DE19940308A1

DE19940308A1 - Kugellager

Info

Publication number: DE19940308A1
Application number: DE19940308A
Authority: DE
Inventors: Hiromichi Takemura; Kazuo Sekino; Nobumasa Mitamura; Yasuo Murakami; Hiroshi Suzuki; Yoshitaka Hayashi
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2000-03-09
Also published as: US6152605A; JP2000065069A

Abstract

Ein Kugellager, bei welchem verhindert wird, daß Laufringe in frühen Phasen in einer Umgebung, in welcher mit einem Schmieröl mit einem hohen Reibungskoeffizienten gearbeitet wird, abblättern, so daß eine hohe Lebensdauer des Kugellagers erreicht wird, während die Kosten des Lagers verringert werden. Das Kugellager weist eine Vielzahl von Kugeln auf, welche zwischen einem Festlaufring und einem Drehlaufring angeordnet sind, und das Kugellager wird in einer Umgebung verwendet, in welcher mit einem Schmieröl mit einem Reibungskoeffizienten von 0,07 oder mehr unter der Bedingung, daß ein Schlußffaktor von 5% vorliegt und eine Temperatur von 40 DEG C herrscht, gearbeitet wird. Mindestens der Rillenradius des Drehlaufrings ist derart festgelegt, daß er in einem Bereich von 0,53 Dw bis 0,58 Dw einschließlich der beiden genannten Werte liegt, wobei Dw den Durchmesser von Kugeln bezeichnet. Ferner ist die Härte des Laufrings derart festgelegt, daß sie in einem Bereich von HRC 58 bis HRC 64 einschließlich der beiden genannten Werte liegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kugellager und insbesondere ein Kugellager, welches beispielsweise bei einem Getriebeabschnitt eines Kraftwagens unter der Bedingung ver wendet wird, daß ein Schmieröl mit einem hohen Reibungskoeffi zienten, wie etwa ein Automatikgetriebefluid (im folgenden zu ATF abgekürzt), als Mittel verwendet wird.

2. Stand der Technik

Wie bei dem Berechnungsverfahren für eine dynamische Nenn last und eine Nennlebensdauer eines Wälzlagers in JISB1518 dargestellt, ist es, was Rillenkugellager und Schrägkugellager anbelangt, bei der Berechnung einer dynamischen radialen Ba sisnennlast des Lagers vorgeschrieben, daß der Rillenradius eines Innenlaufrings 0,52 Dw nicht überschreiten sollte und der Rillenradius eines Außenlaufrings 0,53 Dw nicht über schreiten sollte, wobei Dw den Durchmesser einer Kugel be zeichnet.

Der Grund dafür ist, daß, wenn der Rillenradius eines Laufrings derart festgelegt wird, daß dieser größer als der oben erwähnte Wert ist, die dynamische Nennlast vermindert wird, so daß die Berechnungs-Betriebslebensdauer verringert wird. Es ist daher eine herkömmliche Lösung, den Rillenradius eines Laufrings derart festzulegen, daß dieser so klein wie möglich ist, um den Berührflächendruck der Laufringoberfläche zu vermindern, um eine lange Lebensdauer des Lagers zu errei chen.

Es wird ein an Fluidität überlegenes Schmieröl, wie ein Spindelöl oder ein Turbinenöl oder ähnliches, zur Schmierung eines derartigen Wälzlagers verwendet. Demgegenüber wird auch ein Getriebeöl, ein Maschinenöl oder ähnliches verwendet, so daß das Schmieröl für das Wälzlager mit einem Schmieröl für andere Abschnitte um das Lager herum, wie Getriebe und ähnli ches, vermischt wird.

