer ausreichenden Festigkeit (Zugfestigkeit) des Nahtabschnitts aus einer Form zwangsfreigesetzt wird, wird zudem im Falle einer Verwendung von Glasfasern die Menge an Glasfasern bevorzugt auf einen Bereich von zwischen 20 und 35 Masse%, bezogen auf die Harzzusammensetzung in ihrer Gesamtheit, eingestellt, und wird im Falle einer Verwendung von Kohlenstofffasern die Mange an Kohlenstofffaser bevorzugt auf einen Bereich von zwischen 15 und 30 Masse%, bezogen auf die Harzzusammensetzung in ihrer Gesamtheit, eingestellt.
Solange die Funktion des Käfigs sowie das Spritzgießverhalten aufrechterhalten werden, kann der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung neben dem Faserverstärkungselement bei Bedarf ein weiterer Zusatz hinzugefügt werden. Als weiterer Zusatz kann beispielsweise ein festes Gleitmittel, ein anorganischer Füllstoff, ein Antioxidationsmittel, ein Antistatikum, ein Formentrennmittel, oder dergleichen hinzugefügt werden.
Nachdem die die Harzzusammensetzung bildenden Materialien je nach Bedarf unter Einsatz eines Henschel-Mischers, eines Kugelmischers, eines Bandschneckenmischers oder dergleichen miteinander vermischt worden sind, werden die Materialien in einem Schmelzextruder, wie beispielsweise in einem Doppelschneckenschmelzextruder, schmelzverknetet, um auf diese Weise Formpellets zu erhalten. Während des Schmelzknetens in einem Doppelschneckenschmelzextruder oder dergleichen kann zudem ein seitlicher Einlass zum Einbringen des Füllmaterials vorgesehen sein. Unter Einsatz dieser Formpellets wird der Käfig durch Spritzgießen in Form gegossen. Während des Spritzgießens wird die Temperatur des Harzes auf einen Wert oberhalb des Schmelzpunkts des vorstehend beschriebenen Polyamidharzes eingestellt, und wird die Temperatur des Formteils auf einen Wert unterhalb der Glasübergangstemperatur des Polyamidharzes eingestellt.
Wie vorstehend beschrieben, wird die als Harzmaterial des Käfigs für das Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung fungierende Harzzusammensetzung durch Hinzufügen einer vorbestimmten Menge des Faserverstärkungselements (Glasfaser oder Kohlenstofffaser) zu dem vorbestimmten Polyamidharz erzeugt, weshalb der Schmelzpunkt und die Glasübergangstemperatur hoch sind und eine hervorragende Wärmebeständigkeit, Ölbeständigkeit, chemische Beständigkeit, Maßbeständigkeit, Zähigkeit sowie gute mechanische Eigenschaften erzielt wird/werden. Somit kann der Käfig für das Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung einen Langzeiteinsatz unter den harschen Umweltbedingungen eines hohen Drehzahlbereichs oder dergleichen (einer Hochtemperaturatmosphäre, eines einen Kontakt mit Öl oder einer Chemikalie vorsehenden Zustands, eines hohen Drehzahlzustands, eines hohen Belastungszustands, einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit, oder dergleichen) überstehen.
Ferner besitzt die vorstehend beschriebene Harzzusammensetzung ein geringes Wasserabsorptionsvermögen, weshalb eine Veränderung der Abmessungen sowie eine Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften infolge einer durch Wasserabsorption und/oder Feuchtigkeitsabsorption bedingten Quellung und/oder Expansion unterdrückt werden kann. Der Käfig für das Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine hervorragende Maßbeständigkeit, weshalb kostengünstig ein Käfig für Anwendungen bereitgestellt werden kann, welche eine hohe Präzision erfordern.
In dem im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Polyamidharz kann als Dicarbonsäurekomponente oder als Diaminkomponente ein aus Pflanzen stammendes Material eingesetzt werden. So kann beispielsweise 1,10-Diaminodecan eingesetzt werden, für welches Rizinusöl als Ausgangsmaterial verwendet wird. Durch den Einsatz eines aus Biomasse stammenden Materials, wie beispielsweise einer Pflanze, kann im Falle einer Verbrennung des Harzkäfigs im Vergleich zu einem Käfig, für welchen kein aus Biomasse stammendes Material verwendet wurde, die beachtliche Emission an Kohlendioxid reduziert werden. Inwieweit die Pflanzenkunststoffe aus Biomasse stammen oder nicht aus Biomasse stammen, kann hierbei durch Messen der Konzentration an 14C bestimmt werden, bei welchem es sich um ein radioaktives Isotop der das Harz bildenden Kohlenstoffe handelt. Da die Halbwertszeit von 14C 5730 Jahre beträgt, ist 14C in Kohlenstoff, welcher aus einer über einen Zeitraum von nicht weniger als 10 Millionen Jahren erzeugten fossilen Quelle stammt, nicht enthalten. Ist 14C in dem aus einer fossilen Quelle stammenden Kohlenstoff enthalten, so ist aus diesem Grund möglich festzustellen, dass der Pflanzenkunststoff zumindest das aus Biomasse stammende Material enthält.
