DE212012000269U1 - Wälzlager und Folientransportvorrichtung - Google Patents

Abstract

Wälzlager, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Innenring, einen Außenring, mehrere Wälzkörper und einen ringförmigen Käfig aufweist, wobei der Käfig gebildet wird, indem eine PTFE (Polytetrafluorethylen) enthaltende Harzzusammensetzung mit PP (Polypropylen) oder einem PP-Copolymer (Copolymer aus Propylen und einem anderen Olefin) als Hauptbestandteil, durch Formpressen hergestellt und anschließend mechanisch bearbeitet wird, die Käfigführungsart eine Spurringführung ist, und auf der Spurfläche des Innenrings und des Außenrings sowie auf der Rollfläche der Wälzkörper ein Schmiermittel so aufgetragen ist, dass sich eine Menge zwischen ≥ 1,0 g und ≤ 10 g pro 1 m2 Gesamtoberfläche ergibt.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Neuerung betrifft ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, mehreren Wälzkörpern und einem Käfig, insbesondere ein Wälzlager, das hervorragend geeignet ist, um bei einer Folientransportvorrichtung die Drehachsen von sich durch die Reibung mit einer Folie drehenden Nachlaufwalzen zu lagern, sowie eine Folientransportvorrichtung mit diesem Wälzlager.
• Hintergrundtechnologie
• Folien werden als Material z. B. für Flachbildschirme oder Solarzellen verwendet. Lichtemission bzw. Stromerzeugung werden bei diesen Anwendungen dadurch erreicht, dass Folien aus verschiedenen Materialien laminiert werden. Hierfür wurden dünne Folien entwickelt, wobei es sogar Folien mit einer Dicke von nur einigen 10 μm gibt. Unterschiedliche Dicken und Längen der Folien führen zur Entstehung von Mängeln bei der Laminierung, was zu mangelhaften Produkten führt.
• 11 ist eine Schrägansicht, die einen Teil einer Folientransportvorrichtung 73 zeigt. Wie in der Figur dargestellt, wird eine Folie 70 unterstützt von mehreren, zueinander parallel angeordneten Transportwalzen 71 transportiert. Die Transportwalzen 71 drehen sich um den Mittelpunkt von Drehachsen. An den jeweiligen Drehachsen sind Wälzlager 72 angebracht.
• Bei den Transportwalzen 71 handelt es sich um Antriebswalzen, die der Folie 70 Antriebskraft verleihen, und Nachlaufwalzen, die sich aufgrund der zwischen ihnen und dem sich bewegenden Folie 70 entstehenden Reibung drehen. Die Anzahl der Nachlaufwalzen ist dabei größer als die der Antriebswalzen. Die Nachlaufwalzen sind so angeordnet, dass Folie 70 störungsfrei transportiert wird, wozu durch Änderung der relativen Position zu den vorderen und hinteren Walzen der Winkel der Folienoberfläche zur vertikalen Richtung verändert wird.
• Da sich die Nachlaufwalzen nur durch die Reibung mit Folie 70 drehen, ist es wichtig, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Walzenoberfläche gleich der Laufgeschwindigkeit der Folie 70 ist. Hierfür ist es erforderlich, dass sich die Nachlaufwalzen mit einer von Folie 70 verliehenen, sehr kleinen Kraft in tangentialer Richtung der Nachlaufwalzen zu drehen beginnen und sich gleichmäßig weiterdrehen. Folglich wird von den die Drehachsen der Nachlaufwalzen unterstützenden Wälzlagern 72 ein niedriges kinetisches Reibungsdrehmoment und eine hohe Haltbarkeit gefordert.
• Als Wälzlager werden im Allgemeinen Rillenkugellager mit einem Bandkäfig verwendet. Aufgrund ihres hohen kinetischen Reibungsdrehmoments, eignen sich diese jedoch nicht als Wälzlager 72 für den vorliegenden Zweck.
• In der Patentliteratur 1 ist ein Käfig in Form einer Lagerringführung angegeben, der in einer Ringform aus Kunststoff geformt wird und mehrere Taschen aufweist, die nacheinander mehrere in Kreisumfangsrichtung nebeneinander liegende Wälzkörper enthalten. Dort ist ferner angegeben, dass als Material für den Käfig ein Kunststoff verwendet wird, der ein festes Schmiermittel enthält, und dessen Krümmungselastizitätskoeffizient und kinetischer Reibungskoeffizient in einem bestimmten Bereich liegen, sodass ein Anstieg des Drehmoments des Wälzlagers unterdrückt und die Haltbarkeit verbessert wird.
• Konkret beträgt der Bereich des Krümmungselastizitätskoeffizienten (Biegemoduls) des Materials 600 bis 2000 Mpa und der kinetische Reibungskoeffizient 0,2 oder weniger. Durch einen angemessenen Krümmungselastizitätskoeffizienten wird dabei die Ringform des Käfigs aufrechterhalten und eine Verschlechterung der Laufeigenschaften verhindert, indem verhindert wird, dass es leicht zu Deformierungen des Käfigs während des Lagerumlaufs kommt. Aufgrund des niedrig eingestellten kinetischen Reibungskoeffizienten wird ferner ein Anstieg des kinetischen Reibungsdrehmoments des Lagers unterdrückt.
• Im Allgemeinen ist es jedoch so, dass wenn im Inneren des Lagers ein feuchtes Schmiermittel, z. B. Schmierfett aufgetragen wird, selbst bei geringen Auftragungsmengen, häufig das Schmiermittel zwischen den Käfig und die weiteren Lagerteile gelangt, während ein direkter Kontakt zwischen Käfig und den weiteren Lagerteilen selten ist. Deshalb ist die Wirkung dieses Zahlenwerts auf das Wälzlagerdrehmoment gering. Folglich ist selbst bei einer Verwendung des Käfigs gemäß der Patentliteratur 1 als Käfig für das Wälzlager von Nachlaufwalzen für die Folientransportvorrichtung 73, die Drehmomentsenkung gering.
• Wenn andererseits der Käfig des Wälzlagers aus Kunststoff mit einer geringen Dicke (radiale Abmessung des Rings) besteht und es sich bei der Führungsart um eine Wälzkörperführung handelt, wird die Kreisform des Käfigs durch Krafteinwirkung seitens der Wälzkörper beeinträchtigt, wodurch die Laufeigenschaften negativ beeinflusst werden können.
• In der Patentliteratur 2 ist offenbart, dass am Käfig eines Kugellagers gerade Taschen (Taschen deren Durchmesser in Dickenrichtung unverändert ist) und Kugelführungstaschen (verjüngte Taschen, deren Durchmesser sich in Dickenrichtung verändert) abwechselnd angeordnet sind, wodurch die Kraft der Kugeln gedämpft wird, Verformungen des Käfigs reduziert werden und ein Ansteigen des Drehmoments unterdrückt wird.
