DE112020004865T5 - Achslager, schmierfettzusammensetzung und wälzkugellager - Google Patents

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Takayuki Kawamura
Ryouta KONDOU
Makoto Seki
Susumu Yamaji
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NTN Corp
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Abstract

Bereitstellung eines Achslagers, welches ein niedriges Drehmoment und eine ausgezeichnete Lagerlebensdauer aufweist. Ein Nabenlager 6 ist derart konfiguriert, dass es ein Rad eines Fahrzeugs drehbar trägert, und umfasst eine in einem Innenraum hiervon versiegelt eingeschlossene Schmierfettzusammensetzung 10. Die Schmierfettzusammensetzung 10 enthält ein Grundöl und ein Verdickungsmittel. Die Scherspannung der Schmierfettzusammensetzung bei einer Schergeschwindigkeit von 1000 bis 10000 s-1und bei 25°C beträgt 3000 Pa oder weniger. Die Viskosität der Schmierfettzusammensetzung beträgt 1 Pa·s oder weniger. Die mithilfe eines dynamischen Viskoelastizitätsanalyseverfahrens und unter Verwendung eines Rheometers gemessene Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung bei 25°C beträgt 1300 bis 3000 Pa.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Achslager, und insbesondere ein Nabenlager für Fahrzeuge. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Schmierfettzusammensetzung und ein Wälzkugellager, in welchem die Schmierfettzusammensetzung versiegelt eingeschlossen ist.
  • STAND DER TECHNIK
  • Ein Achslager ist derart konfiguriert, dass es ein Rad eines Fahrzeugs oder eine mit dem Rad verbundene Achse drehbar trägert. Beispiele für ein Achslager umfassen ein Nabenlager für Fahrzeuge sowie ein Achslager für Schienenfahrzeuge. Das Nabenlager ist beispielsweise als Einheit in ein Nabenrad oder ein Gehäuse, bei welchem es sich um eine Peripheriekomponente des Lagers handelt, integriert, wodurch die Anzahl der Komponenten reduziert und ein geringes Gewicht erzielt wird. Um die Rollreibung und die Gleitreibung zu verringern, ist in dem Achslager eine der Schmierung dienende Schmierfettzusammensetzung versiegelt eingeschlossen. Die Fettschmierung ist weithin verbreitet, da auf diese Weise eine hohe Lebensdauer erzielt werden kann und keine externe Schmiereinheit oder dergleichen benötigt wird, was zu geringen Kosten führt.
  • Als herkömmliches Schmierfett für Nabenlager wurde beispielsweise eine Schmierfettzusammensetzung vorgeschlagen, in welcher Mineralöl oder synthetisches Öl als Grundöl verwendet wird, ein Gemisch aus einer aliphatischen Diharnstoffverbindung, einer aliphatischen alicyclischen Diharnstoffverbindung und einer alicyclischen Diharnstoffverbindung als Verdickungsmittel verwendet wird, und zudem MoDTC oder Calciumsulfonat zugesetzt wird (siehe Patentdokument 1). Bei Verwendung dieser Schmierfettzusammensetzung wird ein durch Metallermüdung bedingtes Abplatzen des Lagerelements verhindert und auf diese Weise die Lagerlebensdauer verlängert.
  • Um die Rollreibung und die Gleitreibung zu reduzieren, ist eine der Schmierung dienende Schmierfettzusammensetzung darüber hinaus auch in einem Wälzkugellager versiegelt eingeschlossen. Ein Wälzkugellager mit einer hierin versiegelt eingeschlossenen Schmierfettzusammensetzung wird üblicherweise in Fahrzeugen und Industrieanlagen verwendet, da eine hohe Lebensdauer erzielt werden kann und keine externe Schmiereinheit oder dergleichen benötigt wird, was zu geringen Kosten führt.
  • Das Lagerdrehmoment (Rotationsdrehmoment) des Wälzkugellagers ist eine wichtige Eigenschaft des Produkts, wobei unter den Gesichtspunkten eines geringen Energieverbrauchs und der Ressourcenschonung ein niedriges Drehmoment erforderlich ist. Das Rinnenbildungs- bzw. Channeling-Verhalten und das Walk- bzw. Churning-Verhalten des Schmierfetts beeinflussen das Rotationsdrehmoment des Wälzkugellagers. Bei der Rinnenbildung (Channeling) wird das Schmierfett während der Rotation des Lagers beiseitegeschoben, wodurch eine geringere Menge an Schmierfett an der Oberfläche des Wälzkörpers und an der Laufbahnoberfläche haftet und das Drehmoment tendenziell eher niedrig ist. Andererseits wird beim Walken (Churning) das beiseitegeschobene Schmierfett infolge der Rotation des Lagers auf die Laufbahnoberfläche zurückgeführt, so dass normalerweise eine große Menge an Schmierfett an der Oberfläche des Wälzkörpers und an der Laufbahnoberfläche haftet und das Drehmoment somit tendenziell eher hoch ist. Dementsprechend ist die Entwicklung eines Schmierfetts vonnöten, welches ein Walkzustand als Verhalten des Schmierfetts hervorruft.
  • Patentdokument 2 offenbart beispielsweise eine Schmierfettzusammensetzung, welche ein Grundöl und ein Verdickungsmittel enthält. Bei dem Verdickungsmittel handelt es sich um Lithium-12-hydroxystearat. Der Massenanteil des Verdickungsmittels, bezogen auf die gesamte Schmierfettzusammensetzung, beträgt 15% oder weniger. Die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung beträgt 2 kPa oder mehr. Gemäß Patentdokument 2 werden durch Erhöhen der Fließspannung die Rinnenbildungseigenschaften verbessert, so dass ein niedriges Drehmoment erzielt wird.
  • DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENTE
    • Patentdokument 1: JP 2011-178824 A
    • Patentdokument 2: JP 2013-023644 A
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • MITTELS DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • In den vergangenen Jahren werden neben einer Verringerung des Rotationsdrehmoments in einem Achslager, wie z.B. einem Nabenlager, zunehmende Anforderungen an einen niedrigen Energieverbrauch und Ressourcenschonung gestellt. Wie vorstehend beschrieben ist, wird das Rotationsdrehmoment durch das Rinnenbildungs- und Walkverhalten des Schmierfetts beeinflusst. In Patentdokument 1 wird das Rotationsdrehmoment während des Betriebs nicht bewertet, so dass die Zusammensetzung des Schmierfetts, welche sich auf das Verhalten des Schmierfetts fokussiert, nicht weiter betrachtet wird.
  • Weiterhin ist in den vergangenen Jahren die Einsatzumgebung von Wälzkugellagern immer rauer geworden, weshalb Wälzkugellager benötigt werden, welche in einem Hochlastzustand und einem Hochtemperaturzustand ein niedriges Drehmoment und eine ausgezeichnete Lagerlebensdauer aufweisen. In Patentdokument 2 wird das Rotationsdrehmoment bewertet, die Lagerlebensdauer jedoch nicht weiter betrachtet. Dementsprechend gibt es noch einen Verbesserungsspielraum in Bezug auf die Langzeitverwendung.
  • Um diese Probleme zu lösen, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung (der ersten Erfindung) in der Bereitstellung eines Achslagers, welches ein niedriges Drehmoment und eine ausgezeichnete Lagerlebensdauer aufweist. Um diese Probleme zu lösen, besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung (der zweiten Erfindung) in der Bereitstellung einer Schmierfettzusammensetzung, welche zu einem niedrigen Drehmoment und einer hohen Lagerlebensdauer beiträgt, sowie eines Wälzkugellagers, in welchem die Schmierfettzusammensetzung versiegelt eingeschlossen ist.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
  • Ein Achslager der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist derart konfiguriert, dass es ein Rad eines Fahrzeugs oder eine mit dem Rad verbundene Achse drehbar trägert. Das Achslager umfasst eine in einem Innenraum des Achslagers versiegelt eingeschlossene Schmierfettzusammensetzung. Die Schmierfettzusammensetzung enthält ein Grundöl und ein Verdickungsmittel. Die Scherspannung der Schmierfettzusammensetzung bei einer Schergeschwindigkeit von 1000 bis 10000 s-1 und bei 25°C beträgt 3000 Pa oder weniger. Die Viskosität der Schmierfettzusammensetzung beträgt 1 Pa·s oder weniger. Die mithilfe eines dynamischen Viskoelastizitätsanalyseverfahrens und unter Verwendung eines Rheometers gemessene Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung bei 25°C beträgt 1300 bis 3000 Pa.
  • Bei dem Verdickungsmittel kann es sich um eine Diharnstoffverbindung handeln, welche dadurch erhalten wird, dass eine Diisocyanatkomponente und eine Monoaminkomponente miteinander zur Reaktion gebracht werden, und die Monoaminkomponente kann ein aliphatisches Monoamin und ein alicyclisches Monoamin umfassen.
  • Das alicyclische Monoamin kann Dicyclohexylamin enthalten.
  • Das Grundöl kann synthetisches Kohlenwasserstofföl als Hauptkomponente enthalten, und die dynamische Viskosität des Grundöls bei 40°C kann 30 bis 80 mm2/s betragen.
  • Das Achslager kann als Nabenlager konfiguriert sein, welches ein Rad eines Fahrzeugs drehbar trägert. Das Nabenlager kann umfassen: ein Außenelement mit zweireihigen Außenlaufbahnoberflächen an einem Innenumfang; ein Innenelement mit zweireihigen Innenlaufbahnoberflächen an einem Außenumfang, wobei die zweireihigen Innenlaufbahnoberflächen den zweireihigen Außenlaufbahnoberflächen jeweils gegenüberliegen; zweireihige Wälzkörper, welche sich zwischen den Innenlaufbahnoberflächen und den Außenlaufbahnoberflächen befinden; und die die Wälzkörper umschließende Schmierfettzusammensetzung. Das Innenelement kann ein Nabenrad und einen Innenring umfassen. Das Nabenrad kann umfassen: einen Radbefestigungsflansch, welcher einstückig an einem Endabschnitt des Nabenrads ausgebildet ist; eine der Innenlaufbahnoberflächen, welche einer der zweireihigen Außenlaufbahnoberflächen gegenüberliegt und welche an einem Außenumfang des Nabenrads ausgebildet ist; und einen kleinen diametralen Stufenabschnitt, welcher sich von der Innenlaufbahnoberfläche in einer axialen Richtung erstreckt. Der Innenring kann die andere der Innenlaufbahnoberflächen umfassen, welche der anderen der zweireihigen Außenlaufbahnoberflächen gegenüberliegt und welche an einem Außenumfang des Innenrings ausgebildet ist. Der Innenring kann auf dem kleinen diametralen Stufenabschnitt des Nabenrads aufgepresst sein und kann unter Verwendung eines Verpressungsabschnitts, welcher durch plastisches Verformen eines Endabschnitts des kleinen diametralen Stufenabschnitts in Richtung einer radialen Außenseite ausgebildet wird, an dem Nabenrad befestigt sein.