Wälzlager können in verschiedenen Umgebungen verwendet werden. Beispielsweise neigt bei einem Radialkugellager, wel ches an einem Abschnitt zum Führen eines Zahnrads oder ähnli chem angebracht ist und eine Betriebslast unterstützt, ein Schlupf dazu, erzeugt zu werden, wenn ein Schmieröl, wie etwa ein ATF oder ähnliches, mit einem hohen Reibungskoeffizienten, welcher für den Rollkennwert des Lagers ungeeignet ist, als Schmieröl verwendet wird. Es wurde bestätigt, daß ein Abblät tern bei einem Laufring in einer kurzen Zeit erzeugt wird, in Übereinstimmung mit der Zunahme des Reibungskoeffizienten bzw. der Zunahme der Temperatur.

Ein ATF ist ein Schmieröl, welches bei einem Automatikge triebe mit einem Drehmomentwandler, einem Zahnradgetriebe, ei ner Hydraulikvorrichtung, einer Naßkupplung etc. verwendet wird. Von einem ATF wird verlangt, daß dieses viele Funktionen hat, wie etwa eine Schmierung eines Heizmittels oder eines Reibungsmaterials, Erhaltung eines geeigneten Reibungskenn werts und so weiter, um die Vorrichtungen des Automatikgetrie bes glatt zu betätigen.

Bei einem Wälzlager, welches in einer Umgebung verwendet wird, welche ein derartiges ATF mit einem hohen Reibungs koeffizienten verwendet, beispielsweise bei einem Radialkugel lager, wird ein Differenzschlupf eines Innenlaufrings, welcher ein Drehlaufring ist, groß. Es ist ein Ergebnis, daß die Posi tion, bei welcher ein Pv-Wert (das Produkt von Berührflächen druck und Geschwindigkeit) das Maximum annimmt, nicht bei der Mitte des Laufrings (siehe Fig. 3) angeordnet ist, sondern an zwei Stellen, welche sich in Abstand von der Mitte in einer Berührellipse (siehe Fig. 4) befinden, so daß die Tangential kraft zunimmt. Es wurde bestätigt, daß ein Abblättern in einer kürzeren Zeit erzeugt wird als die Berechnungs- Betriebslebensdauer, welche in JISB1518 vorgeschrieben ist.

Es gibt eine bekannte Technik zum Ändern des Rillenradius eines Laufrings eines Wälzlagers, um die Lagerlebensdauer zu erhöhen, wie beispielsweise in der japanischen ungeprüften Ge brauchsmusterveröffentlichung Nr. Hei. 5-86 026 offenbart. Ge mäß der darin offenbarten Technik wird nicht nur mindestens entweder der Außen- oder der Innenlaufring aus einem Pulver schnellstahl mit einer Härte von HRC 65 oder mehr gebildet, sondern es wird auch ein Wert, welcher durch Teilen eines Ver hältnisses ρ (R/r) eines Rillenradius R des Laufrings zu einem Rollelementradius r davon durch ein Verhältnis ρ₀ (R₀/r₀) eines Rillenradius R₀ eines Laufrings, welcher aus einem Lagerstahl gebildet ist, zu einem Rollelementradius r₀ davon erhalten wird, derart festgelegt, daß sich dieser in einem Bereich von 1,0 bis 1,12 befindet. Es ist ein Ergebnis, daß ein Drehmoment oder sehr kleine Schlupfe vermindert werden können, so daß die Temperatur des Lagers davon abgehalten werden kann, zuzuneh men. Es ist ein Ergebnis, daß die Lebensdauer des Lagers ver bessert werden kann.

Es ist auch ein Volltyp-Kugellager bekannt, bei welchem der Rillenradius eines Innenlaufrings (Drehlaufrings) größer als der Rillenradius eines Außenlaufrings gemacht wird, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. Hei. 7- 23 898 offenbart. Bei dem Volltyp-Kugellager können Schlupfe von Kugeln zu der Zeit hoher Temperatur und hoher Geschwindig keit vermindert werden, während der Einfluß von Wärme vermin dert werden kann, so daß die Betriebslebensdauer verlängert werden kann.

