軸向-徑向滾動(dòng)軸承及制造用于其的滾動(dòng)軸承保持架的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制造用于滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)軸承保持架(4)的方法，該滾動(dòng)軸承包括至少一排滾動(dòng)體(3)。在該方法中，由金屬固體材料形成的環(huán)或環(huán)段被設(shè)置并且通過變形工序和/或切割、材料去除工序形成滾動(dòng)軸承保持架(4)的環(huán)形或分段主體(6)。主體(6)具有用于接收滾動(dòng)體(3)的開口(9)，主體(6)被加熱至高于最低涂覆溫度的溫度，以用熱塑性粉末進(jìn)行熱涂覆，主體(6)隨后被浸入含有熱塑性粉末的流化床中，其中在主體處于流化床期間，熱塑性粉末附著到主體(6)上，熔化并形成連續(xù)涂層(7)，在涂覆后主體(6)從流化床移除。本發(fā)明還涉及具有上述滾動(dòng)軸承保持架(4)的軸向-徑向滾動(dòng)軸承。
【專利說明】軸向-徑向滾動(dòng)軸承及制造用于其的滾動(dòng)軸承保持架的方法
[0001]本發(fā)明涉及制造用于滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)軸承保持架的方法，所述滾動(dòng)軸承具有至少一排滾動(dòng)體。本發(fā)明的主題還包含安裝有至少一個(gè)這種滾動(dòng)軸承保持架的滾動(dòng)軸承，其中滾動(dòng)軸承具有內(nèi)圈、外圈以及位于其間的至少一排滾動(dòng)體。
[0002]滾動(dòng)軸承保持架被設(shè)置用于以彼此均勻間隔的方式保持輥?zhàn)有问降臐L動(dòng)體，特別地如錐形輥?zhàn)踊驁A筒輥?zhàn)?。根?jù)現(xiàn)有技術(shù)，相應(yīng)的保持架可以是開口的或閉合的環(huán)的形式或者是由多個(gè)段形成。
[0003]從實(shí)踐中已知在小型滾動(dòng)軸承的情況中有較小的保持架力，其中通過使用塑料保持架基本無磨損。在大型滾動(dòng)軸承的情形中，首先，使用注塑成型的塑料保持架因相應(yīng)注塑磨具的高成本而是無優(yōu)勢的，特別是因?yàn)榇笮蜐L動(dòng)軸承通常僅制造相對(duì)較少的數(shù)量。此外，在許多情形中，用于大型滾動(dòng)軸承的塑料保持架未表現(xiàn)出適合的強(qiáng)度。此外，必須考慮到，特別是對(duì)于錐形輥?zhàn)虞S承的情形，保持架也必須具有錐形殼的形狀，因此其至少不能由平面材料方便地制備。
[0004]在本發(fā)明的上下文中，滾動(dòng)軸承保持架意在特別適用于大型滾動(dòng)軸承，從而保持架的直徑至少為一米。特別地對(duì)于此尺寸，盡管保持架可以由簡單的塑料帶便宜地制成，但是他們?cè)趫A周方向上僅呈現(xiàn)出非常低的強(qiáng)度，因此不適用于許多應(yīng)用。這里，還必須考慮到，特別是對(duì)于大型滾動(dòng)軸承的情形，軸承的往復(fù)替換至少部分地涉及非常高的成本和開支。由鋼制成的保持架可以承受高保持架力，其中鋼易被磨損，特別是在潤滑不良的情況下。諸如滲氮或氮碳共滲的附加措施是昂貴的，同樣使用具有低磨損特性的高等級(jí)金屬(如銅)也是很昂貴的。
[0005]DE3041355A1公開了一種用于常規(guī)滾珠軸承的保持架，所述滾珠軸承具有內(nèi)圈、夕卜圈和布置于其間的多個(gè)滾珠，其中保持架由每個(gè)具有塑料材料涂層的兩個(gè)鈑金部件形成。由兩個(gè)成形且涂覆的鈑金條形成的該類型保持架的制造工藝復(fù)雜，不適合大型滾動(dòng)軸承。由于涂層最初是在靜電方法或流化床方法中被施加到?jīng)_壓件上的，在沖壓件已被連接之后仍存在可能導(dǎo)致?lián)p壞風(fēng)險(xiǎn)增加的轉(zhuǎn)變。熱塑性塑料特別是聚酰胺可以用作涂層，以便減小保持架和滾珠之間的接觸面并保護(hù)內(nèi)圈和外圈免受磨損，以及減少摩擦系數(shù)。
