JP2015510992A - 特に大形転がり軸受用の転がり軸受用保持器を製造する方法、およびその方法を行う装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に大形転がり軸受用の転がり軸受用保持器（４）を製造する方法であって、各々１つの転動体に対して開口部を有する鋼ストリップが、提供され、曲げられてリング（５）を形成し、その後、熱可塑性粉末（１２）で熱コーティングされるために、リング（５）が、最低コーティング温度を超える温度まで加熱され、その後、リング（５）が、熱可塑性粉末（１２）を含む流動床（１１）内に浸漬され、リング（５）の流動床（１１）における滞留時間の間、プラスチック粉末（１２）がリング（５）に付着し、溶解し、連続したコーティング（６）を形成し、リング（５）が、コーティングの後に流動床（１１）から取り除かれる、方法に関する。本発明はまた、その方法を行う装置にも関する。

Description

本発明は、特に大形転がり軸受用の転がり軸受用保持器を製造する方法、およびその方法を行う装置に関する。

転がり軸受用保持器は、転動体、本発明によれば通常は玉を、互いに対して均一な間隔で維持するために提供される。従来技術によれば、対応する保持器を、開放リングあるいは閉鎖リングとして、または多数のセグメントから形成することができる。

転がり軸受用保持器は、特に大形転がり軸受に対して適しているべきであり、それにより、保持器の直径は少なくとも１メートルになる。大形転がり軸受の場合、サイズのみの理由で好適な転がり軸受用保持器の製造に関して制限がある。したがって、射出成形のプラスチック製保持器は、対応する射出成形金型に対するコストと大形転がり軸受の通常の量とを鑑みると不経済である。単純なプラスチックのストリップから作製された保持器は、製造に対して費用効果が大きいが、円周方向において非常に低い強度しかなく、したがって、多くの用途に対して適していない。この場合、特に大形転がり軸受の場合に、軸受の後の交換に、部分的に非常に高いコストおよび非常に多大な労力がかかることも留意するべきである。

独国特許出願公開第３０４１３５５Ａ１号明細書は、内輪と、外輪と、それらの間に配置された複数の玉とを有する従来の玉軸受用の保持器であって、各々がプラスチック材料のコーティングを有する２つの金属薄板部品から形成されている保持器を開示している。２つの成形されかつコーティングされた金属薄板ストリップから形成されたこうした保持器の製造は、複雑であり、大形転がり軸受には適していない。コーティングは、静電プロセスまたは流動床プロセスにおいて最初に打抜き部品に施されるため、打抜き部品が接続された後に、損傷の危険が増大する可能性がある遷移部が残る。保持器の玉ならびに内輪および外輪との接触面を摩耗から保護し、摩擦係数を低減するために、コーティングとして提供されるのは、熱可塑性材料、特にポリアミドである。

独国特許出願公開第１９７５１００３Ａ１号明細書は、粉状、粒状、液体またはペースト状のコーティング剤で加工物をコーティングする方法および装置であって、コーティング剤が流動床において施される、方法および装置を開示している。過剰なコーティング剤は、最終的に溶解し加工物に付着する前に除去される。したがって、複雑な手続きが必要である。記載されている方法および装置は、特にエンドレスの加工物に対して提供され、そうした加工物は、その後、それらの最終的な形態になる。

本発明は、転がり軸受用保持器を製造する方法および装置であって、前記方法および装置によって、十分に強固であるが耐摩耗性でもある転がり軸受用保持器を、特に大形転がり軸受に対しても簡単な方法で提供することが可能な方法および装置を特定するという目的に基づく。

この目的を達成するために、本発明により転がり軸受用保持器を製造する方法であって、各々１つの転動体に対して開口部を有する鋼ストリップが、提供され、曲げられてリングを形成し、その後、熱可塑性粉末で熱コーティングされるために、リングが、最低コーティング温度を超える温度まで加熱され、その後、リングが、熱可塑性粉末を含む流動床内に浸漬され、リングの流動床における滞留時間の間、プラスチック粉末がリングに付着し、溶解し、連続したコーティングを形成し、リングが、コーティングの後に流動床から取り除かれる、方法が提供される。