Bei der in der japanischen ungeprüften Gebrauchsmusterver öffentlichung Nr. Hei. 5-86 026 offenbarten Technik jedoch werden die Kosten des Lagers hoch, da mindestens entweder der Außen- oder der Innenlaufring aus einem Pulverschnellstahl mit einer Härte von HRC 65 oder mehr gebildet ist. Ferner wird an genommen, daß das Lager nicht in einer Umgebung verwendet wird, bei welcher ein ATF mit einem hohen Reibungskoeffizien ten verwendet wird, sondern in einer Umgebung, bei welcher ein Spindelöl mit einer hohen Fluidität bei einem Maschinenwerk zeug verwendet wird. Daher wird, selbst wenn die Rillenradien der Laufringe einfach geändert werden, der Temperaturanstieg des Lagers lediglich in der Umgebung unterdrückt, welche ein ATF verwendet. Demgemäß ist nicht zu erwarten, daß diese Tech nik eine Maßnahme gegen ein Abblättern darstellt.

Demgegenüber ist bei der Technik, welche in der japani schen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. Hei. 7-23 898 of fenbart ist, der Rillenradius des Innenlaufrings (Dreh laufrings) derart festgelegt, daß dieser 61 ± 2% eines Kugel durchmessers Dw beträgt, während der Rillenradius des Außen laufrings (Festlaufrings) derart festgelegt ist, daß dieser 56 ± 2% des Kugeldurchmessers Dw beträgt. Daher wird der Berühr flächendruck klein, da die Anzahl der Rollelemente in einem Volltyp-Kugellager groß ist. Es erreicht jedoch beispielsweise in dem Fall eines allgemeinen Rillenkugellagers der Wert des Berührflächendrucks Pmax 450 kp/mm² oder mehr, wenn P (dynami sche Äquivalenzlast)/ C (dynamische Nennlast nach JIS) = 0,5 und der Rillenradius des Drehlaufrings 59% des Kugeldurchmes sers Dw beträgt. Daher erscheint eine plastische Deformation in der Laufringoberfläche, so daß es für das Lager schwierig ist, die Funktion eines Lagers zu erfüllen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voran gehenden Probleme zu lösen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kugellager zu schaffen, bei welchem Laufringe gut daran gehindert werden können, bei frühen Stufen in einer Umgebung abzublättern, welche ein Schmieröl mit einem hohen Reibungs koeffizienten verwendet, so daß es möglich ist, eine lange Le bensdauer des Lagers zu realisieren und die Kosten zu vermin dern.

Um die vorangehenden Aufgaben zu lösen, wird erfindungsge mäß ein Kugellager geschaffen, umfassend:
einen Festlaufring;
einen Drehlaufring;
eine Vielzahl von Kugeln, welche zwischen dem Festlaufring und dem Drehlaufring angeordnet sind; und
ein Schmieröl, welches in einem Raum zwischen dem Fest laufring und dem Drehlaufring angeordnet ist,
wobei das Schmieröl einen Reibungskoeffizienten von 0,07 oder mehr auf weist unter Bedingungen, daß ein Schlupffaktor 5% beträgt und eine Temperatur 40°C beträgt,
wobei ein Rillenradius des Drehlaufrings derart festgelegt ist, daß dieser sich in einem Bereich von 0,53 Dw bis 0,58 Dw unter Einschluß von beidem befindet, wobei Dw einen Kugel durchmesser bezeichnet, und mindestens entweder der Fest laufring oder der Drehlaufring eine Härte in einem Bereich von HRC 58 bis HRC 64 unter Einschluß von beidem aufweist.