Der Käfig für das Wälzlager sowie das Wälzlager der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf 1 und die 2(a) und 2(b) beschrieben. 1 ist eine Querschnittsansicht in axialer Richtung eines Schrägkugellagers als ein Beispiel des Wälzlagers gemäß der vorliegenden Erfindung. Die 2(a) und 2(b) sind eine Perspektivansicht sowie eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Käfigs (eines maschinell bearbeiteten Käfigs) in dem Wälzlager gemäß 1. Wie in 1 dargestellt ist, ist das Schrägkugellager 1 mit einem Innenring 2, einem Außenring 3, einer Vielzahl an Wälzkörpern 4, welche zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 angeordnet sind, sowie einem die Wälzkörper 4 in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen fixierenden Käfig 5 versehen. Der Käfig 5 entspricht dem vorstehend beschriebenen Käfig für das Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Innenring 2 und der Außenring 3 kontaktieren den Wälzkörper 4 in Radialrichtung in einem vorbestimmten Winkel ϕ (Kontaktwinkel) gegenüber einer mittleren Linie, weshalb eine Radiallast und eine Axiallast in einer Richtung der Axiallast erzielt werden können. Der Wälzkörper 4 wird bei Bedarf mit einem Gleitmittel, wie beispielsweise mit Schmierfett, umfüllt, um den Wälzkörper 4 zu fetten.
Das in 1 dargestellte Schrägkugellager 1 wird bei hoher Drehzahl oder dergleichen verwendet. Was dessen Käfig 5 betrifft, so kann eine Deformation des Käfigs unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Drehzahl im Rahmen der vorliegenden Erfindung unterdrückt werden, da ein Spritzgusskörper einer Harzzusammensetzung verwendet wird, welche das eine hohe Glasübergangstemperatur und eine hervorragende Steifigkeit aufweisende Polyamidharz als Basisharz enthält. Da das vorstehend beschriebene Polyamidharz ein hervorragendes Selbstschmierverhalten und Leichtlaufverhalten aufweist, kann zudem der Aufheizwert infolge Reibung zwischen dem Wälzkörper 4 und dem Käfig 5 klein gehalten und ein Temperaturanstieg vermieden werden, weshalb ein Fressen unterbleibt. Dementsprechend kann das Lager über einen langen Zeitraum unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Drehzahl betrieben werden.
Wie in 2(a) dargestellt ist, ist in dem Käfig 5 in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen eine Vielzahl von Taschen 6, welche als Wälzkörper fungierende Kugeln fixieren, in einem ringförmigen Käfigkörper 5a angeordnet. Die Taschen 6 weisen in der Ebene der Taschen 6 einen gestauchten Kreis auf, können jedoch auch einen perfekten Kreis aufweisen. Gestauchte Kreisform bezeichnet hierbei eine Konfiguration bestehend aus dem Radius einer Taschenoberfläche mit in etwa dem Radius einer jeden Kugel auf beiden Seiten eines Zwischenraums, welcher mit dem in einem perfekten Kreis erforderlichen Taschenzwischenraum (Unterschied zwischen dem Innendurchmesser der Tasche und dem Durchmesser der Kugel) übereinstimmt. Mit einer solchen Form kann die auf den Käfig einwirkende Last reduziert werden, indem man den Taschenabstand in Umfangsrichtung einer Rotationsachse zwecks Absorption von Beschleunigung und Verzögerung der Kugel erhöht.