本発明によれば、まず、鋼ストリップが提供され、曲げられてリングを形成する。鋼ストリップの端部を、本方法において、閉鎖保持器または開放保持器を形成するために溶接するかまたは互いの正面に緩く配置することができる。リングはこの場合、すでに転がり軸受用保持器の形態を有し、そのため、熱可塑性粉末で作製されたコーティングによってこの最終形状でコーティングされるように意図される。この目的で、リングは、プラスチック粉末がリングに付着し溶解するために必要な温度まで加熱される。この目的で、リングは、熱可塑性粉末を含む流動床内に浸漬され、前記流動床は、対応して、リング全体を収容することができるように十分大型であるように形成されることが必要である。

リングの流動床における滞留時間の間、プラスチック粉末はリングに付着し溶解し、それにより連続し閉鎖した層を形成する。リングの流動床における滞留時間が延長するに従い、層厚さも増大する。リングが流動床から取り除かれると、それ以上加熱、成形等は不要である。

しかしながら、本発明の文脈では、コーティングを固化し完成したリングを容易に取り扱い保管することができるために、リングを、流動床から取り除いた後に、たとえばブロワによって冷却することができる。本発明による方法によれば、すべての箇所で十分に付着する非常に均一なコーティングが、リング全体にわたって達成される。

リングは、好ましくは、誘導コイルの交番電磁界によって、コーティングに必要な温度まで加熱される。誘導コイルによる加熱は、保管器直径が１メートルを超える大形転がり軸受の保管器においてさえも容易に可能である。誘導による加熱に関して、提供される鋼ストリップはすでに曲げられてリングを形成しているという利点もある。したがって、誘導コイルを、環状に容易に形成しリングと同心状に配置することも可能である。誘導コイルをリングの内側または外側に同心状に配置することにより、規則的な間隙があり、したがって特に均一な加熱がなされる。

リングは、金属ストリップから形成されるため、誘導コイルによって短時間加熱されることも可能であり、その結果、流動床における後続するコーティングの間、プラスチック粉末の付着が好都合になる。この場合、加熱面によって、化学的活性が増大し、これが、異物の蓄積、酸化等の理由で付着を阻害する可能性があることに留意するべきである。通常、炉雰囲気の循環が発生する炉加熱と比較して、リングはまた、塵埃または同様の異物にそれほど晒されない。最後に、誘導コイルによる加熱を、ライン生産に十分に組み込むことも可能であり、その場合、複数の転がり軸受用保管器が即座に次々と製造される。

１つまたは複数の巻きを有する誘導コイルは、流動床に近接して、特に流動床のすぐ上に形成される加熱ゾーンにおいて好都合に配置される。リングの搬送中の温度損失を、このように回避することができる。しかしながら、誘導コイルを、加熱ゾーン内にかつ加熱ゾーンから出るように移動させることができるために、可動式に構成することが好都合であり得る。したがって、たとえば、大形転がり軸受の場合に相当なサイズである誘導コイルをレール上で案内することが可能である。

エネルギー効率の理由で、温度損失が加熱中または加熱後に可能な限り低く維持されるべきであるが、本発明の文脈では、リングの加熱と流動床内への浸漬との間に、温度を均一にする役割を果たす停止時間を提供することが好都合であり得る。誘導加熱および温度を均一にすることに関して、本発明による方法の文脈では、曲げられてリングを形成する金属ストリップは溶接等によりその端部で閉鎖されることが有利である。

温度選択は、本発明の文脈において特に重要であり、それは、過度に低い温度では、流動床においてリングに付着する粉末を、十分な程度まで溶解させることができないためである。対照的に、過度に高い温度では、プラスチック材料が薄くなり過ぎる危険があり、それにより、重力のためにコーティングの分布が不均一になる結果となる。最後に、温度を、コーティングとして提供される熱可塑性材料に基づいて選択しなければならず、流動床内でのコーティングプロセス中の幾分かの冷却もまた考慮されなければならない。提供される好ましい誘導加熱は、一方では、非常に迅速に、たとえば数秒間で発生することができ、他方では、供給電力を考慮する厳密な温度制御が可能である。