  • Das Achslager kann für die Verwendung in einem Drehzahlbereich von 1000 min-1 oder weniger konfiguriert sein.
  • Eine Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält ein Grundöl und ein Verdickungsmittel. Die Scherspannung der Schmierfettzusammensetzung bei einer Schergeschwindigkeit von 20000 s-1 und bei 25°C beträgt 0.2 Pa oder weniger, und die mithilfe eines dynamischen Viskoelastizitätsanalyseverfahrens und unter Verwendung eines Rheometers gemessene Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung bei 25°C beträgt 1600 Pa oder mehr.
  • Bei dem Verdickungsmittel kann es sich um eine Diharnstoffverbindung handeln, welche dadurch erhalten wird, dass eine Diisocyanatkomponente und eine Monoaminkomponente miteinander zur Reaktion gebracht werden, und die Monoaminkomponente kann ein aliphatisches Monoamin und ein alicyclisches Monoamin umfassen.
  • Das alicyclische Monoamin kann Dicyclohexylamin enthalten.
  • Das Grundöl kann synthetisches Kohlenwasserstofföl als Hauptkomponente enthalten, und die dynamische Viskosität des Grundöls bei 40°C kann 30 bis 80 mm2/s betragen.
  • Ein Wälzkugellager der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Innenring, einen Außenring, eine zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete Kugel, einen die Kugel haltenden Harzkäfig, und eine die Kugel umschließende Schmierfettzusammensetzung. Bei der Schmierfettzusammensetzung handelt es sich um die Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Das Wälzkugellager kann für die Verwendung in einem Drehzahlbereich von 2000 min-1 oder weniger konfiguriert sein.
  • EFFEKT DER ERFINDUNG
  • Das Achslager der ersten Erfindung der vorliegenden Offenbarung umfasst die in dem Innenraum des Achslagers versiegelt eingeschlossene Schmierfettzusammensetzung. Weiterhin beträgt die Scherspannung der Schmierfettzusammensetzung bei einer Schergeschwindigkeit von 1000 bis 10000 s-1 und bei 25°C 3000 Pa oder weniger, beträgt die Viskosität der Schmierfettzusammensetzung 1 Pa·s oder weniger, und beträgt die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung 1300 bis 3000 Pa. Dementsprechend besitzt das Schmierfett im niedrigen Drehzahlbereich eine niedrige Viskosität, und sind die Rinnenbildungseigenschaften des Schmierfetts verbessert. Folglich kann die Schmierfettzusammensetzung zu einem niedrigen Rotationsdrehmoment des Achslagers und zu einer ausgezeichneten Lagerlebensdauer beitragen.
  • Die Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält das Grundöl und das Verdickungsmittel. Die Scherspannung der Schmierfettzusammensetzung bei einer Schergeschwindigkeit von 20000 s-1 und bei 25°C beträgt 0.2 Pa oder weniger, und die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung beträgt 1600 Pa oder mehr. Dementsprechend besitzt das Schmierfett in einem bestimmten Schergeschwindigkeitsbereich eine niedrige Viskosität, und sind die Rinnenbildungseigenschaften des Schmierfetts verbessert. Folglich kann die Schmierfettzusammensetzung zu einem niedrigen Rotationsdrehmoment und zu einer ausgezeichneten Lagerlebensdauer beitragen.
  • Das Wälzkugellager der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst den Innenring, den Außenring, die zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete Kugel, den die Kugel haltenden Harzkäfig, und die die Kugel umschließende Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Weiterhin ist das Wälzkugellager für die Verwendung in einem Drehzahlbereich von 2000 min-1 oder weniger konfiguriert. Dementsprechend besitzt das Schmierfett insbesondere in einem tatsächlichen Einsatzdrehzahlbereich eine niedrige Viskosität und trägt somit zu einem niedrigen Rotationsdrehmoment bei. Weiterhin kann bei einer hohen Belastung und bei hohen Temperaturen eine ausgezeichnete Lagerlebensdauer erzielt werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Schnittdarstellung, welche ein Nabenlager als Beispiel für ein Achslager der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 2 ist eine Darstellung, welche einen Zustand von Schmierfett in einer Käfigtasche zeigt.
    • 3 ist eine schematische Darstellung, welche ein Beispiel für ein Rheometer zeigt.
    • 4 ist eine Schnittdarstellung, welche ein Beispiel für ein Wälzkugellager der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 5 ist eine perspektivische Darstellung, welche einen Abschnitt eines Käfigs gemäß 4 zeigt.
  • VARIANTE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Um ein niedriges Drehmoment zu erzielen, ist es im Rahmen der Fettschmierung eines Achslagers von Bedeutung, den Scherwiderstand des zwischen einem Wälzkörper und einer Oberfläche einer Käfigtasche befindlichen Schmierfetts zu reduzieren. Um den Scherwiderstand zu reduzieren, haben die vorliegenden Erfinder Untersuchungen durchgeführt, wobei sie sich auf die Schmierfettviskosität (Viskositätseigenschaft) und die Rinnenbildungseigenschaften einer Schmierfettzusammensetzung konzentriert haben. Als Ergebnis der Untersuchungen haben die Erfinder festgestellt, dass das Achslager ein niedriges Drehmoment und eine hohe Lebensdauer aufweist, wenn die Scherspannung und die Viskosität auf eine bestimmte Schergeschwindigkeit eingestellt werden und die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung auf bestimmte Bereiche eingestellt wird. Die erste Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung beruht auf diesen Erkenntnissen.
  • Ein Beispiel für das Achslager der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 ist eine Schnittdarstellung eines Antriebsradnabenlagers der dritten Generation. Wie in 1 dargestellt ist, umfasst ein Nabenlager 6 ein Innenelement 5 mit einem Nabenrad 1 und einem Innenrad 2, ein Außenelement 3 als Außenrad, sowie zweireihige Wälzkörper 4, 4. Das Nabenrad 1 umfasst einen Radbefestigungsflansch 1d zum Befestigen eines Rads (nicht dargestellt). Der Radbefestigungsflansch 1d ist einstückig an einem Endabschnitt des Nabenrads 1 ausgebildet. Weiterhin umfasst das Nabenrad 1 eine an einem Außenumfang ausgebildete Innenlaufbahnoberfläche 1a und einen sich in axialer Richtung von der Innenlaufbahnoberfläche 1a erstreckenden kleinen diametralen Stufenabschnitt 1b. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung bezeichnet eine „Außenseite“ in der axialen Richtung eine in Breitenrichtung orientierte Außenseite in einem Zustand, in welchem das Nabenlager 6 an einem Fahrzeug befestigt ist, und bezeichnet eine „Innenseite“ in der axialen Richtung eine in Breitenrichtung orientierte Mittelseite. Der kleine diametrale Stufenabschnitt 1b befindet sich, bezogen auf die Innenlaufbahnoberfläche 1a, an der Innenseite in der axialen Richtung.
  • Ein Innenring 2 mit einer an einem Außenumfang angeordneten Innenlaufbahnoberfläche 2a ist auf den kleinen diametralen Stufenabschnitt 1b des Nabenrads 1 aufgepresst. Ein Verpressungsabschnitt 1c, welcher durch plastisches Verformen eines Endabschnitts des kleinen diametralen Stufenabschnitts 1b des Nabenrads 1 in Richtung einer radialen Außenseite gebildet wird, verhindert, dass der Innenring 2 in der axialen Richtung vom Nabenrad 1 abfällt. Das Außenelement 3 umfasst einen an einem Außenumfang einstückig ausgebildeten Karosseriebefestigungsflansch 3b sowie an einem Innenumfang ausgebildete Außenlaufbahnoberflächen 3a, 3a. Die zweireihigen Wälzkörper 4, 4 sind rollbar zwischen den zweireihigen Außenlaufbahnoberflächen 3a, 3a und den den Außenlaufbahnoberflächen 3a, 3a gegenüberliegenden Innenlaufbahnoberflächen 1a, 2a untergebracht. Die zweireihigen Wälzkörper 4, 4 werden von ringartigen Käfigen 9, 9 gehalten. Die Wälzkörper 4 einer jeden Reihe sind in Taschen untergebracht, welche in jedem der Käfige 9 ausgebildet sind und in einer Umfangsrichtung getrennt voneinander ausgebildet sind.
  • Beispiele für das in dem Nabenlager (Nabenrad oder dergleichen) verwendete Material umfassen Lagerstahl, einsatzgehärteten Stahl, und Kohlenstoffstahl für mechanische Strukturen. Unter diesen Materialien wird bevorzugt Kohlenstoffstahl für mechanische Strukturen wie z.B. S53C, welcher ausgezeichnete Schmiedeeigenschaften aufweist und kostengünstig ist, verwendet. Der Kohlenstoffstahl gelangt im Allgemeinen zum Einsatz, nachdem die Wälzermüdungsfestigkeit eines Lagerteils durch Ausführen einer Induktionswärmebehandlung sichergestellt worden ist.
  • Eine Schmierfettzusammensetzung 10 ist in einem Raum versiegelt eingeschlossen, welcher von einem Dichtungselement 7, dem Außenelement 3, einem Dichtungselement 8, dem Innenring 2 und dem Nabenrad 1 umgeben ist. Die Schmierfettzusammensetzung 10 beschichtet die zwischen dem Außenelement 3 und dem Innenelement 5 angeordneten zweireihigen Wälzkörper 4, 4, um den Wälzkontakt zwischen den Wälzoberflächen der Wälzkörper 4, 4 und den Innenlaufbahnoberflächen 1a, 2a und den Wälzkontakt zwischen den Wälzoberflächen der Wälzkörper 4, 4 und den Außenlaufbahnoberflächen 3a, 3a zu schmieren. In einem Zustand, in welchem die Schmierfettzusammensetzung 10 in Taschenhohlräume zwischen den Käfigen 9, 9 und den Wälzkörpern 4, 4 im Nabenlager 6 eindringt (Walkzustand), wird das Nabenlager 6 vom Scherwiderstand der Schmierfettzusammensetzung 10 leicht beeinflusst.
