WO2012152453A1 - Verfahren zur verbesserung des korrosionsschutzes bei wälzlagern und nach diesem verfahren hergestelltes wälzlager - Google Patents

Verfahren zur verbesserung des korrosionsschutzes bei wälzlagern und nach diesem verfahren hergestelltes wälzlager Download PDF

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    • F16C2300/42—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions corrosive, i.e. with aggressive media or harsh conditions

Definitions

  • the invention relates, on the one hand, to a method for improving the corrosion protection in rolling bearings used in an aggressive medium, which have at least one bearing ring with a raceway for the rolling elements and at least one surface section adjacent thereto for receiving a sealing ring arrangement, and one produced by this method Roller bearing.
  • G 91 16 756 U1 inter alia, a method is described in which a component made of steel, in particular a rolling bearing component, a corrosion protection layer is galvanically applied, which is so thin that the dimensional accuracy of the component in the region of the track is not negative
  • a load by WälzSystemschreibrollung without negative consequences for its service life remains.
  • the invention therefore has the object of proposing a method for improving the corrosion protection for a rolling bearing used in an aggressive medium and a rolling bearing produced by this method.
  • the invention is based on the finding that by adapting the coating in different regions of a roller bearing ring to the different operating loads, optimum protection will be achievable while optimally functioning.
  • the invention is therefore based on a method for improving the corrosion protection in rolling bearings used in an aggressive medium, which have at least one bearing ring with a raceway for the rolling elements and at least one adjoining surface portion for receiving a sealing ring assembly. It should be noted at this point that such rolling bearings are generally sealed at both axial sides. According to the invention, it is then provided that at least the respective surface area sections are provided for receiving the Dichtnngan extract under recess of the track with a resistant to the aggressive medium special coating. In this way, a corrosion of the seats of the sealing ring assembly, which can lead to premature failure of the bearing can be avoided, at the same time the dimensional accuracy of the track is not adversely affected and corrosion protection material is saved.
  • the proposed method makes it possible, in particular to protect the vulnerable surface portions for receiving the sealing ring assembly effectively against rust, without changing the dimensional accuracy of the raceway for the rolling elements at the same time.
  • a special coating in addition to the respective surface portion for receiving the sealing ring arrangement further functional surfaces exposed to the aggressive medium are provided with a special coating in order to improve the corrosion protection even with these functional surfaces.
  • These can be, for example, surfaces that are acted upon by a stream of an aggressive medium.
  • An example of this is a rolling bearing for supporting a throttle valve in the exhaust stream of an internal combustion engine, in which the end faces of at least one bearing component, for example a needle sleeve, are likewise coated.
  • An embodiment of the method according to the invention provides that an electrolytic coating is used as a special coating.
  • a chemical coating or a plating is used as a special coating.
  • a varnish is used as a special coating.
  • the special coating is applied after the order of the raceway enclosing first coating.
  • This first coating serves in particular as a corrosion protection layer for the raceway, while it then serves as a base for the special coating.
  • the first coating is preferably thinner than the adjacent special coating.
  • a rolling bearing manufactured according to the described method for use in an aggressive medium comprising at least one bearing ring with a raceway for the rolling elements and with at least one adjacent surface portion for receiving a sealing ring assembly, according to the invention is characterized in that at least the respective surface portion is provided for receiving the sealing ring assembly of the respective bearing ring with a resistant to the aggressive medium special coating.
  • a sub-rusting of the seat of the sealing ring arrangement is thus reliably prevented.
  • each of the aggressive medium acted upon surfaces of the bearing ring provided with a special coating.
  • Figure 1 schematically shows a longitudinal section through a needle bearing with a
  • Figure 2 is a view approximately according to the figure 1, but with a different one
  • the needle bearing 2 shown in FIG. 1 serves, for example, for pivotally mounting a shaft 4 in a component 6.
  • the needle bearing 2 comprises a needle sleeve 8, a needle ring arranged therein, formed from a cage 10 and the needles 12 guided therein, and a sealing ring arrangement for sealing the bearing interior against the external environment, of which only one sealing ring 14 is shown here.
  • the adjacent to the track 16 for the needles 12 surface portions 18 and 20 serve to receive each of a sealing ring 14 and are provided with a resistant to aggressive media special coating 22 and 24, a sub-rusting said surface portions 18, 20 under the action of the aggressive medium to which the needle bearing 2 is exposed prevents.
  • the needle bearing 2 is exposed to an approximately in the direction of arrow 26 flowing aggressive medium, which can also flow exposed end face 28 of the needle sleeve 8 may be provided with a special coating 30, as the figure 1 can be removed.
  • FIG. 2 shows a needle bearing 32 with a needle sleeve 34 and a needle ring formed therein, consisting of a cage 36 and the needles 38 held therein.