本発明の文脈において、加熱およびコーティングがさらにより均一であるために、加熱中に加熱ゾーンにおいて、かつ／またはコーティング中に流動床において、リングを移動させることも可能である。たとえば、リングを、旋回させ、回転させまたは振動させることができ、これらの動きの組合せも可能である。プラスチック粉末の不均一な分布を、流動床において旋回または回転によって補償することができるが、振動には、迅速に溶解することもできる程度のプラスチック粉末しかリングに付着しないという効果がある。したがって、リング上の凝集等、材料の局所的な蓄積を確実に回避することができる。したがって、振動は、さらにより均一なコーティングに寄与するが、環境によっては層の蓄積を遅くする可能性がある。

リングを曲げるために提供される鋼ストリップを、金属薄板から作製された単純なストリップとすることができ、そのため、開口部が、打抜き、切断、特に熱切断または中ぐり加工によって生成される。

溶解によってコーティングを達成するために、熱可塑性粉末が使用されるべきである。好都合には、この場合、優れた耐性および低い摩擦係数を特徴とするポリマーまたはポリマー混合物が使用される。たとえば、ポリアミド（ＰＡ）またはポリエーテルケトンをベースとするプラスチック粉末が適している。特に、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）は、優れた耐熱性及び耐化学性を特徴とする。

本発明の文脈では、粒子で強化したポリマー混合物またはポリマーも使用することができる。この場合、個々の粉末粒子に対応する混合物をすでに提供するか、または粉末混合物を特に単純な方法で準備しておくことが可能である。したがって、たとえば、流動床内に、熱可塑性粉末に加えて、繊維または摩擦低減粒子等の強化材料を提供することが考えられる。流動床内に、ポリアミドまたはポリエーテルケトンをベースとする熱可塑性粉末に加えて、摩擦低減粒子、たとえばフルオロポリマー粒子を提供することも考えられる。流動床における粉末の均一な分布の結果として、異なる材料もまたリングの上に分散され、熱可塑性粉末の溶解によって互いに結合されるかまたはプラスチック母材内に組み込まれる。

コーティングの厚さは、好都合には０．４ｍｍと１．３ｍｍとの間である。層厚さを、流動床におけるリングの滞留時間によって単純な方法で変更することができる。

コーティングの前、かつ好ましくは鋼ストリップを曲げてリングを形成した後、本発明の文脈では、洗浄または他の何らかの表面処理を提供することができる。粒子ジェットを用いて、たとえばサンドブラスト法またはコランダムによるブラスト法によって処理して、リングの表面を強化することが特に有利である。こうした処理に関連して、汚損および表面材料欠陥をなくすことができる。さらに、表面上に微細構造が生成され、これは、コーティングを受けるために特に好適である。最後に、表面をブラスト加工することにより、強度および耐性もまたさらに向上させることができる。

コーティングの付着を向上させるために、リングに、実際のコーティングの前に下塗りとして付着促進層を提供することができる。特に、好ましくは加熱の前にすでに施されている、有機溶剤および合成ポリマーをベースとする付着促進剤が適している。

本発明の主題はまた、上述した方法を行う装置でもあり、この装置は、加熱ゾーンと、熱可塑性粉末を含む流動床と、リングを受け入れる高さ調整可能な保持装置とを有し、リングは、保持装置によって流動床内に下降可能である。コーティングされるリングは保持装置に固定され、保持装置は、加熱ゾーンと加熱ゾーンの真下に位置する流動床との間で高さ調整可能である。少なくとも保持装置の、リングを保持しグリッパ、アーム等の形態である部分は、好ましくは、電磁気的に中性の材料、すなわち非磁性かつ非導電性材料から形成される。リングは、好ましくはその軸方向端面で保持される。