• Mittels der in der Patentliteratur 2 angegebenen Technik wird die Wirkung, ein Ansteigen des Drehmoments eines Lagers zu unterdrücken, jedoch nur erzielt, wenn es sich z. B. bei dem Käfig um ein leicht verformbares Dünnlager handelt, oder wenn die auf das Lager wirkenden radialen Kräfte groß sind.
• Dokumente zum Stand der Technik
• Patentliteratur
• Patentliteratur 1: JP 2011-226623
• Patentliteratur 2: JP 2012-021610
• Beschreibung der Erfindung
• Technische Aufgabe
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Wälzlagers, mit einem gegenüber einem herkömmlichen Wälzlager reduzierten kinetischen Reibungsdrehmoment.
• Lösung der Aufgabe
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Wälzlager gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Wälzlager handelt, das einen Innenring, einen Außenring, mehrere Wälzkörper und einen ringförmigen Käfig aufweist, wobei der Käfig gebildet wird, indem eine PTFE (Polytetrafluorethylen) enthaltende Harzzusammensetzung mit PP (Polypropylen) oder ein PP-Copolymer (Copolymer aus Propylen und einem anderen Olefin) als Hauptbestandteil durch Formpressen hergestellt und anschließend mechanisch bearbeitet wird, die Käfigführungsart eine Spurringführung (Innenringführung oder Außenringführung) ist, und auf der Spurfläche des Innenrings und des Außenrings sowie auf der Rollfläche der Wälzkörper ein Schmiermittel so aufgetragen ist, dass sich eine Menge zwischen ≥ 1,0 g und ≤ 10 g pro 1 m² Gesamtoberfläche ergibt.
• Bei dem Wälzlager dieser Form wird auf die Spurfläche des Innenrings und des Außenrings sowie auf die Rollfläche der Wälzkörper ein Schmiermittel so aufgetragen, dass sich eine Menge zwischen ≥ 1,0 g und ≤ 10 g (bevorzugt ≤ 4,0 g) pro 1 m² Gesamtoberfläche ergibt (Minimalmengenschmierung). Dadurch kann das Drehmoment niedrig gehalten werden.
• Der Käfig besteht aus einer PTFE enthaltenden Harzzusammensetzung und hat als Hauptbestandteil PP oder ein PP-Copolymer. Im Vergleich zu einem Käfig aus einer Harzzusammensetzung mit Polyamid als Hauptbestandteil, kann daher das kinetische Reibungsdrehmoment des Lagers unter Minimalmengenschmierung reduziert werden. Polyamide werden üblicherweise als Material für Käfige aus Kunststoff verwendet.
• D. h., da PTFE hervorragende wasserabweisende Eigenschaften besitzt, bleibt bei einem Käfig, der aus einer PTFE enthaltenden Harzzusammensetzung besteht, unter einer Minimalmengenschmierung das Schmiermittel auf den Wälzkörpern haften, ohne dass an den Wälzkörpern in den Taschen filmartig anhaftendes Schmiermittel in die Taschen übertritt. Dadurch wird ein nahezu berührungsfreier Zustand von Wälzkörpern und Taschenflächen bewahrt und der Reibungswiderstand zwischen Wälzkörpern und Käfig unter Minimalmengenschmierung verringert.
• Der Käfig wird ferner gebildet, indem eine PTFE enthaltende Harzzusammensetzung mit PP oder einem PP-Copolymer als Hauptbestandteil durch Formpressen hergestellt und anschließend mechanisch bearbeitet wird. Im Vergleich zu einem Käfig, der unter Verwendung derselben Harzzusammensetzung nur durch Formpressen hergestellt wird, kann dadurch das kinetische Reibungsdrehmoment des Wälzlagers reduziert werden.
• Beim Formpressen wird die Harzzusammensetzung, die sich bei der Formung nahe der Formoberfläche befindet, zur Außenschicht (Oberflächenschicht) des Formpressteil. Beim Formpressen einer PTFE enthaltenden Harzzusammensetzung mit PP oder einem PP-Copolymer als Hauptbestandteil, sammelt sich das PTFE innerhalb der Harzzusammensetzung gewöhnlich in der Außenschicht des Formpressteil an, wird zu großen Teilchen und liegt inhomogen vor.
• Bei dem das Wälzlager der vorliegenden Form bildenden Käfig, wird das beim Formpressen beispielsweise in eine Säulen- oder eine Zylinderform gebrachte Formpressteil mechanisch bearbeitet und dadurch in die endgültige Käfigform gebracht. Zu diesem Zweck wird die beim Formpressen entstandene Außenschicht durch die mechanische Bearbeitung entfernt und ein gegenüber der Außenschicht weiter innen liegender Teil erscheint als Taschenoberfläche. In dem direkt unterhalb der Außenschicht des Formpressteil liegenden Teil (gegenüber der Außenschicht weiter innen liegender Teil) liegt PTFE als festes Schmiermittel in nahezu gleicher Körnergröße inselförmig und homogen vor, sodass die wasserabweisenden Eigenschaften dieses Teils homogen sind. Da der Teil direkt unterhalb der Außenschicht zur Taschenoberfläche wird, sind auch die wasserabweisenden Eigenschaften der Taschenoberfläche homogen.
• Der Abstand zwischen dem inselförmig auf der Taschenoberfläche vorliegenden PTFE beträgt einige 10 bis einige 100 μm, sodass die Taschenoberfläche eine Vielzahl wasserabweisender Teile (Stellen mit PTFE) aufweist. Feuchtes Schmiermittel wird von den wasserabweisenden Teilen der Taschenoberfläche abgestoßen und in eine partikuläre Form überführt. Dies führt dazu, dass auf das Innere des Wälzlagers der vorliegenden Form aufgetragenes Schmiermittel mehrheitlich als Schmiermittelpartikel auf der Taschenoberfläche vorliegt. Da die Schmiermittelpartikel jeweils einen statischen Druck besitzen, wird der Kontakt zwischen Taschenoberfläche und Wälzkörper verringert. Folglich wird bei dem Wälzlager der vorliegenden Form der Reibungswiderstand infolge des Gleitens zwischen den Taschen des Käfigs und den Wälzkörpern verringert.
• Andererseits wird bei einem Käfig, der nur mittels Formpressen gebildet wird, die Außenschicht zur Taschenoberfläche. Dadurch sammelt sich das PTFE auf der Taschenoberfläche an, wird zu großen Teilchen und liegt inhomogen vor. Dadurch kann es sowohl vorkommen, dass in der Taschenoberfläche wasserabweisende Teile inhomogen vorliegen (Stellen mit PTFE), als auch, dass Taschen ohne wasserabweisende Teile auf der Oberfläche existieren. In beiden Fällen ist es unwahrscheinlich, dass das Schmiermittel auf der Taschenoberfläche als Schmiermittelpartikel vorliegt. Die Wälzkörper kommen daher leicht in Kontakt mit der Taschenoberfläche, sodass sich der Reibungswiderstand infolge des Gleitens zwischen den Taschen des Käfigs und den Wälzkörpern erhöht.