  • a needle sleeve 34 On each equipped with an axial flange 40 and 42 axial ends of the needle sleeve 34 are sealing rings as a sealing ring assembly, of which in Figure 2, only one sealing ring 44 is shown.
  • the adjacent to the actual track 46 for the needles 38 surface portions 48 and 50 for receiving the sealing rings 44 are provided with a special coating 52 and 54, which protect these surface portions against a sub-grate or the like.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Korrosionsschutzes bei in einem aggressiven Medium eingesetzten Wälzlagern (2), welche wenigstens einen Lagerring (8) mit einer Laufbahn (16) für die Wälzkörper (12) und mit wenigstens einem daran angrenzenden Flächenabschnitt (18, 20) zur Aufnahme einer Dichtringanordnung (14) aufweisen. Um ein Unterrosten dieser Flächenabschnitte zu verhindern, ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass zumindest die jeweiligen Flächenabschnitte (18, 20) zur Aufnahme einer Dichtringanordnung (14) unter Ausnehmung der Laufbahn (16) mit einer gegen das aggressive Medium beständigen Sonderbeschichtung (22, 24) versehen werden, wobei diese Sonderbeschichtung gegebenenfalls auf eine die Laufbahn (16) einschliessende Erstbeschichtung aufgetragen wird.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Verfahren zur Verbesserung des Korrosionsschutzes bei Wälzlagern und nach diesem Verfahren hergestelltes Wälzlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur Verbesserung des Korrosionsschutzes bei in einem aggressiven Medium eingesetzten Wälzlagern, welche wenigstens einen Lagerring mit einer Laufbahn für die Wälzkörper und mit wenigstens einem daran angrenzenden Flächenabschnitt zur Aufnahme einer Dichtringanordnung aufweisen, sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Wälzlager.
Hintergrund der Erfindung
Es ist allgemein bekannt, Lagerringe für in einem aggressiven Medium einge- setzte Wälzlager mit einer Korrosionsschutzschicht zu versehen.
In der G 91 16 756 U1 ist unter anderem ein Verfahren beschrieben, bei dem auf ein Bauteil aus Stahl, insbesondere ein Wälzlagerbauteil, eine Korrosionsschutzschicht galvanisch aufgebracht wird, die so dünn ist, dass die Maßge- nauigkeit des Bauteils im Bereich der Laufbahn nicht negativ beeinflusst wird, andererseits jedoch eine Beanspruchung durch Wälzkörperüberrollung ohne negative Folgen für dessen Gebrauchsdauer bleibt.
In der DE 10 2009 023 818 A1 ist ein weiteres Verfahren beschrieben, bei dem eine beispielsweise um den gesamten Lagerring eines Wälzlagers geschlossene Beschichtung durch ein chemisches Abscheideverfahren oder durch Eintauchen in ein Nickelbad stromlos aufgebracht wird. Auch hierbei ist die Schichtdicke so gewählt, dass einerseits der Angriff schädigender Substanzen auf den Stahlwerkstoff verringert wird, andererseits aber die Bauteile weitestgehend maßhaltig bleiben.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass die bekannten Verfahren, bei denen die Aus- bildung der Korrosionsschutzschicht im wesentlichen auf die Belange der Wälzkörperlaufbahn abgestellt wird, insbesondere für in stark aggressiven strömenden Medien eingesetzte Wälzlager nicht zufriedenstellend ist. Aufgrund aggressiver Dämpfe und Kondensate wird insbesondere der Sitz der Dichtringanordnung unterrostet, was zu einem vorzeitigen Ausfall des Wälzlagers füh- ren kann.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Tech- nik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Verbesserung des Korrosionsschutzes für ein in einem aggressiven Medium eingesetztes Wälzlager sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Wälzlager vorzuschlagen. Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Anpassung der Beschichtung in unterschiedlichen Bereichen eines Wälzlagerringes an die unterschiedlichen Betriebsbelastungen ein optimaler Schutz bei gleichzeitig optimaler Funktion erreichbar sein wird.