  • Die Schmierfettzusammensetzung der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält ein Grundöl und ein Verdickungsmittel, wobei bei Bedarf weiterhin verschiedene Additive zugesetzt werden. Die Schmierfettzusammensetzung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Scherspannung bei einer Schergeschwindigkeit von 1000 bis 10000 s-1 und bei 25°C 3000 Pa oder weniger beträgt, die Viskosität 1 Pa·s oder weniger beträgt, und die mithilfe eines dynamischen Viskoelastizitätsanalyseverfahrens und unter Verwendung eines Rheometers gemessene Fließspannung bei 25°C 1300 bis 3000 Pa beträgt.
  • Die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung wird mithilfe eines in JIS K 7244 definierten dynamischen Viskoelastizitätsanalyseverfahrens und unter Verwendung eines Rheometers gemessen. Im Einzelnen werden der eine elastische Komponente des Schmierfetts angebende Speichermodul G' und der eine viskose Komponente angebende Verlustmodul G'' durch Verändern eines Schwenkwinkels mithilfe des Rheometers unter bestimmten Bedingungen gemessen, und wird sodann die Fließspannung als Scherspannung definiert, bei welcher deren Verhältnis (tan δ = G''/G') gleich 1 ist. Der Speichermodul G' entspricht jener Energie aus der auf die Schmierfettzusammensetzung ausgeübten externen Kraft, welche elastisch gespeichert werden kann. Der Verlustmodul G'' entspricht jener Energie aus der auf die Schmierfettzusammensetzung ausgeübten externen Kraft, welche als Wärme abgeführt wird.
  • Die Bedingungen für die dynamische Viskoelastizitätsanalyse sind bevorzugt eine Frequenz von 1 Hz und eine Temperatur von 25°C. Weiterhin ist es bevorzugt, ein Rheometer mit einer Zelle vom Parallelplattentyp zu verwenden. Dieses Rheometer kann konstant Spannung ausüben und eignet sich somit zur Messung der Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung.
  • 2 zeigt Lichtbildaufnahmen eines Haftzustands des Schmierfetts in einem mithilfe eines Röntgen-CT-Scanners aufgenommenen Referenzlager. In dem in 2 dargestellten Beispiel sind der Innenring, der Außenring, die Wälzkörper, die Käfige und die Dichtung aus Harz gefertigt, so dass die Röntgenstrahlen durch sie hindurchdringen können. Um einen einfachen Kontrast zwischen dem Schmierfett und den Komponenten zu realisieren, werden dem Schmierfett 5 Masse% an Wolfram als Markierungssubstanz zugesetzt. Die Lager wurden in Betrieb gesetzt und ihr Drehmoment gemessen; anschließend wurden das Lager mit Walkverhalten (Drehmoment von 13 Nmm), welches in einem frühen Stadium (5 Stunden) angehalten worden war, und das Lager mit Rinnenbildungsverhalten (Drehmoment von 5 Nmm), welches nach Betreiben über einen langen Zeitraum (23 Stunden) angehalten worden war, betrachtet. Wie in 2 dargestellt ist, gibt es einen großen Unterschied in Bezug auf die Schmierfettmenge in einem Taschenhohlraum zwischen dem Käfig und dem Wälzkörper zwischen dem Fall eines Auftretens von Rinnenbildung und dem Fall eines Auftretens von Walken. Dies bedeutet, dass sich im Fall der Rinnenbildung kein Schmierfett in dem Taschenhohlraum befindet, während sich beim Walken etwas Schmierfett in dem Taschenhohlraum befindet und somit das Schmierfett den Scherwiderstand verursacht.
  • Die im Rahmen der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendete Schmierfettzusammensetzung besitzt eine Fließspannung bei 25°C von 1300 Pa oder mehr, weshalb die Schmierfettzusammensetzung während der Rotation des Lagers beiseitegeschoben und die von der Laufbahnoberfläche beiseitegeschobene Schmierfettzusammensetzung derart positioniert wird, dass sie schwerlich auf die Laufbahnoberfläche gelangt. In dem in 1 dargestellten Nabenlager mit rotierendem Innenring wird die Schmierfettzusammensetzung beispielsweise mithilfe der Zentrifugalkraft von der Innenlaufbahnoberfläche zu einer inneren diametralen Oberfläche des Außenrings bewegt und dort sodann als Fettklumpen eingelagert. Hieraus resultiert ein Rinnenbildungszustand, in welchem die Menge des an die Oberfläche des Wälzkörpers und an die Laufbahnoberfläche anhaftenden Schmierfetts abnimmt, so dass sich das Rotationsdrehmoment verringert. Die eingelagerte Schmierfettzusammensetzung oder das hiervon abgetrennte Öl wird zur Laufbahnoberfläche zurückgeführt, um auf diese Weise eine Schmierung des Lagers zu bewirken.
  • Im Rahmen der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es bevorzugt, dass die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung 1700 Pa oder mehr beträgt. Da die Fließspannung größer ist, wird die Schmierfettzusammensetzung daran gehindert, sich infolge von Vibrationen oder eines Temperaturanstiegs als Antriebskraft in Richtung der Laufbahnoberfläche zu bewegen, so dass problemlos ein stabiler Rinnenbildungszustand aufrechterhalten wird. Weiterhin kann verhindert werden, dass sich die Lagerlebensdauer infolge der mit einem Anstieg des Rotationsdrehmoments verbundenen Wärmeentwicklung verkürzt. Die Obergrenze der Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung beträgt 3000 Pa. Im Fall einer hohen Fließspannung wird kaum Schmierkomponente zugeführt, so dass sich die Lagerlebensdauer verkürzen kann. Bevorzugt beträgt die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung 1700 bis 2500 Pa.
  • Die Scherspannung der Schmierfettzusammensetzung wird unter Verwendung eines Rheometers berechnet. Bevorzugt wird ein Rheometer mit einer Zelle vom Kegel-Platte-Typ verwendet. Eine Skizze des Rheometers ist in 3 dargestellt. Wie in 3 dargestellt ist, umfasst das Rheometer 11 eine Zelle vom Kegel-Platte-Typ 12 und eine horizontale Scheibenplatte 13. Die Zelle 12 und die Platte 13 sind derart angeordnet, dass sie an einem Punkt (mit einem kleinen Abstand) miteinander in Kontakt stehen. Das zu vermessende Schmierfett 14 ist zwischen der Zelle 12 und der Platte 13 angeordnet. In diesem Rheometer ist die auf das Schmierfett 14 ausgeübte Schergeschwindigkeit, unabhängig vom Abstand zum Mittelpunkt der Zelle, an jeder einzelnen Position konstant. Beispiele für Bedingungen der rheologischen Messung umfassen (1) die Drehzahlabhängigkeit bei konstanter Temperatur und bei Rotation in einer einzigen Richtung, (2) die Frequenzabhängigkeit bei konstanter Temperatur und bei konstanter Scherung, und (3) die Scherspannungsabhängigkeit der dynamischen Viskoelastizität bei konstanter Frequenz. In Bedingung (1) wird das Rheometer beispielsweise für eine bestimmte Zeit bei konstanter Temperatur in einer Drehrichtung rotiert, wobei der bei Erreichen einer konstanten Scherspannung beobachtete Scherspannungswert verwendet wird.
  • Weiterhin werden die Viskosität der Schmierfettzusammensetzung und die Scherspannung bei einer über den Messbereich des Rheometers hinausgehenden Schergeschwindigkeit unter Verwendung der Herschel-Bulkley-Gleichung (Herschel-Bulkley-Gleichung) berechnet (geschätzt), bei welcher es sich um eine allgemeine Fließgleichung für Nichtnewtonsche Fluide handelt. Die Herschel-Bulkley-Gleichung wird durch die nachfolgende Gleichung dargestellt. η = τ y γ + κ γ n − 1
    Figure DE112020004865T5_0001
    • η: Viskosität (Pa·s)
    • τy: Fließspannung (Pa)
    • γ: Schergeschwindigkeit (1/s)
    • κ, n: Konstante
  • Die Schergeschwindigkeit wird auf das in dem Taschenhohlraum zwischen dem Wälzkörper und dem Käfig befindliche Schmierfett ausgeübt und wird aus einer einzustellenden Lagerdrehzahl berechnet. Da sich der Wälzkörper beispielsweise in der Mitte der Käfigtasche befindet, beträgt die Schergeschwindigkeit des Schmierfetts in einem Fall, in welchem ein Innenring des Kugellagers (6204) mit einer Geschwindigkeit von 1800 bis 10000 min-1 rotiert wird, in der Tasche 24000 bis 130000 s-1. Weiterhin werden die Fließspannung und jede der Konstanten auf Grundlage der Bewertung der rheologischen Eigenschaften des Schmierfetts unter Verwendung eines Rheometers bestimmt. Die Viskosität der Schmierfettzusammensetzung bei der angegebenen Schergeschwindigkeit wird unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gleichung berechnet. Die Viskosität bei einer außerhalb des Messbereichs liegenden Schergeschwindigkeit kann aus der berechneten Viskosität extrapoliert werden. Die bei der Schergeschwindigkeit realisierte Scherspannung wird durch Multiplizieren der erhaltenen Viskosität mit der Schergeschwindigkeit berechnet.
  • In der Schmierfettzusammensetzung der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es bevorzugt, dass die Scherspannung bei einer Schergeschwindigkeit von 1000 bis 10000 s-1 und bei 25°C 2500 Pa oder weniger beträgt und die Viskosität 0.8 Pa·s oder weniger beträgt. Stärker bevorzugt beträgt die Scherspannung 2000 Pa oder weniger und beträgt die Viskosität 0.6 Pa·s oder weniger. Die Untergrenze der Scherspannung beträgt beispielsweise 1000 Pa, und die Untergrenze der Viskosität beträgt beispielsweise 0.2 Pa-s.