• Da es sich bei der Führungsart des Käfigs bei dem Wälzlager der vorliegenden Form ferner um eine Spurringführung handelt, gleiten zwar der Käfig und der Spurring (Innenring oder Außenring), wie vorstehend beschrieben, aufeinander, jedoch kann durch die Spezifizierung des Materials des Käfigs und seines Herstellungsverfahrens das kinetische Reibungsdrehmoment verringert werden.
• Das Wälzlager der vorliegenden Form hat eine Anzahl von Wälzkörpern, die einer Zahl zwischen ≥ 70% und ≤ 90% der maximalen Anzahl entspricht, und sein kinetisches Reibungsdrehmoment kann im Vergleich zu einem Wälzlager, das eine andere Anzahl von Wälzkörpern hat, weiter verringert werden.
• Die maximale Anzahl von Wälzkörpern, die das Wälzlager aufweisen kann, wird durch die Maße der zusammengesetzten Innenringe und Außenringe bestimmt. Ferner ist die maximale Anzahl, die Anzahl von Wälzkörpern, die ein normales Wälzlager aufweist. Hierfür gibt es folgenden Grund. Je größer die Anzahl der Wälzkörper ist, um so leichter verteilen sich die auf das Wälzlager wirkenden Kräfte, wodurch die auf der Metallermüdung des Lagers basierende Lebensdauer wirkungsvoll verbessert werden kann.
• Andererseits nimmt die Häufigkeit der elastischen Verformung von Innenring und Außenring beim Passieren der Wälzkörper ab, je geringer die Anzahl der Wälzkörper ist, sodass sich das kinetische Reibungsdrehmoment des Wälzlagers verringert. Ist jedoch die Anzahl der Wälzkörper zu gering, nimmt die Wälzkörperreihe eine Polygonform an und ähnelt nicht mehr einer Kreisform und die Laufeigenschaften des Wälzlagers werden beeinflußt. Entspricht die Anzahl der Wälzkörper einer Zahl zwischen ≥ 70% und ≤ 90% der maximalen Anzahl, kann das kinetische Reibungsdrehmoment unter Aufrechterhaltung guter Laufeigenschaften des Wälzlagers verringert werden. Bei einer Folientransportvorrichtung wird als Wälzlager zur Unterstützung der Drehachsen von Nachlaufwalzen, die sich durch die Reibung mit einer Folie drehen, häufig ein Dünnlager (Radiallager der Maßreihe 08 und 09) mit dem Lagerinnendurchmesser d, dem Lageraußendurchmesser D und der Lagerbreite t verwendet, das die nachstehende Formel (1) erfüllt. ((D – d)/2)/t ≤ 1,07 (1)
• Dieses Dünnlager hat im Vergleich zu einem Wälzlager, das die vorstehende Formel (1) nicht erfüllt, bei gleichem Innendurchmesser einen kleineren Außendurchmesser. Dies ermöglicht einen kleinerer Lagerkasten. Ferner können bei einer Folientransportvorrichtung mit vielen Nachlaufwalzen, die benachbarten Nachlaufwalzen dichter angeordnet werden. Folglich kann durch die Verwendung eines die vorstehende Formel (1) erfüllenden Dünnlagers als Wälzlager zur Unterstützung der Drehachsen von Nachlaufwalzen einer Folientransportvorrichtung, die Installationsfläche der gesamten Folientransportvorrichtung verkleinert werden.
• Da ferner bei diesem Dünnlager der Innenraum in diametraler Richtung eng ist, verglichen mit einem Wälzlager, das die vorstehende Formel (1) nicht erfüllt, haben die angeordneten Wälzkörper einen geringen Durchmesser und die maximale Anzahl der Wälzkörper ist groß. Selbst wenn die Anzahl der Wälzkörper von der maximalen Anzahl der Wälzkörper verringert wird, werden die Laufeigenschaften des Wälzlagers dadurch kaum beeinflusst. Weist daher das Wälzlager der vorliegenden Form eine Anzahl von Wälzkörpern auf, die ≥ 70% und ≤ 90% der maximalen Anzahl entspricht, ist durch das Erfüllen der vorstehenden Formel (1) eine Verschlechterung der Laufeigenschaften des Wälzlagers kontrollierbar.
• Das Wälzlager der vorliegenden Form ist ideal für die Lagerung von Drehachsen von sich durch die Reibung mit einer Folie drehenden Nachlaufwalzen einer Folientransportvorrichtung. Als Folientransportvorrichtung kann eine solche mit den nachstehenden Merkmalen (a) und (b) angeführt werden.
• (a) Aufweisen von mehreren, zueinander parallel angeordneten Transportwalzen, die die Folie stützen und transportieren, und einem Wälzlager, das die Antriebsachsen der Transportwalzen unterstützt.
• (b) Transportwalzen, bestehend aus Antriebswalzen, die der Folie Antriebskraft verleihen, und Nachlaufwalzen, die sich aufgrund der zwischen ihnen und der transportierten Folie entstehenden Reibung drehen.
• Die Verwendung des Wälzlagers der vorliegenden Form als Wälzlager zur Lagerung von Nachlaufrollen einer Folientransportvorrichtung mit den vorstehenden Merkmalen (a) und (b) ist aufgrund der oben angegebenen Vorteile zweckmäßig.
• Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
• Durch die vorliegende Erfindung kann ein Wälzlager mit einem geringeren kinetische Reibungsdrehmoment als bei einem herkömmlichen Wälzlager bereitgestellt werden.
• Kurze Erläuterung der Zeichnungen
• 1 ist eine Schnittzeichnung, die ein Wälzlager gemäß einer Ausführungsform darstellt.
• 2 Ist eine Frontansicht, die den Käfig zeigt, der das Wälzlager von 1 bildet.
• 3 ist eine schematische Darstellung, die die bei den Ausführungsbeispielen verwendete Prüfungsvorrichtung für die Messung der Tangentialkräfte darstellt.
• 4 ist eine graphische Darstellung des kinetischen Reibungsdrehmomentwert in Abhängigkeit von der Zeit.
• 5 ist eine graphische Darstellung des kinetischen Reibungsdrehmoments in durchgeführten Versuchen. Die y-Achse zeigt den Nominalwert des kinetischen Reibungsdrehmoments nach Ablauf von 15 Minuten und die x-Achse die Schwankungsbreite dieses Drehmomentwertes.
• 6 ist eine graphische Darstellung, die das Prüfungsergebnis des im ersten Ausführungsbeispiel untersuchten kinetischen Reibungsdrehmoments darstellt. Die y-Achse zeigt den Nominalwert des kinetischen Reibungsdrehmoments nach Ablauf von 15 Minuten und die x-Achse die Schwankungsbreite dieses Drehmomentwertes.
• 7 ist eine schematische Darstellung, die die in den Beispielen verwendete Prüfungsvorrichtung zur Messung der Partikel darstellt.
• 8 ist eine graphische Darstellung, die das Ergebnis der beim ersten Ausführungsbeispiel durchgeführten Partikelmessung darstellt.
• 9 ist eine graphische Darstellung, die das Prüfungsergebnis des im zweiten Ausführungsbeispiel untersuchten kinetischen Reibungsdrehmoments darstellt. Die y-Achse zeigt den Nominalwert des kinetischen Reibungsdrehmoments nach Ablauf von 15 Minuten und die x-Achse die Schwankungsbreite dieses Drehmomentwertes.
