JP2015510993A - アキシアル−ラジアル転がり軸受用の転がり軸受用保持器およびアキシアル−ラジアル転がり軸受を製造する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１列の転動体（３）を備える転がり軸受用の転がり軸受用保持器（４）を製造する方法に関する。本発明による方法では、金属固体材料から作製されたリングまたはリング要素が提供され、成形プロセスおよび／または切断、材料除去プロセスによって、転がり軸受用保持器（４）の環状またはセグメント化された本体に成形される。本体（６）は、それぞれの転動体（３）を受け入れる開口部（９）を有し、本体（６）は、熱可塑性材料粉末による熱コーティングのために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、本体（６）は、熱可塑性材料粉末を含む流動床に浸漬され、本体が流動床に存在する間に、熱可塑性材料粉末は本体（６）に付着し、溶解し、連続したコーティング（７）を形成し、コーティングの後、本体（６）は流動床から取り除かれる。本発明はさらに、記載した転がり軸受用保持器（４）を備えたアキシアル−ラジアル転がり軸受に関する。

Description

本発明は、少なくとも１列の転動体を有する転がり軸受用の転がり軸受用保持器を製造する方法に関する。本発明の主題はまた、少なくとも１つのこうした転がり軸受用保持器が備えられた転がり軸受も包含し、転がり軸受は、内輪と、外輪と、それらの間の少なくとも１列の転動体とを有している。

転がり軸受用保持器は、ころ、すなわち特に円すいころまたは円筒ころの形態の転動体を、互いに均一な間隔で保持するために提供される。従来技術によれば、対応する保持器は、開放リングあるいは閉鎖リングの形態であるか、または複数のセグメントから形成され得る。

慣例より、小形転がり軸受の場合、低い保持器力は、プラスチック保持器によって実質的に摩耗なしに吸収されることが知られている。大形転がり軸受の場合、射出成形されたプラスチック製保持器の使用は、第一に、対応する射出成形金型に対するコストが高いため、特に大形転がり軸受はまた、通常、相対的に低い単位量で製造されるため、不都合である。さらに、多くの場合、大形転がり軸受用のプラスチック製保持器は、適切な強度を示さない。さらに、特に円すいころ軸受の場合、保持器はまたすい体の胴の部分の形態もとらなければならず、したがって、少なくとも平坦な材料から容易に製造することができないということを考慮しなければならない。

本発明の文脈では、転がり軸受用保持器の意図は、特に大形転がり軸受に適していることであり、そのため、保持器の直径は少なくとも１メートルとなる。特にこのサイズでは、保持器は、単純なプラスチックストリップから安価に製造することができるが、円周方向に非常に低い強度しか示さず、したがって、多くの用途に対して適していない。ここで、特に大形転がり軸受の場合、軸受の事後交換に、部分的に、非常に高いコストおよび非常に高い支出がかかることも考慮しなければならない。高い保持器力に対して、鋼から構成された保持器によって吸収することができ、その場合、鋼は、特に潤滑が不十分である場合に、摩耗し易い。窒化または浸炭窒化等の追加の対策は、青銅等、低摩耗特性の高品位金属の使用のように、高価である。

独国特許出願公開第３０４１３５５Ａ１号明細書は、内側軌道と、外側軌道と、それらの間に配置された複数の玉とを備えた従来の玉軸受用の保持器を開示しており、保持器は、各々がプラスチックから構成された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。２つの変形し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前記タイプの保持器の製造は煩雑であり、大形転がり軸受には適していない。コーティングは、最初に、静電法または流動床法において打抜き部品に施されるため、打抜き部品を接続した後に遷移部が残り、その遷移部において、損傷のリスクが増大する可能性がある。保持器と玉との間の接触面積を低減し、内側軌道および外側軌道を摩耗から保護し摩擦係数を低減する目的で、熱可塑性材料、たとえばポリアミドがコーティングとして提供される。

独国特許出願公開第１９７５１００３Ａ１号明細書は、粉末状、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を開示しており、コーティング剤の塗布は流動床で行われる。過剰なコーティング剤は、最終的に溶解して加工物に付着する前に除去される。したがって、厄介な方法手続きが必要である。記載されている方法および記載されている装置は、特にエンドレスな加工物に対して提供され、それら加工物はその後、それらの最終形状になるように加工される。

国際公開第２０１１／００３３９１Ａ１号パンフレットは、転がり軸受用の保持器を開示しており、その保持器は、固体材料から一部品で製造することができる。保持器は変形領域を有しており、それは、転動体を、最初に保持器内に配置し、その後、その変形領域の変形の後に固定することができるようにするためである。保持器のコーティングについては記載されておらず、また、前記コーティングは変形領域の変形の結果として破壊されるため、不可能でもある。転動体が保持器内に移動可能に配置されるため、事後コーティングもまた可能でなくなる。