Die Erfindung geht daher aus von einem Verfahren zur Verbesserung des Korrosionsschutzes bei in einem aggressiven Medium eingesetzten Wälzlagern, welche wenigstens einen Lagerring mit einer Laufbahn für die Wälzkörper und wenigstens einen daran angrenzenden Flächenabschnitt zur Aufnahme einer Dichtringanordnung aufweisen. Es sei an dieser Stelle bemerkt, dass derartige Wälzlager im Allgemeinen an beiden axialen Seiten abgedichtet sind. Erfindungsgemäß ist dann vorgesehen, dass zumindest die jeweiligen Flächenab- schnitte zur Aufnahme der Dichtnnganordnung unter Ausnehmung der Laufbahn mit einer gegen das aggressive Medium beständigen Sonderbeschichtung versehen werden. Auf diese Weise kann eine Unterrostung der Sitze der Dichtringanordnung, die zu einem vorzeitigen Ausfall des Lagers führen kann, vermieden werden, wobei gleichzeitig die Maßhaltigkeit der Laufbahn nicht nachteilig verändert und Korrosionsschutzmaterial eingespart wird. Aus der DE 196 48 577 A1 ist es zwar bereits bekannt, ein schon mit Dichtungen versehenes Wälzlager partiell mit einer dünnen Schutzschicht zu versehen. Dabei ist jedoch einerseits die Laufbahn nicht ausdrücklich ausgeschlossen, andererseits ist der vor allem gefährdete Flächenabschnitt zur Aufnahme einer Dichtringanordnung für die Aufbringung einer Beschichtung nicht mehr zugänglich, so dass damit die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nicht gelöst werden kann.
Das vorgeschlagene Verfahren macht es möglich, insbesondere die gefährdeten Flächenabschnitte zur Aufnahme der Dichtringanordnung wirksam gegen Unterrostung zu schützen, ohne zugleich die Maßhaltigkeit der Laufbahn für die Wälzkörper zu verändern.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zusätzlich zu dem jeweiligen Flächenabschnitt zur Auf- nähme der Dichtringanordnung weitere dem aggressiven Medium ausgesetzte Funktionsflächen mit einer Sonderbeschichtung versehen werden, um auch bei diesen Funktionsflächen den Korrosionsschutz zu verbessern. Dabei kann es sich etwa um Flächen handeln, die von einem Strom eines aggressiven Mediums beaufschlagt werden. Als Beispiel dafür sei ein Wälzlager zum Lagern einer Drosselklappe im Abgasstrom eines Verbrennungsmotors genannt, bei dem die Stirnflächen wenigstens eines Lagerbauteils, etwa einer Nadelhülse, ebenfalls beschichtet sind. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass als Sonderbeschichtung eine elektrolytische Beschichtung verwendet wird. Gemäß anderen Ausgestaltungen der Erfindung wird als Sonderbeschichtung eine chemische Beschichtung oder eine Platierung verwendet. Gemäß einer noch anderen Ausgestaltung der Erfindung wird als Sonderbeschichtung ein Lack genutzt.
Um in jedem Fall auch die Laufbahn weitestgehend gegen Korrosion zu schützen, ist gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Sonderbeschichtung nach dem Auftrag einer die Laufbahn einschließenden Erstbeschichtung aufgebracht wird. Diese Erstbeschichtung dient insbesondere als Korrosionsschutzschicht für die Laufbahn, während sie für die Sonderbeschichtung dann als Unterlage dient. Die Erstbeschichtung ist dabei bevorzugt dünner als die benachbarte Sonderbeschichtung.
Ein nach dem beschriebenen Verfahren hergestelltes Wälzlager zur Verwendung in einem aggressiven Medium, umfassend wenigstens einen Lagerring mit einer Laufbahn für die Wälzkörper und mit wenigstens einem daran angrenzenden Flächenabschnitt zur Aufnahme einer Dichtringanordnung, ist ge- mäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der jeweilige Flächenabschnitt zur Aufnahme der Dichtringanordnung des jeweiligen Lagerringes mit einer gegen das aggressive Medium beständigen Sonderbeschichtung versehen ist. Damit wird insbesondere ein Unterrosten des Sitzes der Dichtringanordnung sicher verhindert.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zusätzlich weitere dem aggressiven Medium ausgesetzte Funktionsflächen des jeweiligen Lagerringes mit einer Sonderbeschichtung versehen, wie bereits beispielhaft anhand der Stirnseiten einer Nadelhülse ausgeführt wurde.
Insbesondere bei einem Wälzlager zur Verwendung in einem Strom eines aggressiven Mediums, wie beispielsweise dem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors, sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jeweils von dem aggressiven Medium beaufschlagte Flächen des Lagerringes mit einer Sonderbeschichtung versehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in zwei bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 schematisch einen Längsschnitt durch ein Nadellager mit einer
Nadelhülse und einem an einem axialen Ende angeordneten
Dichtring;
Figur 2 eine Ansicht etwa gemäß der Figur 1 , jedoch mit einer anderen
Ausgestaltung des Dichtringes.;
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in Figur 1 dargestellte Nadellager 2 dient beispielsweise zur Drehlagerung einer Welle 4 in einem Bauteil 6.