  • Die Schmierfettzusammensetzung der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht in besonderer Weise beschränkt, solange die Schmierfettzusammensetzung das Grundöl und das Verdickungsmittel enthält und die vorstehend beschriebene Fließspannung, Scherspannung und Viskosität innerhalb der angegebenen Bereiche liegen. Das Grundöl ist nicht in besonderer Weise beschränkt, weshalb ein allgemeines, üblicherweise auf dem Fachgebiet von Schmierfetten verwendetes Grundöl zum Einsatz gelangen kann. Beispiele für das Grundöl umfassen hochraffiniertes Öl, Mineralöl, Esteröl, Etheröl, synthetisches Kohlenwasserstofföl (PAO-Öl), Silikonöl, Fluoröl, sowie Mischöl aus beliebigen dieser Öle. Unter diesen Ölen ist ein Grundöl bevorzugt, welches PAO-Öl als Hauptkomponente enthält. In diesem Fall beträgt der Anteil des PAO-Öls am gesamten Grundöl (Mischöl) 50 Masse% oder mehr, und bevorzugt 80 Masse% oder mehr. Insbesondere ist ein Grundöl bevorzugt, welches ausschließlich PAO-Öl (100% PAO-Öl) enthält.
  • Die dynamische Viskosität des Grundöls (im Fall eines Mischöls die dynamische Viskosität des Mischöls) bei 40°C beträgt beispielsweise 30 bis 100 mm2/s, und bevorzugt 30 bis 80 mm2/s. Unter dem Gesichtspunkt der Realisierung eines niedrigen Drehmoments ist eine niedrige dynamische Viskosität des Grundöls bevorzugt; allerdings kann sich in einem derartigen Fall die Lagerlebensdauer verkürzen. Durch Einstellen der dynamischen Viskosität des Grundöls auf 30 bis 80 mm2/s können somit weiterhin sowohl ein niedriges Drehmoment als auch eine hohe Lebensdauer problemlos erzielt werden. Stärker bevorzugt beträgt die dynamische Viskosität des Grundöls bei 40°C 30 bis 50 mm2/s.
  • Das Verdickungsmittel der Schmierfettzusammensetzung der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht in besonderer Weise beschränkt, weshalb ein allgemeines, üblicherweise auf dem Fachgebiet von Schmierfetten verwendetes Verdickungsmittel zum Einsatz gelangen kann. Hierbei können beispielsweise seifenbasierte Verdickungsmittel, wie z.B. Metallseife und komplexe Metallseife, oder nicht-seifenbasierte Verdickungsmittel, wie z.B. Benton, Kieselgel, eine Harnstoffverbindung und eine Harnstoff-Urethan-Verbindung, zum Einsatz gelangen. Beispiele für eine Metallseife umfassen Natriumseife, Calciumseife, Aluminiumseife und Lithiumseife. Beispiele für eine Harnstoffverbindung und eine Harnstoff-Urethan-Verbindung umfassen eine Diharnstoffverbindung, eine Triharnstoffverbindung, eine Tetraharnstoffverbindung, andere Polyharnstoffverbindungen, und eine Diurethanverbindung. Unter diesen Harnstoffverbindungen wird bevorzugt eine Diharnstoffverbindung mit ausgezeichneter Hochtemperaturbeständigkeit verwendet.
  • Die Diharnstoffverbindung wird dadurch erhalten, dass eine Diisocyanatkomponente und eine Monoaminkomponente miteinander zur Reaktion gebracht werden. Als Diharnstoffverbindung ist insbesondere eine aliphatische alicyclische Diharnstoffverbindung bevorzugt. Die aliphatische alicyclische Diharnstoffverbindung wird dadurch erhalten, dass ein aliphatisches Monoamin und ein alicyclisches Monoamin als Monoaminkomponente verwendet werden. Der Mischungsanteil (beispielsweise Mol%) sowohl des aliphatischen Monoamins als auch des alicyclischen Monoamins ist nicht in besonderer Weise beschränkt; es ist jedoch bevorzugt, dass der Mischungsanteil des aliphatischen Monoamins größer ist als jener des alicyclischen Monoamins. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Mischungsanteil des aliphatischen Monoamins 60 Mol% oder mehr des gesamten Monoamins beträgt.
  • Beispiele für die die Diharnstoffverbindung ausbildende Diisocyanatkomponente umfassen Phenylendiisocyanat, Tolylendiisocyanat, Diphenyldiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Octadecandiisocyanat, Decandiisocyanat und Hexandiisocyanat. Beispiele für das aliphatische Monoamin umfassen Hexylamin, Octylamin, Dodecylamin, Hexadecylamin, Octadecylamin, Stearylamin und Oleylamin. Beispiele für das alicyclische Monoamin umfassen Cyclohexylamin und Dicyclohexylamin, wobei insbesondere Dicyclohexylamin bevorzugt ist.
  • Weiterhin kann eine alicyclisches Monoamin nutzende alicyclische Diharnstoffverbindung, eine aliphatisches Monoamin nutzende aliphatische Diharnstoffverbindung, oder eine aromatisches Monoamin (p-Toluidin oder dergleichen) nutzende aromatische Diharnstoffverbindung als Diharnstoffverbindung zum Einsatz gelangen.
  • Das Grundschmierfett wird durch Einmischen des Verdickungsmittels in das Grundöl hergestellt. Das die Diharnstoffverbindung als Verdickungsmittel enthaltende Grundschmierfett wird dadurch hergestellt, dass die Diisocyanatkomponente und die Monoaminkomponente in dem Grundöl miteinander zur Reaktion gebracht werden. Der Anteil an Verdickungsmittel in der gesamten Schmierfettzusammensetzung beträgt beispielsweise 5 bis 40 Masse%, bevorzugt 10 bis 30 Masse%, und stärker bevorzugt 10 bis 20 Masse%. In einem Fall, in welchem der Gehalt an Verdickungsmittel weniger als 5 Masse% beträgt, ist die Verdickungswirkung schwächer ausgeprägt, weshalb es Schwierigkeiten bereitet, das Grundschmierfett in einen fettigen Zustand zu bringen. Wenn der Gehalt an Verdickungsmittel mehr als 40 Masse% beträgt, wird das erhaltene Grundschmierfett zu hart, so dass eine bestimmte Wirkung schwerlich erzielt werden kann.
  • Darüber hinaus kann der Schmierfettzusammensetzung bei Bedarf ein bekanntes Additiv zugesetzt werden. Beispiele für das Additiv umfassen ein Hochdruckmittel, wie z.B. eine organische Zinkverbindung und eine organische Molybdänverbindung, ein Antioxidationsmittel, wie z.B. eine aminbasierte Verbindung, eine phenolbasierte Verbindung und eine schwefelbasierte Verbindung, ein Reibungsschutzmittel, wie z.B. eine schwefelbasierte Verbindung und eine phosphorbasierte Verbindung, ein Rostschutzmittel, wie z.B. einen Ester eines mehrwertigen Alkohols, ein Reibungsreduktionsmittel, wie z.B. Molybdändisulfid und Graphit, und ein öliges Mittel, wie z.B. Ester und Alkohol.
  • Die Walkpenetration (JIS K 2220) der Schmierfettzusammensetzung liegt bevorzugt in einem Bereich von 200 bis 350. Beträgt die Walkpenetration weniger als 200, so kann es infolge einer geringeren Ölabscheidung zu Mangelschmierung kommen. Beträgt die Walkpenetration mehr als 350, so ist die Schmierfettzusammensetzung so weich, dass sie dazu neigt, in unerwünschter Weise aus dem Lager auszulaufen.
  • Die vorstehend beschriebene Schmierfettzusammensetzung ist in dem Achslager der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung versiegelt eingeschlossen. Die Schmierfettzusammensetzung besitzt in einem Bereich der Schergeschwindigkeit eine niedrige, insbesondere für ein Nabenlager wichtige Viskosität von 1000 bis 10000 s-1, so dass, wie in dem nachfolgenden Beispiel beschrieben ist, das die Schmierfettzusammensetzung enthaltende Achslager in einem Hochlastzustand und einem Niederdrehzahlzustand ein niedriges Drehmoment aufweist und eine ausgezeichnete Lagerlebensdauer besitzt. Dementsprechend ist das Achslager insbesondere für ein Nabenlager geeignet. Der tatsächliche Einsatzdrehzahlbereich des Nabenlagers beträgt bevorzugt 1000 min-1 oder weniger, und stärker bevorzugt 600 min-1 oder weniger.
  • Weiterhin eignet sich das Achslager für ein Nabenlager, und insbesondere für ein Nabenlager der dritten Generation (GEN3), in welchem die Achse (das Nabenrad) und der Lagerinnenring integriert sind und überschüssige Dicke zwecks Verbesserung der Montagefähigkeit in der Fertigungslinie reduziert wird. Für das Nabenlager der dritten Generation wird Kohlenstoffstahl für mechanische Strukturen wie z.B. S53C, welcher ausgezeichnete Schmiedeeigenschaften aufweist und kostengünstig ist, verwendet. Um die Wälzermüdungsfestigkeit des Lagerteils zu gewährleisten, wird ein Laufbahnteil des Kohlenstoffstahls für mechanische Strukturen einer Induktionswärmebehandlung unterzogen; aufgrund des geringeren Anteils an Legierungskomponente ist die Oberflächenfestigkeit jedoch gering. Somit kann die Widerstandsfähigkeit gegenüber einem von der Oberfläche ausgehenden Abplatzen des Lagerteils im Vergleich zu einem aus Lagerstahl (SUJ oder dergleichen) gebildeten Lagerteil geringer sein. Allerdings kann durch Verwenden der vorstehend beschriebenen Schmierfettzusammensetzung in einem Hochlastzustand eine hohe Lebensdauer des aus Kohlenstoffstahl für mechanische Strukturen gebildeten Lagers erzielt werden.
  • Um ein niedriges Drehmoment zu realisieren, ist es im Rahmen der Fettschmierung eines Wälzkugellagers von Bedeutung, den Scherwiderstand des zwischen einer Kugel und einer Oberfläche einer Käfigtasche befindlichen Schmierfetts zu reduzieren. Um den Scherwiderstand zu reduzieren, haben die vorliegenden Erfinder Untersuchungen durchgeführt, wobei sie sich auf die Schmierfettviskosität (Viskositätseigenschaft) und die Rinnenbildungseigenschaften konzentriert haben. Als Ergebnis der Untersuchungen haben die Erfinder festgestellt, dass das Wälzkugellager ein niedriges Drehmoment und eine hohe Lebensdauer aufweist, wenn die Scherspannung und die Viskosität auf eine bestimmte Schergeschwindigkeit eingestellt werden und die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung auf bestimmte Bereiche eingestellt wird. Die zweite Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung beruht auf diesen Erkenntnissen.