独国特許出願公開第１９７３１８９２Ａ１号明細書は、概して、流動床を用いる導電性加工物のコーティングについて記載している。

本発明は、転がり軸受用保持器を製造する方法であって、その方法によって、適切に強固であるがより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できる方法を特定するという問題に基づく。転がり軸受であって、その転がり軸受用保持器が、製造が安価であるとともに安定しかつ耐久性がある、転がり軸受を特定することがさらに求められる。

前記目的を達成するために、本発明によれば、請求項１による、転がり軸受用の転がり軸受用保持器を製造する方法が提供される。転がり軸受は、少なくとも１列の転動体を有している。本方法の文脈では、金属固体材料、特に鋼またはアルミニウムから構成されたリングまたはリングセグメントが提供される。リングまたはリングセグメントから、変形プロセスおよび／または切断、材料除去プロセスによって、各々１つの転動体を受け入れる開口部を有する、転がり軸受用保持器のリング状またはセグメント化された本体が形成される。

変形プロセスおよび／または切断、材料除去プロセスは、開口部を形成するためだけでなく、本体のさらなる形態を画定するために提供される。したがって、たとえば、内輪または外輪との接触に適している傾斜した接触面を形成することができる。さらに、本体の形成中、潤滑油溝等の一体化チャンバが転がり軸受用保持器の上に形成されることも可能であり、そのチャンバ内において、潤滑剤を接触面の領域で収容することができる。後続するコーティングプロセス中に本体を保持するための穴等のさらなる手段を生成することができる。

切断、材料除去プロセスとして、特に、組合せで使用することも可能なフライス加工、旋削およびドリル加工を使用することができる。構造体の切断は、たとえばレーザを用いて、熱切断プロセスによってさらに可能である。

その後、熱可塑性粉末によって熱コーティングされるために、本体は、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、本体は、熱可塑性粉末を含む流動床内に浸漬される。流動床内に本体が存在する間、プラスチック粉末は本体に付着して溶解し、それにより、連続したコーティングが形成される。最後に、コーティングプロセスの後に、流動床から本体が取り除かれる。

本発明によれば、本体は、最初にその最終形状で製造され、その後、コーティングが行われる。流動床から本体を取り除いた後、加熱、変形等はそれ以上不要であり、それにより、リング全体にわたって、すべての位置において優れた付着を示す非常に均一なコーティングが生成される。

本体を形成するリング、または本体を形成するリングセグメントが固体材料から成形されるため、高荷重下であっても大形転がり軸受に対する要求を満たすことができる非常に安定した実施形態を具現化することも可能である。

本発明の文脈において、転がり軸受用保持器を形成する本体に均一なコーティングが提供されるため、ころを受け入れる本体の開口部は、特大サイズでなければならない。前記特大サイズは、コーティングを考慮しても、転動体を、詰りなしにただし少なくとも可能な遊びがあって収容することができるように、寸法が決められる。

転がり軸受は、好ましくは、少なくとも２列の転動体を備えたアキシアル−ラジアル転がり軸受の形態であり、それにより、内輪および外輪は、アキシアル方向のスラスト力の方向に関らず、互いに対してラジアル方向にかつ互いに対してアキシアル方向に支持される。これは、アキシアル方向の力のすべてを、それらの方向（平行または逆平行）に関らず伝達することができることを意味する。

アキシアル−ラジアル転がり軸受は、特に、反対側に傾斜した円すいころの列を備えた２列円すいころ軸受であってもよく、または３列ころ型旋回継手であってもよい。前記タイプのころ型旋回継手の場合、転動体として３列の円筒ころが設けられ、そのうちの第１列および第３列がアキシアル方向支持を提供し、第２列がラジアル方向支持を提供する。第２列は、通常、第１列と第３列との間に配置される。

アキシアル−ラジアル転がり軸受の３列ころ型旋回継手または２列円すいころ軸受としての構成に応じて、円筒ころまたは円すいころのいずれかが使用される。窓状開口部が、対応して、ころを受け入れる矩形または台形輪郭を有している。流動床内で施されるコーティングは、本体の平面部分では非常に均一であるが、コーナ、特に矩形輪郭または台形輪郭の場合の開口部のコーナに、材料蓄積が発生する可能性があり、その材料蓄積により、ころによる詰り、または前記コーナの外側に著しい遊びがもたらされる可能性がある。したがって、本発明による方法の好ましい精錬形態では、窓状開口部を備えた本体の場合、矩形輪郭または台形輪郭から、それぞれの輪郭を越えて延在する切取部が、開口部のコーナに生成される。コーナには、たとえば追加の切込みまたは穴を形成することができ、穴が生成される場合、弓形形状が形成される。