In diesem Fall ist es zu bevorzugen, daß der Rillenradius des Drehlaufrings größer als der Rillenradius des Fest laufrings gemacht wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Lebensdauer- Prüfvorrichtung des Auslegertyps;

Fig. 2 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen dem Rillenradius eines Laufrings und der Lebensdauer eines Lagers darstellt;

Fig. 3 ist eine Ansicht, welche einen Zustand darstellt, bei welchem ein Abblättern bei der Mitte eines Laufrings stattgefunden hat; und

Fig. 4 ist eine Ansicht, welche einen Zustand darstellt, bei welchem ein Abblättern an zwei Stellen stattgefunden hat, welche sich geringfügig in Abstand von der Mitte in einer Be rührellipse des Laufrings befinden.

GENAUE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Lebensdauer- Prüfvorrichtung des Auslegertyps; Fig. 2 ist ein Graph, wel cher eine Beziehung zwischen dem Rillenradius eines Laufrings und der Lebensdauer eines Lagers darstellt; Fig. 3 ist eine Ansicht, welche einen Zustand darstellt, bei welchem ein Ab blättern bei der Mitte eines Laufrings stattgefunden hat; und Fig. 4 ist eine Ansicht, welche einen Zustand darstellt, bei welchem ein Abblättern an zwei Stellen stattgefunden hat, wel che sich geringfügig in Abstand von der Mitte in einer Berüh rellipse des Laufrings befinden.

Tabelle 1 zeigt eine Liste von Größen von Radialkugella gern, welche als Erfindungsbeispiele und Vergleichsbeispiele verwendet werden. Die für Lebensdauerprüfungen verwendeten Ra dialkugellager waren 6206-Rillenkugellager, jedes mit einem Außendurchmesser von 62 mm, einem Innendurchmesser von 30 mm und einer Breite von 16 mm. Jedes der Lager bei den Erfin dungs- und den Vergleichsbeispielen wurde angeordnet, während der Rillenradius des Laufrings geändert wurde. Ein Spalt des Lagers wurde in Standardgröße ausgeführt. Dann wurden bei je dem Erfindungsbeispiel ein Innen- und ein Außenlaufring derart angeordnet, daß die Rillenradien (Rille R) der Laufringe der art festgelegt wurden, daß sich diese in einem Bereich von 50,5% bis 60% eines Kugeldurchmessers Dw befanden.

Tabelle 1

Das Material der für die Lebensdauerprüfungen verwendeten Lager war sowohl bei den Erfindungsbeispielen als auch den Vergleichsbeispielen SUJ2. Sowohl bei den Erfindungsbeispielen als auch den Vergleichsbeispielen wurde die gleiche Bearbei tung und Wärmebehandlung auf Innen- und Außenlaufringe ange wandt. Ferner wurde die Restmenge von Austenit derart festge legt, daß sich diese in einem Bereich von 0 bis 20% befand; die Oberflächenrauheit von Laufringen wurde derart festgelegt, daß sich diese in einem Bereich von 0,01 bis 0,04 µmRa befand; die Oberflächenhärte von Kugeln (Rollelementen) wurde derart festgelegt, daß diese HRC 63 betrug; und die Oberflächenrau heit der Kugeln wurde derart festgelegt, daß sich diese in ei nem Bereich von 0,003 bis 0,010 µmRa befand. Ferner wurde die Oberflächenhärte jedes Laufrings bei den Erfindungsbeispielen derart festgelegt, daß sich diese in einem Bereich von HRC 58 bis HRC 64 befand, während die Oberflächenhärte jedes Laufrings bei den Vergleichsbeispielen derart festgelegt wur de, daß sich diese in einem Bereich von HRC 56 bis HRC 62 be fand.

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung des Lagerlebensdau er-Prüfverfahrens.

Die jeweiligen Radialkugellager der Erfindungsbeispiele 1 bis 10 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 wurden bei der in Fig. 1 dargestellten Lebensdauer-Prüfvorrichtung des Ausleger typs eingesetzt. Lebensdauerprüfungen wurden an den jeweiligen Radialkugellagern unter den Bedingungen durchgeführt, daß eine Prüftemperatur 100°C betrug, eine Prüflast Fr = 980 kp (äqui valent zu P/C = 0,5 nach den JIS-Standards) betrug, eine Prüf geschwindigkeit n = 3300 U/min bei einem Innenring betrug und eine Durchführungszahl von Prüfungen n = 10 betrug.