  • Ein Beispiel für das Wälzkugellager der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben. 4 ist eine Teilschnittdarstellung eines Rillenkugellagers mit einem hierin eingebauten Harzkronenkäfig als Wälzkugellager der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung. 5 ist eine Perspektivdarstellung eines Abschnitts des Kronenkäfigs. Wie in 4 dargestellt ist, umfasst ein Rillenkugellager 21 einen Innenring 22 mit einer Laufbahnoberfläche 22a an einer Außenumfangsoberfläche, und einen Außenring 23 mit einer Laufbahnoberfläche 23a an einer Innenumfangsoberfläche. Der Innenring 22 und der Außenring 23 sind koaxial zueinander angeordnet. Zwischen der Laufbahnoberfläche 22a des Innenrings und der Laufbahnoberfläche 23a des Außenrings ist eine Vielzahl von Kugeln 24 angeordnet. Die Kugeln 24 werden von einem Kronenkäfig 25 gehalten. Weiterhin umfasst das Rillenkugellager 21 Ringdichtungselemente 26, welche an beiden Endöffnungen in einer axialen Richtung des Innenrings und des Außenrings angeordnet sind, und eine Schmierfettzusammensetzung 27, welche in einem von dem Innenring 22, dem Außenring 23, dem Käfig 25 und den Dichtungselementen 26 gebildeten Lagerinnenraum versiegelt eingeschlossen ist. Das Rillenkugellager 21 wird mithilfe der Schmierfettzusammensetzung 27 geschmiert. Die Schmierfettzusammensetzung 27 entspricht der Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie in 5 dargestellt ist, umfasst der Kronenkäfig 25 Paare von einander zugewandten Halteklauen 28, welche auf einer oberen Oberfläche eines Ringkörpers 25a angeordnet und in einer Umfangsrichtung in gleichen Abständen ausgerichtet sind. Die einander zugewandten Halteklauen 28 sind derart gekrümmt, dass sie nahe beieinanderliegen und auf diese Weise eine Tasche 29 bilden, welche die als Wälzkörper fungierende Kugel zwischen den Halteklauen 28 hält. Zwischen den Rückseiten der benachbarten und an den Rändern der Taschen 29 angeordneten Halteklauen 28 ist ein flacher Abschnitt 30 ausgebildet, bei welchem es sich um eine Basisoberfläche für die Erhebung der Halteklauen 28 handelt. In einem Zustand, in welchem das Schmierfett in die Taschenhohlräume zwischen dem Haltekäfig 25 und den Kugeln im Lager eindringt (Walkzustand), wird das Lager leicht durch den Scherwiderstand des Schmierfetts beeinflusst.
  • Die Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält ein Grundöl und ein Verdickungsmittel, wobei bei Bedarf weiterhin verschiedene Additive zugesetzt werden. Die Schmierfettzusammensetzung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Scherspannung bei einer Schergeschwindigkeit von 20000 s-1 und bei 25°C 0.2 Pa oder weniger beträgt, und die mithilfe eines dynamischen Viskoelastizitätsanalyseverfahrens und unter Verwendung eines Rheometers gemessene Fließspannung bei 25°C 1600 Pa oder mehr beträgt. Die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung wird mithilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen gemessen.
  • Die Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung besitzt eine Fließspannung bei 25°C von 1600 Pa oder mehr, weshalb die Schmierfettzusammensetzung während der Rotation des Lagers beiseitegeschoben und die von der Laufbahnoberfläche beiseitegeschobene Schmierfettzusammensetzung derart positioniert wird, dass sie schwerlich auf die Laufbahnoberfläche gelangt. In einem Kugellager mit rotierendem Innenring wird die Schmierfettzusammensetzung beispielsweise mithilfe der Zentrifugalkraft von der Laufbahnoberfläche zu einer inneren diametralen Oberfläche des Außenrings bewegt und dort sodann als Fettklumpen eingelagert. Hieraus resultiert ein Rinnenbildungszustand, in welchem die Menge des an die Oberfläche der Kugel und an die Laufbahnoberfläche anhaftenden Schmierfetts abnimmt, so dass sich das Rotationsdrehmoment reduziert. Die eingelagerte Schmierfettzusammensetzung oder das hieraus abgetrennte Öl wird zur Laufbahnoberfläche zurückgeführt, um auf diese Weise eine Schmierung des Lagers zu bewirken.
  • Im Rahmen der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es bevorzugt, dass die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung 1700 Pa oder mehr beträgt. Da die Fließspannung größer ist, wird die Schmierfettzusammensetzung daran gehindert, sich infolge von Vibrationen oder eines Temperaturanstiegs als Antriebskraft in Richtung der Laufbahnoberfläche zu bewegen, so dass problemlos ein stabiler Rinnenbildungszustand aufrechterhalten wird. Weiterhin kann verhindert werden, dass sich die Lagerlebensdauer infolge der mit einem Anstieg des Rotationsdrehmoments verbundenen Wärmeentwicklung verkürzt. Die Obergrenze der Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung beträgt beispielsweise 5000 Pa, und bevorzugt 3000 Pa. Im Fall einer hohen Fließspannung wird kaum Schmierkomponente zugeführt, so dass sich die Lagerlebensdauer verkürzen kann. Bevorzugt beträgt die Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung 1700 bis 2500 Pa.
  • Die Scherspannung der Schmierfettzusammensetzung wird unter Verwendung eines Rheometers mit einer Zelle vom Kegel-Platte-Typ (siehe 3) oder unter Verwendung der Herschel-Bulkley-Gleichung wie vorstehend beschrieben berechnet.
  • In der Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es bevorzugt, dass die Scherspannung bei einer Schergeschwindigkeit von 20000 s-1 und bei 25°C 0.1 Pa oder weniger beträgt. Stärker bevorzugt beträgt die Scherspannung 0.08 Pa oder weniger. Die Untergrenze der Scherspannung beträgt beispielsweise 0.05 Pa.
  • Die Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht in besonderer Weise beschränkt, solange die Schmierfettzusammensetzung das Grundöl und das Verdickungsmittel enthält und die vorstehend beschriebene Fließspannung und Scherspannung innerhalb der angegebenen Bereiche liegen. Das Grundöl ist nicht in besonderer Weise beschränkt, weshalb ein allgemeines, üblicherweise auf dem Fachgebiet von Schmierfetten verwendetes Grundöl zum Einsatz gelangen kann. Beispiele für das Grundöl umfassen hochraffiniertes Öl, Mineralöl, Esteröl, Etheröl, synthetisches Kohlenwasserstofföl (PAO-Öl), Silikonöl, Fluoröl, sowie Mischöl aus beliebigen dieser Öle. Wie in dem nachfolgenden Beispiel beschrieben ist, kann sich in einem Fall, in welchem das Grundöl Esteröl enthält, die Lagerlebensdauer verkürzen oder das Lagerdrehmoment erhöhen, weshalb es bevorzugt ist, ein kein Esteröl enthaltendes Grundöl zu verwenden. Das Esteröl weist in einem Molekül eine Estergruppe auf und ist bei Raumtemperatur flüssig. Beispiele für Esteröl umfassen Polyolesteröl, Phosphatesteröl, Polymeresteröl, aromatisches Esteröl, Carbonatesteröl und Diesteröl.
  • Unter diesen Ölen ist ein Grundöl bevorzugt, welches PAO-Öl als Hauptkomponente enthält. In diesem Fall beträgt der Anteil des PAO-Öls am gesamten Grundöl (Mischöl) 50 Masse% oder mehr, und bevorzugt 80 Masse% oder mehr. Insbesondere ist ein Grundöl bevorzugt, welches ausschließlich PAO-Öl (100% PAO-Öl) enthält.
  • Die dynamische Viskosität des Grundöls (im Fall eines Mischöls die dynamische Viskosität des Mischöls) bei 40°C beträgt beispielsweise 30 bis 100 mm2/s, und bevorzugt 30 bis 80 mm2/s. Unter dem Gesichtspunkt der Realisierung eines niedrigen Drehmoments ist eine niedrige dynamische Viskosität des Grundöls bevorzugt; allerdings kann sich in einem derartigen Fall die Lagerlebensdauer verkürzen. Durch Einstellen der dynamischen Viskosität des Grundöls auf 30 bis 80 mm2/s können somit weiterhin sowohl ein niedriges Drehmoment als auch eine hohe Lebensdauer problemlos erzielt werden. Stärker bevorzugt beträgt die dynamische Viskosität des Grundöls bei 40°C 30 bis 50 mm2/s.
  • Das Verdickungsmittel der Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht in besonderer Weise beschränkt, weshalb ein allgemeines, üblicherweise auf dem Fachgebiet von Schmierfetten verwendetes Verdickungsmittel zum Einsatz gelangen kann. Hierbei können beispielsweise seifenbasierte Verdickungsmittel, wie z.B. Metallseife und komplexe Metallseife, oder nicht-seifenbasierte Verdickungsmittel, wie z.B. Benton, Kieselgel, eine Harnstoffverbindung und eine Harnstoff-Urethan-Verbindung, zum Einsatz gelangen. Beispiele für eine Metallseife umfassen Natriumseife, Calciumseife, Aluminiumseife und Lithiumseife. Beispiele für eine Harnstoffverbindung und eine Harnstoff-Urethan-Verbindung umfassen eine Diharnstoffverbindung, eine Triharnstoffverbindung, eine Tetraharnstoffverbindung, andere Polyharnstoffverbindungen, und eine Diurethanverbindung. Unter diesen Harnstoffverbindungen wird bevorzugt eine Diharnstoffverbindung mit ausgezeichneter Hochtemperaturbeständigkeit verwendet.
  • Die Diharnstoffverbindung wird dadurch erhalten, dass eine Diisocyanatkomponente und eine Monoaminkomponente miteinander zur Reaktion gebracht werden. Als Diharnstoffverbindung ist insbesondere eine aliphatische alicyclische Diharnstoffverbindung bevorzugt. Die aliphatische alicyclische Diharnstoffverbindung wird dadurch erhalten, dass ein aliphatisches Monoamin und ein alicyclisches Monoamin als Monoaminkomponente verwendet werden. Der Mischungsanteil (beispielsweise Mol%) sowohl des aliphatischen Monoamins als auch des alicyclischen Monoamins ist nicht in besonderer Weise beschränkt; es ist jedoch bevorzugt, dass der Mischungsanteil des aliphatischen Monoamins größer ist als jener des alicyclischen Monoamins. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Mischungsanteil des aliphatischen Monoamins 60 Mol% oder mehr des gesamten Monoamins beträgt.