Der Käfig 5 ist als maschinell bearbeiteter Käfig ausgebildet, welcher nach dem Gießen der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung in ein halbfertiges Produkt mittels Spritzgussverfahren sowie anschließendes Spanen des halbfertigen Produkts zur Bearbeitung des Taschenteils erhalten worden ist. Da der Käfig 5 als Spritzgusskörper ausgebildet ist, wird in einem Bereich, in welchem sich die Harzzusammensetzung während des Gießens vereint, ein Nahtabschnitt 7 ausgebildet, wie in 2(b) dargestellt ist. Der Nahtabschnitt 7 stellt einen Bereich dar, welcher aufgrund einer Spannungskonzentration in dem ringförmigen Käfig leicht bricht. Da der Formkörper durch Gießen einer Harzzusammensetzung, in welcher eine vorbestimmte Menge des Faserverstärkungselements (Glasfaser oder Kohlenstofffaser) dem als Basisharz fungierenden Polyamidharz hinzugefügt ist, mittels Spritzgussverfahren erhalten wird, wird in dem Nahtabschnitt 7 des Käfigs gemäß der vorliegenden Erfindung eine hervorragende Zugfestigkeit erzielt, weshalb während eines Einsatzes bei hoher Drehzahl die Bildung von Rissen in dem Nahtabschnitt vermieden werden kann. Wie in den nachfolgenden Beispielen beschrieben ist, ist insbesondere die Zugfestigkeit im Vergleich zu einer Konfiguration, in welcher das Basisharz durch ein anderes Polyamidharz ersetzt ist, hoch.
In 1 sowie in 2(a) und 2(b) ist das Schrägkugellager als Beispiel des Wälzlagers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Allerdings ist ein Lager, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, nicht auf das vorstehend beschriebene Lager beschränkt. Vielmehr kann die vorliegende Erfindung auch auf andere Kugellager, ein konisches Wälzlager, ein Pendelwälzlager, ein Nadelwälzlager und dergleichen angewendet werden.
Ein kronenartiger Käfig für ein Wälzlager als weiteres Beispiel für den Käfig für ein Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht des kronenartigen Käfigs, welcher durch Spritzgießen der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung erhalten worden ist. Wie in 3 dargestellt ist, weist ein Käfig 8 auf einer oberen Fläche eines ringförmigen Käfigkörpers 9 in Umlaufrichtung in bestimmten Abständen ein Paar gegenüberliegender Halteklauen 10 auf, wobei der Käfig 8 in einer Richtung, in welcher die jeweiligen gegenüberliegenden Klauen 10 einander nahekommen, gekrümmt ist und der Käfig 8 eine zwischen den Halteklauen 10 ausgebildete Tasche 11 aufweist, welche eine als Wälzkörper fungierende Kugel fixiert. Weiterhin ist zwischen den Rückseiten der einander benachbarten Halteklauen 10 in den einander benachbarten Taschen 11 ein als ansteigende Referenzoberfläche der Halteklaue 10 bereitgestellter flacher Abschnitt 12 ausgebildet. Die Halteklaue 10 weist einen gekrümmten Distalendabschnitt 10a auf.
In Fällen, in welchen der in 3 dargestellte kronenartige Käfig durch Spritzgießen erzeugt wird, wird der gekrümmte Distalendabschnitt 10a der Halteklaue 10 aus einer Form zwangsfreigesetzt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Durchmesser eines Öffnungsbereichs der Tasche kleiner ist als der Innendurchmesser der Tasche 11 und sich das Formwerkzeug des die Taschen formenden Innendurchmessers elastisch dehnt, so dass der Durchmesser des Öffnungsbereichs der Tasche bei Freisetzung der Tasche 11 aus dem Formwerkzeug dem Innendurchmesser der Tasche entsprechen muss. Da die vorstehend beschriebene Harzzusammensetzung als Käfigmaterial verwendet wird, kann in dem Käfig gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn der Käfig während des Gießens aus der Form zwangsfreigesetzt wird, die Bildung von Rissen oder ein Weißbruch in dem Distalendabschnitt der Halteklaue vermieden werden, während gleichzeitig eine hohe Steifigkeit des Käfigs während der Verwendung aufrechterhalten wird. Wie vorstehend beschrieben ist, wird durch Einstellen der einzumischenden Menge an Faserverstärkungselement, welches in der Harzzusammensetzung enthalten ist, auf einen Bereich von zwischen 20 und 35 Masse%, bezogen auf die Harzzusammensetzung in ihrer Gesamtheit, im Falle der Verwendung von Glasfasern, oder auf einen Bereich von zwischen 15 und 30 Masse%, bezogen auf die Harzzusammensetzung in ihrer Gesamtheit, im Falle der Verwendung von Kohlenstofffasern insbesondere die Bildung von Rissen oder ein Weißbruch auf einfache Weise verhindert.