Ferner wurden zwei Arten von Schmierölen vorbereitet, ein naphthenisches Mineralöl (Schlupffaktor 5% und Reibungskoeffi zient µ = 0,06 unter der Bedingung von 40°C) und ein kommer zielles synthetisches Reibungsöl (Schlupffaktor 5% und Rei bungskoeffizient µ = 0,09 unter der Bedingung von 40°C), wel che in Tabelle 2 dargestellt werden. Bei diesen Prüfungen wur de das kommerzielle synthetische Reibungsöl zuerst verwendet. In Fig. 1 stellt das Bezugszeichen 1 ein Radialkugellager dar; 2 einen Außenlaufring (befestigte Seite); 3 einen Innen laufring (drehende Seite); 4 eine Kugel; 5 eine Welle; 6 ein Gehäuse; 7 einen Lasthebel; 8 eine Ölwanne; und 9 einen Fil ter.

Ferner wurde die Lagerlebensdauer-Prüfung eingestellt, wenn eine Schwingung einen Wert annahm, welcher 5 mal so groß wie ein Anfangswert war, und ein Abblättern beobachtet wurde. Aufgrund der Tatsache, daß die Berechnungs-Lebensdauer jedes Wälzlagers Lcal 52% (Berechnungs-Lebensdauer unter der Annah me, daß der Rillenradius eines Laufrings 52% des Kugeldurch messers beträgt) = 40 Stunden gemäß JIS B1518 beträgt, wurde die Zeit zum Beenden der Prüfung derart festgelegt, daß diese 200 Stunden betrug, was 5 mal so lang wie die Berechnungs- Lebensdauer war.

Tabelle 2

Hier wird, was die generelle Beziehung zwischen einem Rei bungsöl und einem Reibungskennwert anbelangt, ein maximaler Reibungskoeffizient µ (unter der Bedingung von 40°C) bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 4,1 m/s und einem Schlupffaktor von 5%, welcher durch Verwenden einer Doppelzylinder- Prüfvorrichtung erhalten wird, als Kennwert jedes Reibungsöls in Tabelle 2 verwendet, wie in "Lubrication", Bd. 33, Nr. 11 (1988), S. 811-S. 815, herausgegeben durch die japanische Tribologistengesellschaft, veröffentlicht durch Yokendo Co., Ltd., dargestellt.

Tabelle 3 und Fig. 2 stellen die Ergebnisse der Lagerle bensdauer-Prüfungen dar, wenn das kommerzielle synthetische Reibungsöl, welches in Tabelle 2 dargestellt ist, als Schmier öl verwendet wurde. Fig. 2 stellt die Beziehung zwischen dem Rillenradius und dem Lebensdauerverhältnis (L10-Lebensdauer/ Berechnungs-Lebensdauer Lcal 52%) für die Erfindungsbeispiele 1 bis 6 und die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 dar, bei welchen der Innen- und der Außenlaufring den gleichen Rillenradius aufwiesen.

Tabelle 3

Wie aus Tabelle 3 ersichtlich, ist zu ersehen, daß die L10-Lebensdauern bei den Erfindungsbeispielen 1 bis 3 jeweils 176 Stunden, 187 Stunden und 198 Stunden betrugen, was 4 mal soviel wie die Berechnungs-Lebensdauer oder mehr war. Ein Ab blättern wurde konzentriert bei den Außenlaufringen erzeugt. Die Abblätterungszahl betrug jeweils 5/10, 3/10 und 2/10. Das Abblättern wurde bei der in Fig. 3 als Typ A dargestellten Po sition (bei der Mitte des Laufrings) erzeugt. Diese Wirkung eines Verlängerns der Abblätterungs-Lebensdauer wurde auf die Tatsache gegründet, daß der Radius des Innenlaufrings derart festgelegt wurde, daß sich dieser in einem Bereich von 53 bis 55% des Kugeldurchmessers befand. Es ist ein Ergebnis, daß der Differenzschlupf im Vergleich mit demjenigen in den Stan dards von JIS B1518 (52% des Kugeldurchmessers) vermindert wurde, während der Berührflächendruck bei dem Außenlaufring zunahm, so daß ein Abblättern bei dem Außenlaufring konzen triert erzeugt wurde.