• 10 ist eine graphische Darstellung, die das Ergebnis der beim zweiten Ausführungsbeispiel durchgeführten Partikelmessung darstellt.
• 11 ist eine Schrägansicht, die einen Teil der Folientransportvorrichtung darstellt.
• Ausführungsformen
• Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
• 1 ist eine Schnittzeichnung, die ein Wälzlager einer Ausführungsform darstellt.
• Das Wälzlager dieser Ausführungsform besteht aus einem Innenring 1, einem Außenring 2, 15 Kugeln (Wälzkörpern) 3, einem kronenförmigen Käfig 4 und einer Abschirmplatte 5. Die maximale Anzahl der Kugeln 3 bei diesem Wälzlager beträgt 21.
• Im zentralen Bereich der Außenumfangsfläche 11 des Innenrings 1 ist axial eine Innenring-Führungsrille (Führungsfläche des Innenrings) 12 gebildet. An beiden Enden 13 sind in axialer Richtung der Außenumfangsfläche 11 des Innenrings 1 kleindiametrische Teile mit einer an die Mittenbohrung 51 einer Abschirmplatte 5 angepassten Abmessung gebildet. Im zentralen Bereich der Innenumfangsfläche 21 des Außenrings 2 ist axial eine Außenring-Führungsrille (Führungsfläche des Außenrings) 22 gebildet. An beiden Enden der Innenumfangsfläche 21 des Außenrings 2 ist in axialer Richtung eine Befestigungsrille 23 für die Abschirmplatte 5 gebildet.
• Der Innenring 1, der Außenring 2 und die Kugeln 3 werden unter Verwendung eines aus SUJ2 oder SUS440C bestehenden Materials mittels gewöhnlicher Methoden hergestellt.
• Auf die Oberfläche der Innenring-Führungsrille 12, der Außenring-Führungsrille 22 und der Kugeln 3 (Wälzflächen) wird ein Schmiermittel aufgetragen, dessen Menge ≥ 1,0 g und ≤ 10 g pro 1 m² der Gesamtoberfläche (S) liegt. Diese Auftragung des Schmiermittels in minimaler Menge kann mittels eines Verfahrens, bei dem die Innenring-Führungsrille 12, die Außenring-Führungsrille 22 und die Kugeln 3 in das Schmiermittel eingetaucht und hochgezogen werden, oder ein Verfahren, bei dem auf die Oberfläche der Innenring-Führungsrille 12, der Außenring-Führungsrille 22 und der Kugeln 3 das Schmiermittel aufgesprüht wird, durchgeführt werden. Die tatsächliche Auftragungsmenge kann ferner berechnet werden, indem die Massedifferenz des Wälzlagers vor und nach der Schmiermittelauftragung durch die Gesamtoberfläche S dividiert wird.
• Der Käfig 4 wird unter Verwendung eines PTFE enthaltenden Kunststoffs mit PP oder einem PP-Copolymer als Hauptbestandteil dadurch gebildet, dass nach dem Formpressen eine mechanische Bearbeitung durchgeführt wird.
• Der Käfig 4 ist, wie in 2 dargestellt, ein Ringkörper, der in Ringumfangsrichtung im gleichen Abstand 15 Taschen 41 aufweist. Die jeweiligen Taschen 41 sind in axialer Richtung an einem Ende offen. Das Öffnungsmaß B der Öffnung 42 ist kleiner als der Durchmesser der Kugeln 3 (vgl. 1). Die Kugeln 3 werden unter elastischer Verformung der Öffnung 42 in die Taschen 41 eingeführt. Dadurch werden die Kugeln 3 so gehalten, dass sie nicht aus den Taschen 41 herausfallen. Die jeweiligen Taschen 41 des Käfigs 4 bestehen aus einer zu den Kugeln 3 konzentrischen, kreisbogenförmigen Wälzkörper-Haltefläche 41.
• Bei der Führungsart des Käfigs 4 handelt es sich um eine Spurringführung (Innenring in 1), wobei die Innenumfangsfläche des Käfigs 4 gegen die Außenumfangsfläche 11 des Innenrings 1 schleift.
• Die Abschirmplatte 5 (vgl. 1) wird durch Pressen eines aus SPCC oder SUS304 bestehenden Stahlblechs erhalten.
• Das Wälzlager dieser Ausführungsform wird einer Minimalmengenschmierung unterzogen. Der Käfig 4 wird gebildet, indem eine PTFE enthaltende Harzzusammensetzung mit PP oder einem PP-Coplymer als Hauptbestandteil durch Formpressen hergestellt und anschließend mechanisch bearbeitet wird. Auch wenn es sich um ein Wälzlager mit einer Spurringführung als Führungsart für den Käfig handelt, können daher die guten Laufeigenschaften bewahrt werden, während das kinetische Reibungsdrehmoment gesenkt wird. Ist die Anzahl der Kugeln 3 mit 15 Stück (71%) geringer als die maximale Anzahl von 21 Stück, kann das kinetische Reibungsdrehmoment weiter gesenkt werden. Die vorliegende Ausführungsform wurde anhand eines Kugellagers mit Kugeln als Wälzkörper diskutiert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf ein Kugellager beschränkt, sondern kann auch auf ein Wälzlager, bei dem die Wälzkörper röhrenförmige oder konische Rollen (Walzen) sind, angewandt werden. Bei einem Wälzlager ist die Wälzfläche die Umlauffläche, sodass die Randflächen der Rollen in der Oberflächengröße der Wälzkörper, die in die Gesamtoberflächengröße eingerechnet wird, nicht enthalten sind.
• Ausführungsbeispiele
• Beispiel 1
• In Beispiel 1 werden die Unterschiede des kinetischen Reibungsdrehmoments des Wälzlagers und der Anzahl der entstehenden Partikel aufgrund von unterschiedlichen Materialien des Käfigs und unterschiedlichen Schmiermittelmengen untersucht.
• <Prüfung des kinetischen Reibungsdrehmoments>
• Als Wälzlager von 1 wird ein Rillenkugellager mit der Lagernummer 6200 verwendet und ein Test durchgeführt, bei dem mittels des nachstehenden Verfahrens das kinetische Reibungsdrehmoment untersucht wurde. Die Maße sind wie folgt: Der in 1 dargestellte Lagerinnendurchmesser beträgt d = 10 mm, der Lageraußendurchmesser D = 32 mm und die Lagerbreite t = 9 mm.
• Der Innenring 1 und der Außenring 2 wurden aus SUJ2 mittels eines herkömmlichen Verfahrens hergestellt. Die Kugeln 3 wurden aus SUJ2 mittels eines herkömmlichen Verfahrens hergestellt. Die Anzahl der Kugeln 3 entspricht der üblichen Anzahl (maximale Anzahl) von 8 Stück. Die Abschirmplatte 5 wurde durch Pressen eines Stahlblechs aus SPCC erhalten.
• Als Käfig bereitgestellt wurde einmal ein solcher (Käfig A), der die gleiche Form hat wie bei 2, jedoch 8 Taschen aufweist, und der erhalten wurde, indem eine Harzzusammensetzung aus einem PP-Copolymer und PTFE (Massenverhältnis von PP-Copolymer zu PTFE = 90:10) nach einer Kompressionsformung mechanisch bearbeitet wurde, und ein solcher (Käfig B), der durch Spritzgießen einer Kunststoffzusammensetzung aus Nylon 66 und Kohlefasern (Massenverhältnis von Nylon 66 zu Kohlefasern = 85:15) erhalten wurde.