Beispiele
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben; allerdings ist die vorliegende Erfindung durch die Beispiele nicht in besonderer Weise beschränkt.
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Ausgangsmaterialien werden nachfolgend kollektiv beschrieben.
(1) Harzmaterial

Polyamidharz A: Harz, welches Terephthalsäure und 1,10-Diaminodecan als Hauptkomponenten enthält (XecoT XN500, hergestellt von Unitika Ltd.)
Polyamid 66-Harz: Amilan CM3001, hergestellt von Toray Industries, Inc.
Polyamid 46-Harz: Stanyl TW300, hergestellt von DSM N. V.
Polyamid 9T-Harz: Genestar N1000, hergestellt von Kraray Co., Ltd.

(2) Faserverstärkungselement

Glasfaser: 03JAFT692, hergestellt von Asahi Fiber Glass Co., Ltd. (mittlerer Faserdurchmesser von 10 μm, mittlere Faserlänge von 3 mm)
Kohlenstofffaser: HTA-C6, hergestellt von Toho Tenax Co., Ltd. (mittlerer Faserdurchmesser von 7 μm, mittlere Faserlänge von 6 mm)

Beispiele 1 bis 6, Vergleichsbeispiele 1 bis 6
Die Käfige für das Schrägkugellager gemäß den Beispielen und den Vergleichsbeispielen wurden unter Verwendung der Harzzusammensetzungen, deren Ausgangsmaterialien in einem in Tabelle 1 dargestellten Verhältnis miteinander vermischt worden sind, hergestellt, und es wurden verschiedene Tests durchgeführt. Die Zusammensetzung wird unter Einsatz eines Doppelschneckenextruders erzeugt. Um ein Brechen der Glasfasern und der Kohlenstofffasern zu verhindern, werden die Glasfasern und die Kohlenstofffasern fortwährend über einen seitlichen Einlass eingebracht und anschließend per Extrusionsverfahren granuliert. Die erhaltenen Formpellets werden mittels einer Spritzgießvorrichtung vom Inlineschneckentyp formgepresst, um eine gewünschte Käfigform zu erhalten (Außendurchmesser von 93 mm, Innendurchmesser von 88 mm, Breite von 13 mm). Ferner wird aus dem Käfig ein maschinell bearbeiteter Käfig erzeugt, wie er in 2(a) und 2(b) dargestellt ist. Der Käfig, welcher nach dem Gießen einer Feuchtigkeitsregulierungsbehandlung in einer eine Temperatur von 80°C und eine relative Feuchtigkeit von 95% aufweisenden Atmosphäre unterzogen wurde und infolgedessen absorbiertes Wasser enthielt, wurde in jedem der Tests eingesetzt. Das Wasserabsorptionsvermögen wurde aus dem Gewicht des erhaltenen Käfigs vor und nach der Feuchtigkeitsregulierung unter Verwendung der nachfolgend beschriebenen Berechnungsformel bestimmt. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt.
Berechnungsformel für das Wasserabsorptionsvermögen Wasserabsorptionsvermögen (Gew.-%) = (Gewicht nach Feuchtigkeitsregulierung – Gewicht vor Feuchtigkeitsregulierung) × 100/Gewicht vor Feuchtigkeitsregulierung
Käfig-Zugdehnungstest
Um die Bruchfestigkeit (Zugfestigkeit des Nahtabschnitts) des Käfigs gemäß der vorliegenden Erfindung zu überprüfen, wurde unter Einsatz der erzeugten Käfige ein Käfig-Zugdehnungstest durchgeführt. Der Käfig-Zugdehnungstest umfasste das Einbringen eines Testkäfigs 14 in eine ringförmige, in 4 dargestellte Zugdehnungsvorrichtung 13, so dass der Nahtabschnitt in einer horizontalen Position lag, wobei der Käfig-Zugdehnungstest unter Einsatz einer von Shimadzu Corpoation hergestellten Zugtestvorrichtung (Autograph AG50KNX) bei einer Zuggeschwindigkeit von 10 mm/min durchgeführt wurde. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt.