Demgegenüber ist zu ersehen, daß für die Erfindungsbei spiele 4 bis 6 die L10-Lebensdauern jeweils 181 Stunden, 159 Stunden und 154 Stunden betrugen, was länger als die Berech nungs-Lebensdauer war. Ein Abblättern wurde bei den Innen laufringen konzentriert erzeugt. Die Abblätterungszahlen be trugen jeweils 2/10, 4/10 und 5/10. Ein Abblättern wurde bei der als Typ A in Fig. 3 dargestellten Position erzeugt. Ein Abblättern fand bei einer Position maximalen Berührflächen drucks statt. Der Grund hierfür war, daß die Rillenradien der Innenlaufringe auf 56%, 57% und 58% anstiegen, so daß der Be rührflächendruck hoch wurde.

Bei den Erfindungsbeispielen 7 bis 9 wurden die Rillenra dien derart eingestellt, daß diese 53% des Kugeldurchmessers betrugen, während die Oberflächenhärte der Laufringe derart geändert wurde, daß sich diese in einem Bereich von HRC 58 bis 64 befand. Mit zunehmender Oberflächenhärte erreichten die L10-Lebensdauern jeweils 140 Stunden, 199 Stunden und 200 Stunden, was erheblich länger als die Berechnungs-Lebensdauer war.

Bei dem Erfindungsbeispiel 10 wurde der Rillenradius des Innenlaufrings (Drehlaufrings) derart festgelegt, daß dieser 55% des Kugeldurchmessers betrug, während der Rillenradius des Außenlaufrings (Festlaufrings) derart festgelegt wurde, daß dieser 52% des Kugeldurchmessers betrug. Es ist ein Ergebnis, daß der maximale Berührflächendruck, welcher bei dem Außen laufring erzeugt wurde, vermindert wurde, so daß kein Abblät tern erzeugt wurde, selbst wenn die Zeit bei der L10- Lebensdauer 200 Stunden erreichte.

Demgegenüber betrugen bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 die Rillenradien der Innenlaufringe 50,5% bzw. 52% des Kugel durchmessers. Der Differenzschlupfwert bei dem Innenlaufring war daher höher als derjenige bei dem Außenlaufring. Ein Ab blättern wurde bei dem Innenlaufring konzentriert erzeugt. Die L10-Lebensdauern betrugen 30 Stunden bzw. 33 Stunden, was kür zer als die Berechnungs-Lebensdauer war. Ferner betrug die Ab blätterungszahl bei jedem Beispiel 10/10. Ein Abblättern wurde bei den in Fig. 4 als Typ B dargestellten Positionen erzeugt.

Bei den Vergleichsbeispielen 3 und 4 betrugen die Rillen radien der Innenlaufringe 59% bzw. 60% des Kugeldurchmessers, was derart groß war, daß der auf den Innenlaufring wirkende Differenzschlupf vermindert wurde, während der Berührflächen druck zunahm. Dementsprechend wurde ein Abblättern bei dem In nenlaufring häufig derart erzeugt, daß dieses 10/10 betrug. Daher betrugen die L10-Lebensdauern 20 Stunden und 11 Stunden, was 1/2 der Berechnungs-Lebensdauer oder weniger war.

Was die Vergleichsbeispiele 5 und 6 anbelangt, so waren die Lebensdauern länger als diejenigen bei den anderen Ver gleichsbeispielen. Die Oberflächenhärte der Laufringe war je doch derart niedrig, daß diese HRC 56 betrug, so daß die L10- Lebensdauern 67 Stunden und 54 Stunden betrugen, was kürzer als diejenigen bei den Erfindungsbeispielen war.