[0006]DE19751003A1公開了一種用粉狀、顆粒狀、液體或糊狀涂覆介質(zhì)來涂覆工件的方法和裝置，其中涂覆介質(zhì)在流化床中被施加。在最終熔化和附著到工件上之前，多余的涂覆介質(zhì)被去除。因此，需要復(fù)雜的方法流程。所描述的方法和裝置特別適用于無休止的工件，所述工件隨后會(huì)被加工成其最終形狀。
[0007]W02011/003391A1公開了一種用于滾動(dòng)軸承的保持架，其中保持架可以由一塊固體金屬制成。保持架具有變形區(qū)域，以便滾動(dòng)體最初可以被放入保持架，并且隨后在變形區(qū)域變形之后被固定。保持架的涂層未被描述，并且也是不可行的，因?yàn)樽鳛樽冃螀^(qū)域變形的結(jié)果，涂層將被損壞。由于隨后可移動(dòng)地布置在保持架內(nèi)的滾動(dòng)體，反向涂覆也是不可行的。
[0008]DE19731892A1 一般性地描述了利用流化床涂覆導(dǎo)電工件的做法。
[0009]本發(fā)明的目的之一是設(shè)計(jì)一種用于制造滾動(dòng)軸承保持架的方法，通過該方法可以簡單的方式提供一種充分強(qiáng)壯但又更加耐磨的滾動(dòng)軸承保持架，特別是用于大型滾動(dòng)軸承。本發(fā)明進(jìn)一步想設(shè)計(jì)一種滾動(dòng)軸承，其所用的滾動(dòng)軸承保持架制造價(jià)格低廉并且還穩(wěn)定和耐用。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種制造用于滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)軸承保持架的方法，如權(quán)利要求1所述的那樣。滾動(dòng)軸承具有至少一排滾動(dòng)體。在該方法的上下文中，提供有由金屬固體材料(特別地例如鋼或鋁)制成的環(huán)或環(huán)段。從環(huán)或環(huán)段，通過變形工序和/或切割、材料去除工序，滾動(dòng)軸承保持架的環(huán)形或分段主體被形成，其具有用于分別接收每個(gè)滾動(dòng)體的開口。
[0011]變形工序和/或切割、材料去除工序不僅用于形成開口，還用于限定主體的進(jìn)一步形式。相應(yīng)地，例如可以形成適于與內(nèi)圈或外圈相接觸的傾斜的接觸表面。此外，在主體的變形期間，還可以在滾動(dòng)軸承保持架上形成諸如潤滑脂凹槽的集成室，在該室中，潤滑劑可以被容納在接觸表面的區(qū)域內(nèi)。還可以設(shè)有其它設(shè)施，例如用于在隨后的涂覆工序期間保持主體的鉆孔。
[0012]隨著切割、材料去除工序的進(jìn)行，特別地還可以使用銑削，車削和鉆孔工序，這些工序還可以組合使用。通過熱切割工序例如借助激光還可以切割形成結(jié)構(gòu)。
[0013]之后，為了用熱塑性粉末進(jìn)行熱涂覆，主體被加熱至高于最低涂覆溫度的溫度，其中主體隨后被浸入含有熱塑性粉末的流化床中。在主體處于流化床中的時(shí)候，塑料粉末附著到主體上并且熔化，從而形成連續(xù)的涂層。最后，主體在涂覆工序之后被從流化床移除。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，主體最初是以其最終形狀進(jìn)行制造的，之后再進(jìn)行涂覆。在從流化床移除主體之后，不需要進(jìn)一步的加熱、變形等操作，從而在整個(gè)環(huán)上形成高度均勻的涂層，其在所有位置處呈現(xiàn)出良好的附著性。
[0015]由于形成主體的環(huán)或形成主體的環(huán)段是由固體材料成形的，因此還可以實(shí)現(xiàn)能夠滿足大型滾動(dòng)軸承即使在重負(fù)載下的需求的非常穩(wěn)定的實(shí)施方式。