  • Beispiele für die die Diharnstoffverbindung ausbildende Diisocyanatkomponente umfassen Phenylendiisocyanat, Tolylendiisocyanat, Diphenyldiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Octadecandiisocyanat, Decandiisocyanat und Hexandiisocyanat. Beispiele für das aliphatische Monoamin umfassen Hexylamin, Octylamin, Dodecylamin, Hexadecylamin, Octadecylamin, Stearylamin und Oleylamin. Beispiele für das alicyclische Monoamin umfassen Cyclohexylamin und Dicyclohexylamin, wobei insbesondere Dicyclohexylamin bevorzugt ist.
  • Weiterhin kann eine alicyclisches Monoamin nutzende alicyclische Diharnstoffverbindung, eine aliphatisches Monoamin nutzende aliphatische Diharnstoffverbindung, oder eine aromatisches Monoamin (p-Toluidin oder dergleichen) nutzende aromatische Diharnstoffverbindung als Diharnstoffverbindung zum Einsatz gelangen.
  • Das Grundschmierfett wird durch Einmischen des Verdickungsmittels in das Grundöl hergestellt. Das die Diharnstoffverbindung als Verdickungsmittel enthaltende Grundschmierfett wird dadurch hergestellt, dass die Diisocyanatkomponente und die Monoaminkomponente in dem Grundöl miteinander zur Reaktion gebracht werden. Der Anteil an Verdickungsmittel in der gesamten Schmierfettzusammensetzung beträgt beispielsweise 5 bis 40 Masse%, bevorzugt 10 bis 30 Masse%, und stärker bevorzugt 10 bis 20 Masse%. In einem Fall, in welchem der Gehalt an Verdickungsmittel weniger als 5 Masse% beträgt, ist die Verdickungswirkung schwächer ausgeprägt, weshalb es Schwierigkeiten bereitet, das Grundschmierfett in einen fettigen Zustand zu bringen. Weiterhin wird in einem Fall, in welchem der Gehalt an Verdickungsmittel mehr als 40 Masse% beträgt, das erhaltene Grundschmierfett zu hart, so dass eine bestimmte Wirkung schwerlich erzielt werden kann.
  • Darüber hinaus kann der Schmierfettzusammensetzung bei Bedarf ein bekanntes Additiv zugesetzt werden. Beispiele für das Additiv umfassen ein Hochdruckmittel, wie z.B. eine organische Zinkverbindung und eine organische Molybdänverbindung, ein Antioxidationsmittel, wie z.B. eine aminbasierte Verbindung, eine phenolbasierte Verbindung und eine schwefelbasierte Verbindung, ein Reibungsschutzmittel, wie z.B. eine schwefelbasierte Verbindung und eine phosphorbasierte Verbindung, ein Rostschutzmittel, wie z.B. einen Ester eines mehrwertigen Alkohols, ein Reibungsreduktionsmittel, wie z.B. Molybdändisulfid und Graphit, und ein öliges Mittel, wie z.B. Ester und Alkohol.
  • Die Walkpenetration (JIS K 2220) der Schmierfettzusammensetzung liegt bevorzugt in einem Bereich von 200 bis 350. Beträgt die Walkpenetration weniger als 200, so kann es infolge einer geringeren Ölabscheidung zu Mangelschmierung kommen. Beträgt die Walkpenetration mehr als 350, so ist die Schmierfettzusammensetzung so weich, dass sie dazu neigt, in unerwünschter Weise aus dem Lager auszulaufen.
  • Die vorstehend beschriebene Schmierfettzusammensetzung ist in dem Wälzkugellager der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung versiegelt eingeschlossen. Die Schmierfettzusammensetzung besitzt bei einer Schergeschwindigkeit von 20000 s-1 eine niedrige Viskosität. Dementsprechend ist das die Schmierfettzusammensetzung enthaltende Wälzkugellager für ein Lager geeignet, welches in einem relativ niedrigen Drehzahlbereich verwendet wird. Der tatsächliche Einsatzdrehzahlbereich des Wälzkugellagers beträgt bevorzugt 2000 min-1 oder weniger, und stärker bevorzugt 1600 min-1 oder weniger.
  • Wie in dem nachfolgenden Beispiel beschrieben ist, weist das Wälzkugellager der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung in einem Hochlastzustand und einem Niederdrehzahlzustand ein niedriges Drehmoment auf und besitzt ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit. Dementsprechend ist das Wälzkugellager als Wälzkugellager geeignet, welches unter den Bedingungen einer hohen Belastung, einer niedrigen Drehzahl und einer hohen Temperatur zum Einsatz gelangt. Das Wälzkugellager kann beispielsweise als Lager eines in einer Hochtemperaturumgebung verwendeten Motors mit niedriger Drehzahl, als Segment-Walzenlager für Stranggießanlagen, oder dergleichen zum Einsatz gelangen.
  • Als Wälzkugellager der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf 4 beispielhaft ein Rillenkugellager beschrieben; allerdings ist das Wälzkugellager nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann das Wälzkugellager bei einem Schrägkugellager, oder bei einem eine Kugel als Wälzkörper nutzenden Fahrzeugnabenlager zur Anwendung gelangen. Der industrielle Einsatzbereich des Wälzkugellagers der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist extrem breit, weshalb das Wälzkugellager bei verschiedenen Vorrichtungen zur Anwendung gelangen kann.
  • BEISPIEL
  • Beispiel A1 und Vergleichsbeispiele A1 bis A3
  • Die Schmierfettzusammensetzungen wurden durch Mischen des Grundöls und des Verdickungsmittels in den in Tabelle 1 angegebenen Mischungsanteilen (Masse%) erhalten. Die Schmierfettviskosität, die Scherspannung und die Fließspannung einer jeden der hierbei erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen wurden berechnet.
  • (1) Schmierfettviskosität und Scherspannung
  • Unter Verwendung eines Rheometers vom Kegel-Platte-Typ (Durchmesser von 20 mm, Kegelwinkel von 1 Grad) wird die Schergeschwindigkeit einer jeden der Schmierfettzusammensetzungen bei einer Temperatur von 25°C und einer Frequenz von 1 Hz von 1 s-1 auf 8000 s-1 erhöht. Bei jeder der Schergeschwindigkeiten wird die bei stationärer Strömung realisierte Scherspannung gemessen, woraufhin unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Herschel-Bulkley-Gleichung die Schmierfettviskosität bei jeder Schergeschwindigkeit berechnet wird. Auf Grundlage der berechneten Schmierfettviskosität wird die Schmierfettviskosität bis zur Viskosität bei einer Schergeschwindigkeit von 10000 s-1 extrapoliert. Weiterhin werden durch Multiplizieren der berechneten Schmierfettviskosität mit der jeweiligen Schergeschwindigkeit die jeweiligen Scherspannungen berechnet. Die Maximalwerte von jeder der berechneten Schmierfettviskositäten und der gemessenen Scherspannungen sind in Tabelle 1 dargestellt. In Tabelle 1 entspricht die maximale Schmierfettviskosität der Schmierfettviskosität bei einer Schergeschwindigkeit von 1000 s-1, und entspricht die maximale Scherspannung der Scherspannung bei einer Schergeschwindigkeit von 10000 s-1.
  • (2) Fließspannung
  • Unter Verwendung eines Rheometers vom Parallelplattentyp mit einer oberen Platte und einer unteren Platte (Abstand von 0.5 mm) wird an jeder der Schmierfettzusammensetzungen eine dynamische Viskoelastizitätsanalyse gemäß den nachfolgenden Bedingungen durchgeführt. Im Einzelnen wird die Schmierfettzusammensetzung derart angeordnet, dass sie sich zwischen der oberen Platte und der unteren Platte befindet, und wird sodann eine zyklische, vibrationsbedingte Scherspannung auf die Schmierfettzusammensetzung ausgeübt. Auf Grundlage der hieraus resultierenden Reaktion werden der Speichermodul G' und der Verlustmodul G'' gemessen. Die Scherspannung, bei welcher der gemessene Speichermodul G' und der Verlustmodul G'' miteinander übereinstimmen, wird als Fließspannung definiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
    • Scherspannung: erhöht von 10 Pa auf 4000 Pa
    • Messfrequenz: 1 Hz
    • Messtemperatur: 25°C
    • jede Platte: Durchmesser von 25 mm
  • (3) Nabenlager-Lebensdauertest
  • Jede der erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen wird jeweils in einem Nabenlager mit einem PKD von 58 mm (siehe 1) versiegelt eingeschlossen, um ein Nabenlager für den Lebensdauertest herzustellen. Jedes der erhaltenen Nabenlager wird bei einer Drehzahl von 300 min-1 (etwa 3000 s-1) unter den Bedingungen einer nicht-kontrollierten Temperatur und einer Schwinglast von 0.6 G rotiert, woraufhin die Zeit (h) gemessen wird, bei welcher ein Abplatzen auftritt und das Nabenlager somit unbrauchbar wird. Tabelle 1 zeigt das Lebensdauerverhältnis für jeden Test, wobei die Lebensdauer von Vergleichsbeispiel A2 als 1 definiert ist.