Trotz jedem der oben erwähnten Erfindungsbeispiele wurden Rillenkugellager in beispielhafter Weise als Kugellager erläu tert. Diese Lager können jedoch durch Schrägkugellager, Pen delkugellager oder Druckkugellager ersetzt werden. In diesen Fällen ist es auch möglich, eine ähnliche Wirkung zu erhalten.

Obwohl zwei Arten von Lagerstählen, welche einer gewöhnli chen Wärmebehandlung unterzogen wurden, bei den oben erwähnten Erfindungsbeispielen verwendet wurden, kann eine Maßstabili sierungsbehandlung auf die Lagerstähle angewandt werden, um die Arbeitsleistung der Lager weiter zu verbessern. Ferner ist es, selbst wenn der Lagerstahl durch einen Einsatzstahl er setzt wird, möglich, eine ähnliche Wirkung zu erhalten.

Als nächstes zeigt Tabelle 4 die Ergebnisse der Lagerle bensdauer-Prüfungen, wenn das in Tabelle 2 dargestellte naphthenische Mineralöl als Schmieröl verwendet wurde. Die La ger der Erfindungsbeispiele 1, 5 und 10 und die Lager der Ver gleichsbeispiele 1, 3 und 5 wurden für die Lebensdauerprüfun gen verwendet. Das Prüfverfahren und die Prüfbedingungen wur den denjenigen in dem Fall, bei welchem das kommerzielle syn thetische Reibungsöl verwendet wurde, angeglichen.

Tabelle 4

Wie aus Tabelle 4 zu ersehen, fand bei keinem Laufring bei den Erfindungsbeispielen 1, 5 und 10 ein Abblättern statt, selbst wenn die Zeit der L10-Lebensdauern 200 Stunden erreich te.

Demgegenüber wurde bei dem Vergleichsbeispiel 3 der Be rührflächendruck bei dem Innenlaufring derart hoch, daß ein Abblättern bei dem Innenlaufring stattfand. Ferner betrug die L10-Lebensdauer 64 Stunden, was etwa 3 mal so lang wie die L10-Lebensdauer in dem Fall war, bei welchem das kommerzielle synthetische Reibungsöl verwendet wurde.

Bei dem Vergleichsbeispiel 5 betrug die Oberflächenhärte des Laufrings HRC 56, was derart niedrig war, daß die nahe Um gebung der Laufringoberfläche dazu neigte, plastisch defor miert zu werden. Die L10-Lebensdauer betrug 118 Stunden, was etwa zweimal so lang wurde wie die L10-Lebensdauer in dem Fall, bei welchem das kommerzielle synthetische Reibungsöl verwendet wurde. Der Grund hierfür war, daß die Tangential kraft durch Verwendung des naphthenischen Mineralöls mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten vermindert wurde, so daß eine Verminderung einer Äquivalenzbelastung bei einer Rollbeanspru chung die L10-Lebensdauer beeinflußte.

Bei dem Vergleichsbeispiel 1 fand kein Abblättern statt, selbst wenn die Zeit der L10-Lebensdauern 200 Stunden erreich te. Der Grund hierfür war, daß kein Abblättern bei frühen Stu fen stattfindet, wenn der Reibungskoeffizient einen niedrigen Wert von nicht mehr als 0,06 annimmt.