リングからまたはリングセグメントから形成された本体を、好ましくは炉内で加熱することができる。ここで、固体材料を提供するため、相対的に大量の熱が全体的に導入される必要があることを考慮しなければならない。

しかしながら、リングとしてまたはリングセグメントとしての本体の構成に応じて、誘導コイルの交番電磁界によって誘導加熱を実施することも考えられる。連続したリングの場合、前記タイプの大形のまとまった構造体を加熱することができることが有利である。リングの形態の本体の場合、誘導コイルもまた、好ましくはリング状形態であり、リングと同心状に配置される。リング内にまたはリングの外側に誘導コイルと同心状に配置することにより、均一な間隙がもたらされ、したがって特に均一な加熱がもたらされる。

加熱中または加熱後の温度損失が、エネルギー効率の理由で可能な限り低く維持されるべきである場合であっても、本発明の文脈では、リングの加熱と流動床内の浸漬との間に時間間隔を提供することが好都合な場合があり、そうした時間間隔は、温度を均一にする役割を果たす。

本発明の文脈では、温度の選択が特に重要であり、それは、過度に低い温度がある場合、流動床内で本体に付着する粉末が、適切な程度まで溶解しない可能性があるためである。対照的に、過度に高い温度がある場合、プラスチックが流れやすくなりすぎるリスクがあり、その結果、重力のためにコーティングが不均一な分布になる。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に、冷却の程度も考慮しなければならない。

本発明の文脈では、本体は、変形プロセスおよび／または切断、材料除去プロセスによって形成される。ここで、こうした機械加工プロセスの結果として本体に汚損が残る可能性があることを考慮しなければならない。さらに、チャネル、溝または不均一性がある、機械加工プロセスに特定の表面構造が存在する可能性があり、それは、環境によっては、プラスチックによる後続するコーティングの質を低下させる。この背景に対して、変形または機械加工プロセスの後のさらなる方法ステップにおいて、洗浄または他の何らかの表面処理が行われる。特に有利なことは、粒子ジェット、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る処理による表面の改善である。こうした処理ステップの過程において、汚損および表面材料欠陥をなくすことができる。さらに、表面において、コーティングを受けるために特に適している微細構造が生成される。最後に、表面をブラスト加工することにより、強度および耐久性をさらに向上させることができる。

本体におけるコーティングの付着を促進するために、コーティングプロセス自体の前に下塗りとして、本体に付着促進層を提供することができる。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特に適しており、これらは好ましくは加熱プロセスの前に施される。

本発明はまた、請求項１１〜１５によるアキシアル−ラジアル転がり軸受にも関する。

本発明について、単に例示的な実施形態を示す図面に基づいて以下に説明する。

２列の円すいころを備えたアキシアル−ラジアル転がり軸受の断面を示す。 図１に示すような転がり軸受用保持器を詳細な斜視図で示す。 図２による転がり軸受用保持器を拡大断面図で示す。

図１は、アキシアル−ラジアル大形転がり軸受の１つの面の断面を示し、このアキシアル−ラジアル大形転がり軸受は、内輪１と、外輪２と、それらの間に配置された２列の転動体３とを有している。２列の転動体３は、アキシアル方向に互いに対向して配置されており、それにより、内輪は、アキシアル方向のスラスト力の方向とは無関係に、内輪が外輪２に対してラジアル方向にかつアキシアル方向に支持される。

図１の断面図から、２つの列の各々に対して円すいころの形態の転動体３が、転がり軸受用保持器４によって互いに間隔を空けて保持されていることが分かる。さらに、転がり軸受用保持器４はまた接触面５も有し、そこで、転がり軸受用保持器４は、各々、内輪１に接して支持されている。

図２および図３では、２つの転がり軸受用保持器４は、各々、安定した本体６と、熱可塑性材料から構成された外部コーティング７とを有していることが示されている。本体６におけるコーティング７の付着を促進するために、薄い付着促進層８もまた中間層として設けられている。

安定した本体６は、切断、材料除去プロセスによって金属固体材料から形成され、たとえば、固体リングからフライス加工され得る。これにより、本体６が、大形転がり軸受に対しても適切な安定性を示すという利点がもたらされる。さらに、固体材料からの製造中に必要に応じて、さらなる輪郭を生成することができる。したがって、図２において、転動体３としての円すいころを受け入れる開口部９が、実質的に台形の輪郭を有することが分かる。しかしながら、開口部９のコーナには、輪郭を越えて延在する切取部１０が設けられている。例示的な実施形態では、開口部９のコーナに追加の穴が形成され、それにより、前記切取部１０は弓形の形態を有する。