Lagertemperaturtest
Es wurde ein Lagertest für das Schrägkugellager durchgeführt, in welchem die Drehzahl bis zum Erreichen eines dm·n-Werts von 80 × 10⁴ asymptotisch erhöht wurde. Unter Einsatz des Schrägkugellagers, in welches jeder der Käfige der Beispiele und der Vergleichsbeispiele eingebaut und mit Schmierfett als Gleitmittel abgedichtet worden war, und in welchem auf beiden Seiten berührungsfreie Dichtungen zur Abdichtung des Schrägkugellagers angeordnet waren, wurde ein Vergleichstest durchgeführt. Im Rahmen des Tests wurde die Außenringtemperatur gemessen, wobei ein Schrägkugellager, in welchem die Temperatur um weniger als 30°C anstieg, definitionsgemäß als akzeptabel angesehen wurde und ein Schrägkugellager, in welchem sich die Temperatur um nicht weniger als 30°C erhöhte, definitionsgemäß als inakzeptabel angesehen wurde, wobei die Referenztemperatur im Hinblick auf Präzision und Haltbarkeit per Definition 30°C betrug. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt.
Was den Käfig-Zugdehnungstest betrifft, so muss die Bruchfestigkeit (die Zugfestigkeit des Nahtabschnitts) des Käfigs aufgrund der Einsatzbedingung eines dm·n-Werts von nicht weniger als 80 × 10⁴ hoch sein. Wie in Tabelle 1 dargestellt ist, weist jeder der Käfige gemäß den Beispielen der vorliegenden Erfindung eine ausreichende Festigkeit von nicht weniger als 2000 N auf. Demgegenüber weist jeder der Käfige gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 eine Festigkeit von weniger als 2000 N auf.
Was den Lagertemperaturtest betrifft, so zeigt Tabelle 1, dass sich die Außenringtemperatur in den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 rasch auf nicht weniger als 30°C erhöhte, sobald der dm·n-Wert 70 × 10⁴ überschritten hatte. Demgegenüber wird in den Beispielen gemäß der vorliegenden Erfindung bis zum Erreichen eines dm·n-Werts von 80 × 10⁴ keine rasche Erhöhung der Außenringtemperatur beobachtet, und die Temperatur bleibt unterhalb von 30°C.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Der Käfig für das Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung kann in verschiedenen Käfigen für Wälzlager, welche in Fahrzeugen, Motoren, Werkzeugmaschinen oder dergleichen zum Einsatz gelangen, verwendet werden, da ein Fressen und Brechen unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Drehzahl unterbleibt. Insbesondere ist der Käfig als Käfig für ein Lager geeignet, welches bei hoher Drehzahl und einem dm·n-Wert von nicht weniger als 80 × 10⁴ verwendet wird.
Bezugszeichenliste

1: Schrägkugellager (Wälzlager)
2: Innenring
3: Außenring
4: Wälzkörper
5: Käfig
6: Tasche
7: Nahtabschnitt
8: Käfig
9: Käfigkörper
10: Halteklaue
11: Tasche
12: flacher Abschnitt
13: Zugdehnungsvorrichtung
14: Testkäfig

Claims

Käfig für ein Wälzlager, welcher durch Spritzgießen einer Harzzusammensetzung erzeugt worden ist, wobei: die Harzzusammensetzung ein aus einer Dicarbonsäurekomponente und einer Diaminkomponente bestehendes Polyamidharz als Basisharz sowie ein hierzu hinzugefügtes Faserverstärkungselement umfasst; die Dicarbonsäurekomponente Terephthalsäure als Hauptkomponente enthält; die Diaminkomponente 1,10-Diaminodecan als Hauptkomponente enthält; und das Faserverstärkungselement 15 bis 50 Masse% an Glasfasern oder 10 bis 35 Masse% an Kohlenstofffasern, bezogen auf die Harzzusammensetzung in ihrer Gesamtheit, enthält.
Käfig für das Wälzlager nach Anspruch 1, wobei das Polyamidharz einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 310°C aufweist.
Käfig für das Wälzlager nach Anspruch 1, wobei der das Faserverstärkungselement ausnehmende Restteil der Harzzusammensetzung aus dem Polyamidharz besteht.
Käfig für das Wälzlager nach Anspruch 1, wobei das Polyamidharz das Radioisotop Kohlenstoff 14 enthält.
Wälzlager, umfassend: einen Innenring; einen Außenring; eine Vielzahl von Wälzkörpern, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind; und einen die Wälzkörper fixierenden Käfig, wobei es sich bei dem Käfig um einen Käfig für ein Wälzlager nach Anspruch 1 handelt.
Wälzlager nach Anspruch 5, wobei das Wälzlager bei hoher Drehzahl verwendet wird und der dm·n-Wert nicht weniger als 80 × 10⁴ beträgt.