• Bereitgestellt wurde
  PP-Copolymer: Ethylen/Propylen-Copolymer „SunAllomer PB222A”, ein Produkt der Firma SunAllomer Ltd.
  PTFE: „7A”, ein Produkt der Firma Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., durchschnittliche Partikelgröße 34 μm
  Nylon 66: „UBE Nylon 66”, ein Produkt der Firma UBE Industries, Ltd.
  Kohlefasern: „KURECA CHOP M-102S”, ein Produkt der Firma KUREHA Corporation, durchschnittlicher Faserdurchmesser 14,5 μm, Länge 0,2 mm und als Schmierfett clean-room geeignetes Lithium-Schmierfett („LG2”, ein Produkt der Firma NSK).
• Zunächst wurden als Referenzbeispiele unter Verwendung der Käfige A und B jeweils vier Lager montiert und mit Schmierfett einer Menge, die 30 Vol.-% des Lagerraums entspricht, aufgefüllt.
• Es erfolgte eine Prüfung, indem an der in 3 dargestellten Prüfvorrichtung als Prüflager 61 je zwei Wälzlager mit dem gleichen Käfig angebracht wurden. Nach der Anbringung von zwei von vier einen Käfig A aufweisenden Lagern, erfolgte eine erste Prüfung und nach Anbringung der restlichen zwei Lagern eine zweite Prüfung. Ebenso erfolgte nach Anbringung von zwei von vier einen Käfig B aufweisenden Lagern, eine erste Prüfung und nach Anbringung der restlichen zwei Lager eine zweite Prüfung.
• Die Prüfvorrichtung von 3 weist eine horizontal angeordnete Drehachse 60 auf, die an einer nicht dargestellten Drehantriebsvorrichtung befestigt ist, zwei Lagerhalter 62, die zwischen zwei Prüflagern 61 angeordnet sind, eine Vorspannfeder 63, einen Faden 64, dessen eines Ende an einem Lagerhalter 62 befestigt ist, und einen Kraftmesser 65, an dem das andere Ende des Fadens 64 befestigt ist. Die Innenringe der zwei Prüflager 61 sind an der Drehachse 60 befestigt, während außen an den Außenringen der Lagerhalter 62 befestigt ist. An die Innenringe wird über die Vorspannfeder 63 eine Vorspannkraft (Axialkraft) angelegt. Der Faden 64 erstreckt sich tangential vom Mittelpunkt der Außenringe der beiden Prüflager 61.
• Dreht sich durch die Drehung der Drehachse 60 der Innenring des Prüflagers 61, bewirkt die Reibung ein Mitdrehen des Außenrings. Die Tangentialkraft (tangentiale Kraft) dieses Mitdrehens wird mittels des Kraftmessers 65 gemessen. Da es sich bei dem Messwert um den Wert von zwei Prüflagern 61 handelt, wird durch Halbierung der Wert für eines ermittelt. Dann wird der Wert des kinetischen Reibungsdrehmoments ermittelt, indem der Radius des Lagerhalters 62 mit dem Messwert der Tangentialkraft multipliziert wird.
• Die graphische Darstellung von 4 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen dem kinetischem Reibungsdrehmomentwert und der Drehzeit. Wie in der Grafik dargestellt, weist der kinetische Reibungsdrehmomentwert eine Schwankungsbreite auf. Daher werden die Drehmomenteigenschaften in einer Grafik mit dem Nominalwert des kinetischen Reibungsdrehmoments (Durchschnittswert der gemessenen Daten) auf der y-Achse und der Schwankungsbreite auf der x-Achse verglichen. In dieser Grafik ist die Plot-Position um so näher an der unteren linken Ecke, je kleiner der Nominalwert des kinetischen Reibungsdrehmomentwertes und die Schwankungsbreite sind.
• Die Drehachse 60 wurde bei Normaltemperatur, Normaldruck und einer Drehgeschwindigkeit von 150 U/min. in eine Richtung gedreht. Nach einer Laufzeit von 15 Minuten wurde der Nominalwert (a von 4) des kinetischen Reibungsdrehmomentwertes (Gegenwert aus der Tangentialkraft) und die Schwankungsbreite untersucht und das Ergebnis in der Grafik von 5 dargestellt. Bei den Lastbedingungen handelt es sich um eine Vorspannkraft (Axialkraft) von 88,2 N (9 kgf) aufgrund der Vorspannfeder 63 und um Kräfte aufgrund des Gehäuseeigengewichts (Radialkraft).
• Wie in 5 dargestellt, gibt es keinen signifikanten Unterschied zwischen den durch die Messwerte „O” dargestellten Werten des kinetischen Reibungsdrehmoments des Lagers mit dem Käfig A (Hauptbestandteil PP-Copolymer, PTFE aufweisend) und den durch die Messwerte „Δ” dargestellten Werten des Lagers mit dem Käfig B (Hauptbestandteil Nylon 66). Dies kann darauf zurückgeführt werden, dass viel Schmiermittel im Lagerraum vorliegt und der Mischwiderstand des Schmiermittels zum Hauptfaktor für das kinetische Reibungsdrehmoment wird, sodass die Unterschiede hinsichtlich des Materials des Käfigs und des Schmierzustands in den Taschen kaum eine Rolle spielen.
• Als nächstes wurden unter Verwendung des Käfigs A jeweils zwei Lager montiert, wobei auf die Oberfläche der Innenring-Führungsrille 12, der Außenring-Führungsrille 22 und der Kugeln 3 Schmierfett in einer Menge aufgetragen wurde, die 1,0 g, 10,0 g und 11,0 g pro 1 m² von deren Gesamtoberfläche ergibt. Außerdem wurden unter Verwendung des Käfigs B jeweils zwei Lager montiert, wobei auf die Oberfläche der Innenring-Führungsrille 12, der Außenring-Führungsrille 22 und der Kugeln 3 Schmierfett in einer Menge aufgetragen wurde, die 1,0 g und 10,0 g pro 1 m² von deren Gesamtoberfläche ergibt.
• Wie bei den Referenzbeispielen dieser Lager, wurden bei der in 3 dargestellten Prüfvorrichtung als Prüflager 61 je zwei Wälzlager mit dem gleichen Käfig befestigt und eine Prüfung zur Untersuchung des kinetischen Reibungsdrehmoments der Prüflager 61 durchgeführt. Mit Ausnahme der Schmierstoffmenge erfolgte die Prüfung unter den gleichen Bedingungen wie bei den Referenzbeispielen. Das Ergebnis ist in 6 dargestellt.
• Wie die Grafik von 6 zeigt, ist bei gleicher Auftragungsmenge des Schmiermittels die Messwerte des Lagers mit dem Käfig A (PP-Käfig: Hauptbestandteil PP-Copolymer, PTFE enthaltend) gegenüber den Messwerten des Lagers mit dem Käfig B (PA-Käfig: Hauptbestandteil Nylon 66, Kohlefasern enthaltend) näher an der linken unteren Ecke liegen. D. h., man kann hieraus entnehmen, dass bei einem Käfig aus einem PTFE enthaltenden PP-Copolymer der Wert des kinetischen Reibungsdrehmoments unter Minimalmengenschmierung gegenüber einem solchen aus Kohlefasern enthaltendem Nylon 66 reduziert werden kann.