  • (4) Nabenlager-Drehmomenttest
  • Jede der erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen wird jeweils in einem Nabenlager mit einem PKD von 58 mm (siehe 1) versiegelt eingeschlossen, um ein Nabenlager für den Drehmomenttest herzustellen. Jedes der erhaltenen Nabenlager wird bei einer Drehzahl von 600 min-1 (etwa 6000 s-1) unter den Bedingungen einer nicht-kontrollierten Temperatur, einer Axiallast von 3.2 kN und keiner Radiallast rotiert. Im Rahmen des Drehmomenttests wird das Nabenlager für 180 Minuten rotiert, wobei das Drehmoment (mNm) als Mittelwert des Drehmoments während der letzten 3 Minuten definiert ist. Tabelle 1 zeigt das Drehmomentverhältnis für jeden Test, wobei das Drehmoment von Vergleichsbeispiel A2 als 1 definiert ist. Tabelle 1
    Beispiel A1 Vergleichsbeispiel A1 Vergleichsbeispiel A2 Vergleichsbeispiel A3
    Grundöl (Masse%)
    synthetisches Kohlenwasserstofföl 1) 88 44 - 44
    Esteröl 2) - - - 44
    Mineralöl 3) - 44 88 -
    Verdickungsmittel (Masse%)
    Amin: Cyclohexylamin - 1.2 - 1.2
    Amin: Dicyclohexylamin 5 - 5 -
    Amin: Octylamin 1.8 4.7 1.8 4.7
    Diisocyanat: MDI 5.2 6.1 5.2 6.1
    Bewertung
    maximale Schmierfettviskosität (1000 bis 10000 s-1) (Pa·s) 0.4 1.5 1.6 1.3
    maximale Scherspannung (1000 bis 10000 s-1) (Pa) 1300 3600 5500 3300
    Fließspannung (Pa) 1800 3900 1130 1250
    Nabenlager-Lebensdauer 3.4 1.4 1 -
    Nabenlager-Drehmoment 0.45 0.75 1 0.55
    • 1) Shinfluid 601, hergestellt von NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd., dynamische Viskosität von 31 mm2/s bei 40°C
    • 2) Kaolube 262, hergestellt von Kao Corporation, dynamische Viskosität von 33 mm2/s bei 40°C
    • 3) paraffinisches Mineralöl, dynamische Viskosität von 100 mm2/s bei 40°C
  • Wie in Tabelle 1 dargestellt ist, besitzt Beispiel A1, bei welchem die Scherspannung bei einer Schergeschwindigkeit von 1000 bis 10000 s-1 3000 Pa oder weniger beträgt, die Viskosität 1 Pa·s oder weniger beträgt und die Fließspannung 1300 bis 3000 Pa beträgt, ein niedriges Drehmoment und eine höhere Lebensdauer als jene der Vergleichsbeispiele A1 bis A3.
  • Dementsprechend weist in dem Achslager der ersten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung die in dem Lager versiegelt eingeschlossene Schmierfettzusammensetzung in einem niedrigen Drehzahlbereich eine niedrige Viskosität und eine hohe Fließspannung auf, so dass der Scherwiderstand des zwischen dem Wälzkörper und der Oberfläche der Käfigtasche befindlichen Schmierfetts reduziert wird. Folglich kann das Achslager ein niedriges Drehmoment und eine hohe Lebensdauer realisieren.
  • Beispiel B1 und Vergleichsbeispiele B1 bis B5
  • Die Schmierfettzusammensetzungen wurden durch Mischen des Grundöls und des Verdickungsmittels in den in Tabelle 2 angegebenen Mischungsanteilen (Masse%) erhalten. Die Scherspannung und die Fließspannung einer jeden der erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen wurden berechnet.
  • (1) Scherspannung
  • Unter Verwendung eines Rheometers vom Kegel-Platte-Typ (Durchmesser von 20 mm, Kegelwinkel von 1 Grad) wird die Schergeschwindigkeit einer jeden der Schmierfettzusammensetzungen bei einer Temperatur von 25°C und einer Frequenz von 1 Hz von 1 s-1 auf 8000 s-1 erhöht. Bei jeder der Schergeschwindigkeiten wird die bei stationärer Strömung realisierte Scherspannung gemessen, woraufhin unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Herschel-Bulkley-Gleichung die Schmierfettviskosität bei jeder Schergeschwindigkeit berechnet wird. Auf Grundlage der berechneten Schmierfettviskosität wird die Schmierfettviskosität bis zur Viskosität bei einer Schergeschwindigkeit von 20000 s-1 extrapoliert. Weiterhin werden durch Multiplizieren der berechneten Schmierfettviskosität mit einer Schergeschwindigkeit von 20000 s-1 die jeweiligen Scherspannungen bei einer Schergeschwindigkeit von 20000 s-1 berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
  • (2) Fließspannung
  • Unter Verwendung eines Rheometers vom Parallelplattentyp mit einer oberen Platte und einer unteren Platte (Abstand von 1 mm) wird an jeder der Schmierfettzusammensetzungen eine dynamische Viskoelastizitätsanalyse gemäß den nachfolgenden Bedingungen durchgeführt. Im Einzelnen wird die Schmierfettzusammensetzung derart angeordnet, dass sie sich zwischen der oberen Platte und der unteren Platte befindet, und wird sodann eine zyklische, vibrationsbedingte Scherspannung auf die Schmierfettzusammensetzung ausgeübt. Auf Grundlage der hieraus resultierenden Reaktion werden der Speichermodul G' und der Verlustmodul G'' gemessen. Die Scherspannung, bei welcher der gemessene Speichermodul G' und der Verlustmodul G'' miteinander übereinstimmen, wird als Fließspannung definiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
    • Scherspannung: erhöht von 10 Pa auf 3000 Pa
    • Messfrequenz: 1 Hz
    • Messtemperatur: 25°C
    • jede Platte: Durchmesser von 25 mm
  • (3) Hochtemperaturschmierfett-Lebensdauertest
  • Jede der erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen wird jeweils in einem Rillenkugellager (TS3-6204ZZC3, hergestellt von NTN Corporation) versiegelt eingeschlossen, um ein Lager für den Hochtemperaturschmierfett-Lebensdauertest herzustellen. Jedes der erhaltenen Lager wird bei einer Drehzahl von 10000 min-1 unter den Bedingungen einer Temperatur von 150°C, einer Axiallast von 67 N und einer Radiallast von 67 N rotiert, woraufhin die Zeit gemessen wird, bei welcher eine Blockade des Lagers auftritt. Eine Schmierfett-Lebensdauer von 3000 Stunden oder mehr wird als annehmbar angesehen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
  • (4) Lager-Drehmomenttest
  • Jede der erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen wird jeweils in einem Rillenkugellager (6204T2LLBC3, hergestellt von NTN Corporation) versiegelt eingeschlossen, um ein Lager für den Drehmomenttest herzustellen. Jedes der erhaltenen Lager wird bei einer Drehzahl von 1600 min-1 unter den Bedingungen einer nicht-kontrollierter Temperatur, einer Axiallast von 8 kgf und einer Radiallast von 0 kgf rotiert. Im Rahmen des Tests wird das Lager für 30 Minuten rotiert, wobei das Drehmoment (mNm) als Mittelwert des Drehmoments während der letzten 10 Minuten definiert ist. Ein Drehmoment von 30 oder weniger wird als annehmbar angesehen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2
    Beispiel B1 Vergleichsbeispiel B1 Vergleichsbeispiel B2 Vergleichsbeispiel B3 Vergleichsbeispiel B4 Vergleichsbeispiel B5
    Grundöl (Masse%)
    synthetisches Kohlenwasserstofföl 1) 88 22 - - 30 -
    Esteröl 2) - 22 68 - 58 88
    Esteröl 3) - 44 21 - - -
    Mineralöl 4) - - - 88 - -
    Verdickungsmittel (Masse%)
    Diharnstoffverbindung
    Amin: p-Toluidin - 1.3 - - - -
    Amin: Cyclohexylamin - - - - 1.2 5.3
    Amin: Dicyclohexylamin 5 - - 5 - -
    Amin: Octylamin 1.8 4.7 - 1.8 4.7 -
    Diisocyanat: MDI 5.2 6 - 5.2 6.1 6.7
    Lithium-12-hydroxystearat - - 11 - - -
    Bewertung
    Scherspannung (20000 s-1) (Pa) 0.08 0.089 0.106 0.579 0.264 0.212
    Fließspannung (Pa) 1800 1757 1759 1556 1241 588
    Schmierfett-Lebensdauertest (150°C) (Stunden) > 3000 790 580 2200 2576 818
    Drehmomenttest (1600 min-1) (mNm) 27. 9 18 27.3 59.1 34.6 33.3
    • 1) Shinfluid 601, hergestellt von NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd., dynamische Viskosität von 31 mm2/s bei 40°C
    • 2) Kaolube 262, hergestellt von Kao Corporation, dynamische Viskosität von 33 mm2/s bei 40°C
    • 3) Dioctylsebacat (DOS), dynamische Viskosität von 12 mm2/s bei 40°C
    • 4) paraffinisches Mineralöl, dynamische Viskosität von 100 mm2/s bei 40°C
  • Wie in Tabelle 2 dargestellt ist, besitzt die Schmierfettzusammensetzung (Beispiel B1), deren Scherspannung bei einer Schergeschwindigkeit von 20000 s-1 0.2 Pa oder weniger beträgt und deren Fließspannung 1600 Pa oder mehr beträgt, ein niedriges Drehmoment und eine hohe Lebensdauer, weshalb die Schmierfettzusammensetzung in sämtlichen Tests als annehmbar angesehen wird. Andererseits unterscheiden sich die Vergleichsbeispiele B1 und B2 in Bezug auf ihre physikalischen Eigenschaften (Scherspannung und Fließspannung) nicht so sehr von Beispiel B1; allerdings zeigt jedes der Vergleichsbeispiele B1 und B2 im Hochtemperaturschmierfett-Lebensdauertest eine kurze Lebensdauer. Weiterhin sind die Vergleichsbeispiele B4 und B5 in Bezug auf die dynamische Viskosität des Grundöls äquivalent zu Beispiel B1; allerdings zeigt jedes der Vergleichsbeispiele B4 und B5 eine niedrige Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung sowie ein relativ hohes Drehmoment im Drehmomenttest.