Das Nadellager 2 umfasst eine Nadelhülse 8, einen darin angeordneten, aus einem Käfig 10 und den darin geführten Nadeln 12 gebildeten Nadelkranz sowie eine Dichtringanordnung zum Abdichten des Lagerinneren gegen die äußere Umgebung, von denen hier nur ein Dichtring 14 gezeigt ist.
Die an die Laufbahn 16 für die Nadeln 12 angrenzenden Flächenabschnitte 18 und 20 dienen der Aufnahme je eines Dichtringes 14 und sind mit einer gegen aggressive Medien beständigen Sonderbeschichtung 22 bzw. 24 versehen, die ein Unterrosten der genannten Flächenabschnitte 18, 20 unter Wirkung des aggressiven Mediums, dem das Nadellager 2 ausgesetzt ist, verhindert.
Für den Fall, dass das Nadellager 2 einem etwa in Richtung des Pfeils 26 strömenden aggressiven Medium ausgesetzt ist, kann auch die dieser Strömung ausgesetzte Stirnfläche 28 der Nadelhülse 8 mit einer Sonderbeschichtung 30 versehen sein, wie der Figur 1 entnehmbar ist.
Figur 2 zeigt ein Nadellager 32 mit einer Nadelhülse 34 und einem darin ange- ordneten, aus einem Käfig 36 und den darin gehaltenen Nadeln 38 gebildeten Nadelkranz. Auf die jeweils mit einem Axialflansch 40 bzw. 42 ausgestatteten axialen Enden der Nadelhülse 34 werden als Dichtringanordnung Dichtringe aufgeclipst, von denen in Figur 2 nur ein Dichtring 44 dargestellt ist. Die an die eigentliche Laufbahn 46 für die Nadeln 38 angrenzenden Flächenabschnitte 48 bzw. 50 für die Aufnahme der Dichtringe 44 sind mit einer Sonderbeschichtung 52 bzw. 54 versehen, die diese Flächenabschnitte gegen ein Unterrosten oder dergleichen schützen.
Bezugszahlenliste Nadellager
Welle
Bauteil
Nadelhülse
Käfig
Nadeln
Dichtring
Laufbahn
Flächenabschnitt
Flächenabschnitt
Sonderbeschichtung
Sonderbeschichtung
Pfeil, Strömungsrichtung
Stirnfläche
Sonderbeschichtung
Nadellager
Nadelhülse
Käfig
Nadeln
Axialflansch
Axialflansch
Dichtring
Laufbahn
Flächenabschnitt
Flächenabschnitt
Sonderbeschichtung
Sonderbeschichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Verbesserung des Korrosionsschutzes bei in einem aggressiven Medium eingesetzten Wälzlagern (2), welche wenigstens einen La- gerring (8) mit einer Laufbahn (16) für die Wälzkörper (12) und mit wenigstens einem daran angrenzenden Flächenabschnitt (18, 20) zur Aufnahme einer Dichtringanordnung (14) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die jeweiligen Flächenabschnitte (18, 20) zur Aufnahme einer Dichtringanordnung (14) unter Ausnehmung der Laufbahn (16) mit einer gegen das aggressive Medium beständigen Sonderbeschichtung (22, 24) versehen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich weitere, dem aggressiven Medium ausgesetzte Funktionsflächen (28) des Wälzlagers (2) mit einer Sonderbeschichtung (30) versehen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sonderbeschichtung (22, 24, 30) eine elektrolytische Beschichtung verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sonderbeschichtung (22, 24, 30) eine chemische Beschichtung verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sonderbeschichtung (22, 24, 30) eine Platierung verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sonderbeschichtung (22, 24, 30) ein Lack verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonderbeschichtung (22, 24, 30) nach dem Auftrag einer die Laufbahn einschließenden Erstbeschichtung aufgebracht wird.
8. Wälzlager zur Verwendung in einem aggressiven Medium, umfassend wenigstens einen Lagerring mit einer Laufbahn für die Wälzkörper und mit wenigstens einem daran angrenzenden Flächenabschnitt zur Aufnahme einer Dichtringanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Flä- chenabschnitt (18, 20) zur Aufnahme der Dichtringanordnung (14) bei Ausnehmung der Laufbahn (16) des jeweiligen Lagerrings mit einer gegen das aggressive Medium beständigen Sonderbeschichtung (22, 24) versehen ist.
9. Wälzlager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich weitere, dem aggressiven Medium ausgesetzte Funktionsflächen (28) des jeweiligen Lagerrings mit einer Sonderbeschichtung (30) versehen sind.
10. Wälzlager nach Anspruch 9, zur Verwendung in einem Strom eines aggressiven Mediums, dadurch gekennzeichnet, dass von dem aggressiven Me- dium beaufschlagte Stirnflächen (28) des Lagerrings mit einer Sonderbeschichtung (30) versehen sind.
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