• Der Vergleich zwischen der Auftragungsmenge des Schmiermittels von 10,0 g/m² und 11,0 g/m² bei den Lagern mit dem Käfig A zeigt ferner, dass selbst eine geringe Differenz der Auftragungsmenge von 1,0 g/m² zu einem großen Unterschied des Nominalwertes des kinetischen Reibungsdrehmoments führt. Konkret handelt es sich bei den Lagern mit der Auftragungsmenge von 11,0 g/m² um ±30 N·mm. Gegenüber < 20 N·mm der Lager mit der Auftragungsmenge von 10, 0 g/m² wird der Wert also erheblich größer. Anhand dieses Ergebnisses kann man sagen, dass 10,0 g pro 1 m² der Gesamtoberfläche der Innenring-Führungsrille 12, der Außenring-Führungsrille 22 und der Kugeln 3 für die Schmiermittel-Auftragungsmenge der obere Grenzwert ist, um den Wert des kinetischen Reibungsdrehmoments unter Minimalmengenschmierung verkleinern zu können.
• <Messung der Partikelanzahl>
• Unter Verwendung des Käfigs A wurde jeweils ein Lager montiert, wobei auf die Oberfläche der Innenring-Führungsrille 12, der Außenring-Führungsrille 22 und der Kugeln 3 Schmierfett („LG2”, ein Produkt der Firma NSK) in einer Menge aufgetragen wurde, die 0,75 g, 1,0 g und 10,0 g pro 1 m² von deren Gesamtoberfläche ergibt.
• Die Lager wurden als Prüflager 81 der in 7 dargestellten Partikel-Messvorrichtung angebracht und die Anzahl der aufgrund der Drehung des Prüflagers 81 entstehenden Partikel gemessen.
• Die Messvorrichtung von 7 weist einen innen am Innenring des Prüflagers 81 befestigten Drehkörper 82, eine Drehachse 83, deren eines Ende mit einem Bolzen an dem Drehkörper 82 befestigt ist, ein Gehäuse 84 des Prüflagers 81, einen Ringkörper 85 um einen axiale Last auf den Außenring des Prüflagers 81 hinzuzufügen und eine Feder 86 auf.
• An einem ringförmigen Teil 831, das an einem Ende der Drehachse 83 gebildet ist, ist außen ein säulenförmiger Vorsprung 821 des Rotationskörpers 82 befestigt. Die Seite des anderen Endes der Drehachse 83 ist über eine Kopplung 83a mit einem Motor 83b verbunden. Die Drehachse 83 ist horizontal angeordnet und durch in Längsrichtung an zwei Stellen angeordnete Stützlager 87 zu dem Gehäuse 88 drehfrei befestigt.
• Das Prüflager 81 befindet sich in einem luftdichten Raum 9, der aus einem Acrylzylinder 91, einer Frontplatte 92 und einer Abtrennungsplatte 93 gebildet wird. In der Frontplatte 92 des luftdichten Raums 9 sind eine Einlassöffnung 94 und eine Auslassöffnung 95 für Reinluft gebildet.
• Zwischen dem Ringteil 831 der Drehachse 83 und dem Ringteil 881, das an dem Gehäuse 88 des Stützlagers 87 befestigt ist, ist eine elektromagnetische Dichtung 89 angeordnet. D. h., durch die elektromagnetische Dichtung 89 erfolgt eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse 84 des Prüflagers 81 und dem Gehäuse 88 des Stützlagers 87. Dadurch gelangen Partikel von dem Stützlager 87, die infolge der Drehung der Drehachse 83 entstehen, und Partikel in der Atmosphäre, die das Innere des Stützlagers 87 und das Einpassungsteil passieren, nicht in den luftdicht verschlossenen Raum 9 hinein.
• Mittels dieser Vorrichtung wird die Drehachse 83 gedreht, während mit der Einlassöffnung 94 eine Einlassleitung für Reinluft (Standardluft ohne Partikel) und mit der Auslassöffnung 95 eine Leitung, die auf die Lufteinlassöffnung eines Partikelzählers gerichtet ist, verbunden ist. Dabei wird der gasförmige Stoff in dem luftdichten Raum 9 aus der Auslassöffnung 95 auf den Partikelzähler gerichtet ausgestoßen und Reinluft des gleichen Volumens wie der ausgestossene gasförmige Stoff wird über die Einlassöffnung 94 eingeleitet.
• In diesem Zustand wurde die Drehachse 83 unter den Bedingungen von Normaltemperatur, Normaldruck, Axialkraft 29,4 N (3,0 kgf) und Drehgeschwindigkeit von 1700 U/min. in eine Richtung gedreht. Die Partikelanzahl (mit einer Korngröße von ≤ 0,1 μm) pro 1 CF (Kubikfuß) im Inneren des luftdichten Raumes 9 wurde nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen fortlaufend je 5-Mal gemessen. Der Wert von den fünf Messergebnissen mit der geringsten Stückzahl, wurde in die Grafik von 8 eingetragen.
• Direkt nach Beginn der Drehung, erfolgt normalerweise eine Streuung von an dem Rotationsteil anhaftenden Partikeln, sodass die Anzahl der gezählten Partikel plötzlich ansteigt und nach der Streuung wieder plötzlich abnimmt. Daher wird bis fünf Stunden nach Beginn der Drehung im Messabstand von ca. 1-Mal pro Stunde gemessen. Die Mehrzahl der Plots direkt nach Beginn der Drehung befindet sich an einer Stelle in der Nähe des 0-Punkts der x-Achse in 8.
• Wie die Grafik von 8 zeigt, betrug die Anzahl der Partikel, die von den Lagern mit einer Auftragungsmenge Schmiermittel von 1,0 g/m² und 10,0 g/m² erzeugt wurde, ≤ 300 Stück/CF, wobei es keine große Änderung zwischen einer Gesamtumdrehungszahl von 1 × 10⁷ bis 10 × 10⁷ Mal gab. Eine Anzahl von ≤ 350 Stück/CF Partikeln von ≤ 0,1 μm entspricht Klasse 10 des Standards FED-STD-209. Dies bedeutet folglich, dass die Reinheit eines Lagers, bei dem die Auftragungsmenge von Schmiermittel 1,0 g/m² bis 10,0 g/m² beträgt, einen hohen Reinheitsgrad hat.
• Überschreitet bei einer Auftragungsmenge von 0,75 g/m² Schmiermittel jedoch die Gesamtumdrehungszahl 5 × 10⁷, so steigt die Anzahl der entstehenden Partikel plötzlich an, sodass die Messung bei einer Gesamtumdrehungszahl von 6 × 10⁷ beendet wurde. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass die Auftragungsmenge des Schmiermittels zu gering war und das Lager aufgrund des Schmierungsmangels seine Lebensdauer erreicht hat.
• Anhand dieses Ergebnisses kann man sagen, dass 1,0 g pro 1 m² der Gesamtoberfläche der Innenring-Führungsrille 12, der Außenring-Führungsrille 22 und der Kugeln 3 für die Schmiermittel-Auftragungsmenge der untere Grenzwert ist, um den Wert des kinetischen Reibungsdrehmoments unter Minimalmengenschmierung verringern zu können und gleichzeitig eine Lagerlebensdauer von 6 × 10⁷ Umdrehungen zu erzielen.
• Beispiel 2
• In Beispiel 2 werden die Unterschiede des kinetischen Reibungsdrehmoments des Wälzlagers und der Anzahl der entstehenden Partikel aufgrund einer unterschiedlichen Wälzkörperanzahl untersucht.
• <Prüfung des kinetischen Reibungsdrehmoments>