  • Die Schmierfettzusammensetzung der zweiten Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung besitzt eine niedrige Viskosität in einem bestimmten Schergeschwindigkeitsbereich sowie eine hohe Fließspannung, weshalb der Scherwiderstand des Schmierfetts zwischen der Kugel und der Oberfläche der Käfigtasche reduziert wird. Folglich kann die Schmierfettzusammensetzung zu einem niedrigen Drehmoment und einer hohen Lebensdauer beitragen.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Das Achslager der vorliegenden Erfindung besitzt ein niedriges Drehmoment und eine ausgezeichnete Lebensdauer, weshalb das Achslager weithin als Achslager verwendet werden kann; insbesondere eignet sich das Achslager als Nabenlager für Fahrzeuge, welche in einem Hochlastzustand und einem Niederdrehzahlzustand verwendet werden. Weiterhin trägt die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu einem niedrigen Drehmoment und zu einer ausgezeichneten Lebensdauer bei, weshalb der industrielle Einsatzbereich der Schmierfettzusammensetzung extrem breit ist. Dementsprechend kann die Schmierfettzusammensetzung bei verschiedenen Vorrichtungen zur Anwendung gelangen. Insbesondere eignet sich die Schmierfettzusammensetzung für ein Wälzkugellager, welches in einem Hochlastzustand und einem Hochtemperaturzustand eingesetzt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Nabenrad
    1a
    Innenlaufbahnoberfläche
    1b
    kleiner diametraler Stufenabschnitt
    1c
    Verpressungsabschnitt
    1d
    Radbefestigungsflansch
    2
    Innenring
    2a
    Innenlaufbahnoberfläche
    3
    Außenelement
    3a
    Außenlaufbahnoberfläche
    3b
    Karosseriebefestigungsflansch
    4
    Wälzkörper
    5
    Innenelement
    6
    Nabenlager
    7
    Dichtungselement
    8
    Dichtungselement
    9
    Käfig
    10
    Schmierfettzusammensetzung
    11
    Rheometer
    12
    Zelle vom Kegel-Platte-Typ
    13
    horizontale Scheibenplatte
    14
    Schmierfett
    21
    Rillenkugellager
    22
    Innenring
    23
    Außenring
    24
    Kugel
    25
    Käfig
    26
    Dichtungselement
    27
    Schmierfettzusammensetzung
    28
    Halteklaue
    29
    Tasche
    30
    flacher Abschnitt
  • 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
    • JP 2011178824 A [0006]
    • JP 2013023644 A [0006]

Claims (12)

  1. Achslager, welches derart konfiguriert ist, dass es ein Rad eines Fahrzeugs oder eine mit dem Rad verbundene Achse drehbar trägert, wobei das Achslager eine in einem Innenraum des Achslagers versiegelt eingeschlossene Schmierfettzusammensetzung umfasst, wobei: die Schmierfettzusammensetzung ein Grundöl und ein Verdickungsmittel enthält, die Scherspannung der Schmierfettzusammensetzung bei einer Schergeschwindigkeit von 1000 bis 10000 s-1 und bei 25°C 3000 Pa oder weniger beträgt, die Viskosität der Schmierfettzusammensetzung 1 Pa·s oder weniger beträgt, und die mithilfe eines dynamischen Viskoelastizitätsanalyseverfahrens und unter Verwendung eines Rheometers gemessene Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung bei 25°C 1300 bis 3000 Pa beträgt.
  2. Achslager gemäß Anspruch 1, wobei: es sich bei dem Verdickungsmittel um eine Diharnstoffverbindung handelt, welche dadurch erhalten wird, dass eine Diisocyanatkomponente und eine Monoaminkomponente miteinander zur Reaktion gebracht werden, und die Monoaminkomponente ein aliphatisches Monoamin und ein alicyclisches Monoamin umfasst.
  3. Achslager gemäß Anspruch 2, wobei das alicyclische Monoamin Dicyclohexylamin enthält.
  4. Achslager gemäß Anspruch 1, wobei: das Grundöl synthetisches Kohlenwasserstofföl als Hauptkomponente enthält, und die dynamische Viskosität des Grundöls bei 40°C 30 bis 80 mm2/s beträgt.
  5. Achslager gemäß Anspruch 1, wobei das Achslager als Nabenlager konfiguriert ist, welches ein Rad eines Fahrzeugs drehbar trägert, wobei: das Nabenlager umfasst: ein Außenelement mit zweireihigen Außenlaufbahnoberflächen an einem Innenumfang; ein Innenelement mit zweireihigen Innenlaufbahnoberflächen an einem Außenumfang, wobei die zweireihigen Innenlaufbahnoberflächen den zweireihigen Außenlaufbahnoberflächen jeweils gegenüberliegen; zweireihige Wälzkörper, welche sich zwischen den Innenlaufbahnoberflächen und den Außenlaufbahnoberflächen befindet; und die die Wälzkörper umschließende Schmierfettzusammensetzung, das Innenelement ein Nabenrad und einen Innenring umfasst, das Nabenrad umfasst: einen Radbefestigungsflansch, welcher einstückig an einem Endabschnitt des Nabenrads ausgebildet ist; eine der Innenlaufbahnoberflächen, welche einer der zweireihigen Außenlaufbahnoberflächen gegenüberliegt und welche an einem Außenumfang des Nabenrads ausgebildet ist; und einen kleinen diametralen Stufenabschnitt, welcher sich von der Innenlaufbahnoberfläche in einer axialen Richtung erstreckt, der Innenring die andere der Innenlaufbahnoberflächen umfasst, welche der anderen der zweireihigen Außenlaufbahnoberflächen gegenüberliegt und welche an einem Außenumfang des Innenrings ausgebildet ist, und der Innenring auf dem kleinen diametralen Stufenabschnitt des Nabenrads aufgepresst ist und unter Verwendung eines Verpressungsabschnitts, welcher durch plastisches Verformen eines Endabschnitts des kleinen diametralen Stufenabschnitts in Richtung einer radialen Außenseite ausgebildet wird, an dem Nabenrad befestigt ist.
  6. Achslager gemäß Anspruch 5, wobei das Achslager für die Verwendung in einem Drehzahlbereich von 1000 min-1 oder weniger konfiguriert ist.
  7. Schmierfettzusammensetzung, welche ein Grundöl und ein Verdickungsmittel umfasst, wobei: die Scherspannung der Schmierfettzusammensetzung bei einer Schergeschwindigkeit von 20000 s-1 und bei 25°C 0.2 Pa oder weniger beträgt, und die mithilfe eines dynamischen Viskoelastizitätsanalyseverfahrens und unter Verwendung eines Rheometers gemessene Fließspannung der Schmierfettzusammensetzung bei 25°C 1600 Pa oder mehr beträgt.
  8. Schmierfettzusammensetzung gemäß Anspruch 7, wobei: es sich bei dem Verdickungsmittel um eine Diharnstoffverbindung handelt, welche dadurch erhalten wird, dass eine Diisocyanatkomponente und eine Monoaminkomponente miteinander zur Reaktion gebracht werden, und die Monoaminkomponente ein aliphatisches Monoamin und ein alicyclisches Monoamin umfasst.
  9. Schmierfettzusammensetzung gemäß Anspruch 8, wobei das alicyclische Monoamin Dicyclohexylamin enthält.
  10. Schmierfettzusammensetzung gemäß Anspruch 7, wobei: das Grundöl synthetisches Kohlenwasserstofföl als Hauptkomponente enthält, und die dynamische Viskosität des Grundöls bei 40°C 30 bis 80 mm2/s beträgt.
  11. Wälzkugellager, umfassend: einen Innenring; einen Außenring; eine Kugel, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet ist; einen Harzkäfig, welcher die Kugel hält; und eine Schmierfettzusammensetzung, welche die Kugel umschließt, wobei die Schmierfettzusammensetzung wie in Anspruch 7 definiert ist.
  12. Wälzkugellager gemäß Anspruch 11, wobei das Wälzkugellager für die Verwendung in einem Drehzahlbereich von 2000 min-1 oder weniger konfiguriert ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023181407A1 (ja) * 2022-03-25 2023-09-28 株式会社ジェイテクト グリース

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011178824A (ja) 2010-02-26 2011-09-15 Kyodo Yushi Co Ltd アンギュラ玉軸受を使用したハブユニット軸受用グリース組成物及びハブユニット軸受
JP2013023644A (ja) 2011-07-25 2013-02-04 Nsk Ltd グリース組成物

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5783531A (en) * 1997-03-28 1998-07-21 Exxon Research And Engineering Company Manufacturing method for the production of polyalphaolefin based synthetic greases (LAW500)
US7465696B2 (en) * 2005-01-31 2008-12-16 Chevron Oronite Company, Llc Lubricating base oil compositions and methods for improving fuel economy in an internal combustion engine using same
US8227392B2 (en) * 2008-01-25 2012-07-24 Exxonmobil Research And Engineering Company Base stocks and lubricant blends containing poly-alpha olefins
JP5040729B2 (ja) * 2008-02-29 2012-10-03 日本精工株式会社 一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置
US8476205B2 (en) * 2008-10-03 2013-07-02 Exxonmobil Research And Engineering Company Chromium HVI-PAO bi-modal lubricant compositions
JP5604061B2 (ja) * 2009-06-22 2014-10-08 出光興産株式会社 グリース組成物
JP5832082B2 (ja) * 2010-10-27 2015-12-16 リューベ株式会社 潤滑グリース組成物
JP6072408B2 (ja) * 2011-09-22 2017-02-01 Ntn株式会社 滑り軸受および画像形成装置
KR20150042246A (ko) * 2012-08-14 2015-04-20 다우 코닝 코포레이션 윤활 조성물
US20160201726A1 (en) * 2012-12-04 2016-07-14 Kyodo Yushi Co., Ltd. Rolling device
JP6268642B2 (ja) * 2014-03-12 2018-01-31 協同油脂株式会社 グリース組成物及びグリース封入車輪用軸受
BR112017026814A2 (pt) * 2015-06-12 2018-08-14 Jtekt Corporation composição de graxa e dispositivo de laminação para veículo
JP2017172714A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 日本精工株式会社 転がり軸受
JP7105693B2 (ja) * 2016-08-08 2022-07-25 Ｎｏｋクリューバー株式会社 潤滑グリース組成物
JP6959628B2 (ja) * 2016-10-06 2021-11-02 内山工業株式会社 軸受密封装置
JP6505757B2 (ja) * 2017-01-27 2019-04-24 ミネベアミツミ株式会社 グリース組成物、転がり軸受、およびモータ
JP6917593B2 (ja) * 2017-08-31 2021-08-11 株式会社服部商店 グリース組成物およびその製造方法、並びに転動装置
JP7024994B2 (ja) * 2017-10-06 2022-02-24 内山工業株式会社 密封装置
CA3070349A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Grease composition and use of grease composition

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011178824A (ja) 2010-02-26 2011-09-15 Kyodo Yushi Co Ltd アンギュラ玉軸受を使用したハブユニット軸受用グリース組成物及びハブユニット軸受
JP2013023644A (ja) 2011-07-25 2013-02-04 Nsk Ltd グリース組成物

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