本発明を、単にあり得る例示的な実施形態を示す図を用いて説明する。

保持器の斜視図を示す。 大形転がり軸受の断面図を示す。 コーティングされた転がり軸受用保持器を製造する本発明による装置を示す。 図３の平面図を示す。

図２は、内輪１と、外輪２と、転動体としてそれらの間に配置された玉３とを有する大形転がり軸受の断面の非常に概略的な図を示す。玉３は、内輪１を外輪２に対して転動可能に支持し、玉３は、転がり軸受用保持器４によって既知の方法で間隔を空けて維持される。図１は、転がり軸受用保持器４の詳細な図を示す。

図２は、転がり軸受用保持器４が、リング５の形態の金属製本体とその上に配置された熱可塑性材料から作製されたコーティング６とから構成されていることを示す。リング５は、転がり軸受用保持器４に非常に大きい安定性を与え、一方、コーティング６は、摩擦を低減し、摩耗に対して有効な保護を提供する。特に、層厚さが０．４ｍｍと１．３ｍｍとの間である、ポリアミド（ＰＡ）およびＰＥＥＫ等のポリエーテルケトンが、コーティング６として適している。

図３および図４は、リング５をコーティングする装置のあり得る構成を示す。コーティングする前にリング５を加熱するために、環状誘導コイル７が設けられており、それは、リング５内に規則的な結合間隔Ａをおいて中心に置かれるように配置されている。リング５は、保持装置９のアーム８を用いて保持されている。保持装置９のアーム８は、垂直方向および水平方向の両方において半径方向に移動可能である。

加熱後、リング５を、高さ調整可能な保持装置９を用いて、加熱ゾーン１０の真下に配置されプラスチック粉末１２が存在する流動床１１内まで、下降させることができる。

加熱は、リング５が最低コーティング温度を超える温度まで加熱されるように行われる。リング５の流動床１１における滞留時間の間、熱可塑性粉末１２はリング５に付着し溶解する。このように、上述した連続したコーティング６が形成される。

プラスチックコーティングに続き、内部に位置するリング５とその上に配置されたコーティング６とからなる完成した転がり軸受用保持器４は、流動床１１から取り除かれる。

図４は、レール１３をさらに示し、その上で、誘導コイル７を加熱ゾーン１０内にかつそこから出るように移動させることができる。

Claims (10)

1. 特に大形転がり軸受用の転がり軸受用保持器（４）を製造する方法であって、
   各々１つの転動体に対して開口部を有する鋼ストリップが提供され、曲げられてリング（５）を形成し、
   その後、熱可塑性粉末（１２）で熱コーティングされるために、前記リング（５）が、最低コーティング温度を超える温度まで加熱され、
   その後、前記リング（５）が、前記熱可塑性粉末（１２）を含む流動床内に浸漬され、
   前記リング（５）の前記流動床（１１）における滞留時間の間、プラスチック粉末（１２）が前記リングに付着し、溶解し、連続したコーティング（６）を形成し、
   前記リングが、前記コーティングの後に前記流動床（１１）から取り除かれる、方法。
2. 前記リング（５）が、誘導コイル（７）の交番電磁界によって加熱される、請求項１に記載の方法。
3. 前記誘導コイル（７）が、環状に構成され、前記リング（５）と同心状に配置される、請求項２に記載の方法。
4. 前記リング（５）の前記加熱と前記流動床（１１）内への浸漬との間に、前記リング（５）の温度を均一にする停止時間が提供され、前記リング（５）が、前記停止時間の最後においても前記最低コーティング温度を超える温度である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記リング（５）を曲げるために、まず、開口部が打抜き、切断または中ぐり加工によって生成される、平面鋼ストリップが提供される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記リング（５）が、加熱中に加熱ゾーン（１０）において、かつ／またはコーティング中に前記流動床（１１）において移動することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 転動体としての玉（３）を受け入れる前記開口部が円形である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. ポリアミドまたはポリエーテルケトンから作製される熱可塑性粉末（１２）が使用される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記コーティング（６）が、０．４ｍｍ〜１．３ｍｍの厚さで形成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を行う装置であって、加熱ゾーン（１０）と、熱可塑性粉末（１２）を含む流動床（１１）と、前記リング（５）を受け入れる高さ調整可能な保持装置（９）とを有し、前記リング（５）が前記保持装置（９）によって前記流動床（１１）内に下降可能である、装置。

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