• Als Wälzlager gemäß 1 wird ein Rillenkugellager mit der Lagernummer 6812 verwendet und ein Test durchgeführt, bei dem mittels des nachstehenden Verfahrens das kinetische Reibungsdrehmoment untersucht wurde. Die Maße sind wie folgt: Lagerinnendurchmesser d = 60 mm, Lageraußendurchmesser D = 78 mm, Lagerbreite t = 10 mm, A = ((D – d)/2) = 9 mm, A/t = 0,9. D. h., das Wälzlager erfüllt Formel (1).
• Der Innenring 1 und der Außenring 2 wurden aus SUJ2 mittels eines herkömmlichen Verfahrens hergestellt. Die Kugeln 3 wurden aus SUJ2 mittels eines herkömmlichen Verfahrens hergestellt. Es werden zwölf verschiedene Stückzahlen von Kugeln 3 verwendet, und zwar jeweils 21 Stück (maximale Anzahl), 20 Stück (95,2% der maximalen Anzahl), 19 Stück (90,5% der maximalen Anzahl), 18 Stück (85,7% der maximalen Anzahl), 17 Stück (81,0% der maximalen Anzahl), 16 Stück (76,2% der maximalen Anzahl), 15 Stück (71,4% der maximalen Anzahl), 14 Stück (66,7% der maximalen Anzahl), 13 Stück (61,9% der maximalen Anzahl), 12 Stück (57,1% der maximalen Anzahl), 11 Stück (52,3% der maximalen Anzahl) und 10 Stück (47,6% der maximalen Anzahl). Die Abschirmplatte 5 wurde durch Pressen eines Stahlblechs aus SPCC erhalten.
• Bereitgestellt wurde als Käfig ein Käfig mit der gleichen Form wie bei 2, der erhalten wird, indem eine Harzzusammensetzung aus einem PP-Copolymer und PTFE (Massenverhältnis von PP-Copolymer zu PTFE = 90:10) nach einer Kompressionsformung mechanisch bearbeitet wird. Es wurde das gleiche PP-Copolymer und PTFE wie bei Beispiel 1 verwendet.
• Im Hinblick auf die zwölf Arten von Wälzlagern, die sich in der Anzahl der Kugeln 3 unterscheiden, wurden je zwei Wälzlager mit dem gleichen Aufbau (zwölf Versionen) montiert, wobei auf die Oberfläche der Innenring-Führungsrille 12, der Außenring-Führungsrille 22 und der Kugeln 3 Schmierfett (clean-room geeignetes Lithium-Schmierfett wie bei Beispiel 1) in einer Menge aufgetragen wurde, die 1,0 g und 10,0 g pro 1 m² von deren Gesamtoberfläche beträgt. Die Anzahl der Taschen 41 des Käfigs 4 beträgt Z. Bei Proben, bei denen die Anzahl der Kugeln 3 geringer als Z ist, kommen in einen Teil der Taschen 41 keine Kugeln 3. In diesem Fall wurden die Kugeln 3 möglichst gleichmäßig im Kreisumfangsrichtung des Käfigs 4 angeordnet.
• Diese Lager wurden, ebenso wie bei dem Referenzbeispiel, bei der in 3 dargestellten Prüfvorrichtung als Prüflager 61 verwendet, wobei jeweils zwei Wälzlager mit dem gleichen Käfig montiert wurden, und eine Prüfung erfolgte, bei der das kinetische Reibungsdrehmoment des Prüflagers 61 untersucht wurde.
• Die Drehachse 60 wurde bei Normaltemperatur, Normaldruck und einer Drehgeschwindigkeit von 70 U/min. in eine Richtung gedreht, der Nominalwert (a von 4) des kinetischen Reibungsdrehmomentwertes (Gegenwert von der Tangentialkraft) nach Ablauf von 15 Minuten untersucht und das Ergebnis in der Grafik von 9 dargestellt. Bei den Lastbedingungen handelt es sich um eine Vorspannkraft (Axialkraft) von 88.2 N (9 kgf) aufgrund der Vorspannfeder 63 und um eine Kraft (Radialkraft) von 4,9 N (500 gf) aufgrund des Gehäuseeigengewichts.
• Wie die Grafik von 9 zeigt, sinkt das kinetische Reibungsdrehmoment bis zu einem Niveau von 60%, je kleiner die Wälzkörper-Bestückungsrate (Prozentsatz bei Z = 100) wird. Wird sie jedoch noch kleiner, kehrt sich dies in einen Anstieg um. Es ist anzunehmen, dass die Abnahme der Laufeigenschaften der Wälzlager infolge der Polygonisierung der Wälzkörperreihe der Grund für die Umkehr zu einem Anstieg ist.
• Ferner gibt es bei der Auftragungsmenge einer Schmiermittelmenge von 1,0 g/m² und 10,0 g/m² einen Unterschied hinsichtlich der Wälzkörper-Bestückungsrate bei einer Umkehr zu einem Anstieg. Anhand dieses Ergebnisses kann man sagen, dass bei einer Auftragungsmenge von Schmiermittel im Bereich von 1,0 bis 10,0 g/m², eine Wälzkörper-Bestückungsrate zwischen ≥ 70% und ≤ 90% eine Senkung des kinetischen Reibungsdrehmoments bewirkt.
• <Messung der Partikelanzahl>
• Als Innenring 1, Außenring 2, Kugeln 3, Käfig 4 und Abschirmplatte 5 wurden die gleichen Bauteile wie für die Prüfung des kinetischen Reibungsdrehmoments verwendet.
• Es wurden sechs Stückzahlen von Kugeln 3 verwendet, und zwar jeweils 21 Stück (maximale Anzahl), 19 Stück (90,5% der maximalen Anzahl), 17 Stück (81,0% der maximalen Anzahl), 15 Stück (71,4% der maximalen Anzahl), 13 Stück (61,9% der maximalen Anzahl) und 11 Stück (52,3% der maximalen Anzahl).
• Im Hinblick auf die sechs Arten von Wälzlagern, die sich in der Anzahl der Kugeln 3 unterscheiden, wurden je zwei Wälzlager mit dem gleichen Aufbau (sechs Arten) montiert, wobei auf die Oberfläche der Innenring-Führungsrille 12, der Außenring-Führungsrille 22 und der Kugeln 3 Schmierfett (clean-room geeignetes Lithium-Schmierfett wie bei Beispiel 1) in einer Menge aufgetragen wurde, die 1,0 g pro 1 m² von deren Gesamtoberfläche beträgt.
• Diese Lager wurden als Prüflager 81 der in 7 dargestellten Partikelmessvorrichtung angebracht und mittels des gleichen Verfahrens wie bei Beispiel 1 wurde die Anzahl der durch die Drehung der Prüflager 81 entstehenden Partikel gemessen. Bei den Prüfbedingungen handelte es sich um Normaltemperatur, Normaldruck, Drehgeschwindigkeit von 70 U/min. und 300 U/min., eine Vorspannkraft (Axialkraft) von 88,2 N (16 kgf) aufgrund der Vorspannfeder 63 und um eine Kraft (Radialkraft) von 4,9 N (500 gf) aufgrund des Gehäuseeigengewichts.
• Die Partikelanzahl (mit einer Korngröße von ≤ 0,1 μm) pro 1 CF (Kubikfuß) im Inneren des luftdichten Raumes 9 wurde 24 Stunden nach Beginn der Drehung fortlaufend 5-Mal gemessen. Der Wert von den fünf Messergebnissen mit der geringsten Stückzahl, wurde in die Grafik von 10 eingetragen.
• Wie in der Grafik von 10 dargestellt, steigt bei einer Drehgeschwindigkeit von sowohl 70 U/min. als auch 300 U/min. die Partikelanzahl plötzlich an, wenn die Wälzkörper-Bestückungsrate kleiner als 70% wird. Es ist anzunehmen, dass die Abnahme der Laufeigenschaften der Wälzlager infolge der Polygonisierung der Wälzkörperreihe, der Grund hierfür ist. Anhand dieses Ergebnisses kann man sagen, dass bei einer Auftragungsmenge Schmierstoff von 1,0 g/m² eine Wälzkörper-Bestückungsrate von ≥ 70% wünschenswert ist.
• Bezugszeichenliste