切取部１０は、コーナにおけるコーティング７の蓄積を防止するために設けられる。

コーティング７は、好ましくは流動床内で施され、非常に均一なコーティングが形成される。しかしながら、単に幾何学的形状のために、開口部９のコーナに材料蓄積が発生する可能性があるが、追加の切取部１０により、前記材料蓄積によって転動体３が詰まることになる可能性はない。

本体６が、転がり軸受用保持器４に対して高度な安定性を与え、一方で、コーティング７が、摩擦の低減をもたらし、摩耗に対する有効な保護を提供する。層厚さが０．４ｍｍと１．３ｍｍとの間である、ポリアミド（ＰＡ）およびポリエーテルケトン、好ましくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が、コーティング７として特に適している。

本体６のコーティングは、好ましくは流動床内で行われ、そこでは、本体６は最初に、コーティング７に適した温度まで加熱され、その温度で、その後、流動床においてプラスチック粉末の粒子が付着し、溶解し、連続したコーティング７を形成することになる。

Claims (15)

1. 少なくとも１列の転動体（３）を有する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、
   金属固体材料から構成されたリングまたはリングセグメントが提供され、
   変形プロセスおよび／または切断、材料除去プロセスによって、各々が１つの転動体（３）を受け入れる開口部（９）を有する、前記転がり軸受用保持器（４）のリング状またはセグメント化された本体（６）が形成され、
   熱可塑性粉末によって熱コーティングされるために、前記本体（６）が、最低コーティング温度を超える温度まで加熱され、
   前記本体（６）が、その後、前記熱可塑性粉末を含む流動床内に浸漬され、
   前記本体（６）が前記流動床内に存在する間、プラスチック粉末が前記本体（６）内に付着し、溶解し、連続したコーティング（７）を形成し、
   前記本体（６）が、前記コーティングプロセスの後に前記流動床から除去される、方法。
2. 矩形または台形の輪郭の窓状開口部（９）が、転動体（３）としてころを受け入れる目的で形成され、前記それぞれの輪郭を越えて延在する切取部（１０）が、前記開口部（９）のコーナに生成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記切取部（１０）が、弓形の形状を有する、請求項２に記載の方法。
4. 前記本体が炉内で加熱される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記本体（６）の前記加熱と前記流動床内の前記浸漬との間に、前記本体（６）の温度が均一化するために時間間隔が提供され、前記本体（６）が、前記時間間隔の最後であっても、前記最低コーティング温度を超える温度である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記本体（６）が、前記加熱プロセスおよび／または前記コーティングプロセス中に、移動し、特に枢動しかつ／または回転する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. ポリアミド（ＰＡ）またはポリエーテルケトンから構成された熱可塑性粉末が使用される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記コーティング（７）が、０．４ｍｍ〜１．３ｍｍの厚さで形成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記本体（６）が、前記コーティングプロセスの前に粒子ジェットを用いて処理される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記本体（６）に、前記コーティングプロセスの前に下塗りとして付着促進層（８）が提供される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 内輪（１）を有し外輪（２）を有し、ころの形態で少なくとも１列の転動体（３）を有する転がり軸受であって、前記ころの形態の前記転動体（３）の列に対して、前記列に対して、前記関連するころを互いに所定の間隔で保持する転がり軸受用保持器（４）が提供され、前記転がり軸受用保持器（４）が、変形プロセスおよび／または切断、材料除去プロセスによって形成されたリング状またはセグメント化された本体（６）を有し、前記本体（６）がプラスチックでコーティングされている、転がり軸受。
12. 少なくとも２列の転動体を備えたアキシアル−ラジアル転がり軸受の形態であり、それにより、前記内輪（１）および前記外輪（２）が、アキシアル方向のスラス力の方向に関らず互いに対してラジアル方向にかつ互いに対してアキシアル方向に支持される、請求項１１に記載の転がり軸受。
13. ２列の円すいころが転動体（３）として設けられている、請求項１２に記載のアキシアル−ラジアル転がり軸受。
14. ３列の円筒ころが転動体（３）として設けられ、その第１列および第３列がアキシアル方向支持を提供し、第２列がラジアル方向支持を提供する、請求項１２に記載のアキシアル−ラジアル転がり軸受。
15. 前記転がり軸受用保持器（４）が、各々直径が少なくとも１メートルである、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のアキシアル−ラジアル転がり軸受。

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