Unter der Bedingung, daß die Verwendungstemperatur 150°C oder mehr erreicht, ist es zu bevorzugen, daß ein Lager ver wendet wird, welches einer Maßstabilisierungsbehandlung unter zogen wurde.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, werden erfin dungsgemäß die Rillenradien von Laufringen derart festgelegt, daß ein auf ein Kugellager wirkender Schlupf vermindert werden kann, während der maximale Berührflächendruck unter der Bedin gung vermindert werden kann, daß ein Schmieröl mit einem hohen. Reibungskoeffizienten als Mittel verwendet wurde. Es ist daher möglich, ein Abblättern bei frühen Stufen gut zu verhindern. Es ist ein Ergebnis, daß eine Wirkung erhalten werden kann, daß es möglich ist, eine lange Lebensdauer des Kugellagers in einer Umgebung zu realisieren, bei welcher ein Schmieröl mit einem hohen Reibungskoeffizienten verwendet wird.

Ferner ist es nicht notwendig, die Laufringe aus einem teuren Pulverschnellstahl mit einer Härte von HRC 65 oder mehr zu bilden. Es ist daher möglich, eine Wirkung zu erhalten, daß die Kosten des Kugellagers vermindert werden können.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der japanischen Pa tentanmeldung Nr. Hei. 10-239 142, welche durch Bezugnahme in die vorliegende Schrift aufgenommen ist.

Während eine Beschreibung in Verbindung mit dem bevorzug ten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgte, ist es bei Fachkenntnis offensichtlich, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen dabei vorgenommen werden können, ohne von der Er findung abzuweichen, und es ist daher beabsichtigt, in den beigefügten Ansprüchen alle derartigen Änderungen und Abwand lungen abzudecken, welche sich innerhalb des echten Wesens und Umfangs der Erfindung befinden.

Claims

1. Kugellager, umfassend:
einen Festlaufring;
einen Drehlaufring;
eine Vielzahl von Kugeln, welche zwischen dem Festlaufring und dem Drehlaufring angeordnet sind; und
ein Schmieröl, welches in einem Raum zwischen dem Fest laufring und dem Drehlaufring angeordnet ist,
wobei das Schmieröl einen Reibungskoeffizienten von 0,07 oder mehr unter Bedingungen, daß ein Schlupffaktor 5% beträgt und eine Tempe ratur 40°C beträgt, aufweist,
wobei ein Rillenradius des Drehlaufrings derart festgelegt ist, daß sich dieser in einem Bereich von 0,53 Dw bis 0,58 Dw unter Einschluß von beidem befindet, wobei Dw einen Kugel durchmesser bezeichnet, und mindestens entweder der Fest laufring oder der Drehlaufring eine Härte in einem Bereich von HRC 58 bis HRC 64 unter Einschluß von beidem aufweist.

2. Kugellager nach Anspruch 1, wobei ein Rillenradius des Festlaufrings derart festgelegt ist, daß sich dieser in einem Bereich von 0,52 Dw bis 0,58 Dw unter Einschluß von bei dem befindet, wobei Dw einen Kugeldurchmesser bezeichnet.

3. Kugellager nach Anspruch 1, wobei ein Rillenradius des Festlaufrings derart festgelegt ist, daß sich dieser in einem Bereich von 0,53 Dw bis 0,58 Dw unter Einschluß von bei dem befindet, wobei Dw einen Kugeldurchmesser bezeichnet.

4. Kugellager nach Anspruch 1, wobei der Rillenradius des Drehlaufrings größer als der Rillenradius des Fest laufrings gemacht wird.

5. Kugellager nach Anspruch 2, wobei der Rillenradius des Drehlaufrings größer als der Rillenradius des Fest laufrings gemacht wird.

6. Kugellager nach Anspruch 3, wobei der Rillenradius des Drehlaufrings größer als der Rillenradius des Fest laufrings gemacht wird.

7. Kugellager nach Anspruch 1, wobei der Drehlaufring ein Innenlaufring ist und der Festlaufring ein Außenlaufring ist.

8. Kugellager nach Anspruch 2, wobei der Drehlaufring ein Innenlaufring ist und der Festlaufring ein Außenlaufring ist.

9. Kugellager nach Anspruch 3, wobei der Drehlaufring ein Innenlaufring ist und der Festlaufring ein Außenlaufring ist.