1

Innenring

11

Außenumfangsfläche des Innenrings

12

Innenring-Führungsrille

2

Außenring

21

Innenumfangsfläche des Außenrings

22

Außenring-Führungsrille

23

Befestigungsrille für Abschirmplatte

3

Kugel (Wälzkörper)

4

Käfig

41

Tasche

41a

Wälzkörper-Haltefläche

42

Öffung

5

Abschirmplatte

60

Drehachse

61

Prüflager

62

Lagerhalter

63

Vorspannfeder

64

Faden

65

Kraftmesser

70

Folie

71

Transportwalze

72

Wälzlager

73

Folientransportvorrichtung

81

Prüflager

82

Drehkörper

821

säulenförmiger Vorsprung des Drehkörpers

83

Drehachse

831

ringförmiges Teil der Drehachse

83a

Kopplung

83b

Motor

84

Gehäuse

85

Ringkörper

86

Feder

87

Stützlager

88

Gehäuse

881

Ringkörper

89

elektromagnetische Dichtung

9

dichtverschlossener Raum

91

Zylinder

92

Frontplatte

93

Trennplatte

94

Einführungsöffnung

95

Ausleitungsöffnung

• 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 Nicht-Patentliteratur
• Klasse 10 des Standards FED-STD-209 [0080]

Claims (5)

1. Wälzlager, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Innenring, einen Außenring, mehrere Wälzkörper und einen ringförmigen Käfig aufweist, wobei der Käfig gebildet wird, indem eine PTFE (Polytetrafluorethylen) enthaltende Harzzusammensetzung mit PP (Polypropylen) oder einem PP-Copolymer (Copolymer aus Propylen und einem anderen Olefin) als Hauptbestandteil, durch Formpressen hergestellt und anschließend mechanisch bearbeitet wird, die Käfigführungsart eine Spurringführung ist, und auf der Spurfläche des Innenrings und des Außenrings sowie auf der Rollfläche der Wälzkörper ein Schmiermittel so aufgetragen ist, dass sich eine Menge zwischen ≥ 1,0 g und ≤ 10 g pro 1 m² Gesamtoberfläche ergibt.
2. Wälzlager gemäß Anspruch 1, wobei die Anzahl der Wälzkörper einer Zahl zwischen ≥ 70% und ≤ 90% der maximalen Anzahl entspricht.
3. Wälzlager gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Lagerinnendurchmesser d, der Lageraussendurchmesser D und die Lagerbreite t folgende Formel (1) erfüllen. ((D – d)/2)/t ≤ 1,07 (1)
4. Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das bei einer Folientransportvorrichtung zur Unterstützung der Drehachsen von Nachlaufwalzen, die durch die Reibung mit der Folie rotieren, verwendet wird.
5. Folientransportvorrichtung mit einem Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.

Images