[0016]在本發(fā)明的上下文中，因?yàn)橛糜谛纬蓾L動(dòng)軸承保持架的主體具有均勻涂層，主體中用于接收輥?zhàn)拥拈_口必須具有超尺寸，該超尺寸的尺度使得即使考慮到涂層，滾動(dòng)體也可以最少冗余的方式被容納，并且不被阻塞。
[0017]滾動(dòng)軸承優(yōu)選地是具有至少兩排滾動(dòng)體的軸向-徑向滾動(dòng)軸承的形式，從而內(nèi)圈和外圈在徑向彼此相對(duì)并且在軸向彼此相對(duì)地支撐，而不用管軸向推力的方向。這意味著所有軸向力可以被傳遞而不管它們的方向(平行或逆平行)。
[0018]軸向-徑向滾動(dòng)軸承特別地可以是兩排錐形輥?zhàn)虞S承，其具有相對(duì)傾斜的兩排錐形輥?zhàn)?，或者可以是三排輥?zhàn)有突剞D(zhuǎn)接頭。在該類型的輥?zhàn)有突剞D(zhuǎn)接頭的情形中，設(shè)有三排圓筒輥?zhàn)幼鳛闈L動(dòng)體，其中第一和第三排提供軸向支撐，第二排提供徑向支撐。第二排通常被布置在第一排和第三排之間。
[0019]取決于軸向-徑向滾動(dòng)軸承被配置為三排輥?zhàn)有突剞D(zhuǎn)接頭還是兩排錐形輥?zhàn)虞S承，使用圓筒輥?zhàn)踊蝈F形輥?zhàn)?。類似于窗口的開口相應(yīng)地具有矩形或梯形輪廓以用于接收輥?zhàn)?。即使在流化床中施加的涂層在主體的平面部分是高度均勻的，在角落中特別是矩形或梯形輪廓的開口的轉(zhuǎn)角中還是會(huì)形成材料積聚，材料積聚會(huì)導(dǎo)致阻塞輥?zhàn)?，或者在該轉(zhuǎn)角外導(dǎo)致過大冗余。因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例中，在主體具有類似于窗口的開口的情形中，規(guī)定從矩形或梯形輪廓出發(fā)，在開口的轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生延伸超過相應(yīng)輪廓的切口。在例如形成有額外切口或鉆孔的轉(zhuǎn)角處(其中如果產(chǎn)生有鉆孔的話)，形成了圓弧段形狀。
[0020]由環(huán)或環(huán)段形成的主體優(yōu)選地在烘箱中加熱。這里，必須考慮到的是，由于固體材料的存在，需要集中提供相對(duì)大量的熱量。
[0021]取決于主體被配置為環(huán)還是環(huán)段，還可以設(shè)想通過感應(yīng)線圈的交變電磁場來實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱。在連續(xù)環(huán)的情形中，即使是此類型的大型連貫結(jié)構(gòu)也可以被加熱，這是有利的。在主體為環(huán)形的情形中，感應(yīng)線圈優(yōu)選也是環(huán)形的，并且與上述環(huán)同心排列。感應(yīng)線圈在上述環(huán)內(nèi)或環(huán)外的同心排列產(chǎn)生均勻的間隙，進(jìn)而產(chǎn)生均勻的加熱。
[0022]盡管出于能源效率的原因，在加熱期間或之后應(yīng)保持溫度損失盡可能低，但是在本發(fā)明的上下文中，在加熱環(huán)和浸入流化床之間提供一個(gè)時(shí)間間歇會(huì)是有利的，該時(shí)間間歇用來使溫度均勻。
[0023]溫度的選擇在本發(fā)明的上下文中特別重要，因?yàn)樵谶^低溫度下，在流化床中附著到環(huán)上的粉末僅僅以不足的程度熔化。與此相反，在過高的溫度下，存在塑料變得太松軟的風(fēng)險(xiǎn)，從而因重力的原因?qū)е峦繉拥牟痪鶆蚍植?。最后，溫度必須基于用作涂層的熱塑性塑料而進(jìn)行選擇，其中還必須考慮在流化床內(nèi)的涂覆工序期間一定程度的冷卻。
[0024]在本發(fā)明的上下文中，主體是通過變形工序和/或切割、材料去除工序形成的。這里必須考慮到，這類加工過程會(huì)導(dǎo)致灰塵遺留在主體之上。此外，可能存在與加工過程有關(guān)的具有通道、凹槽和不均勻性的表面結(jié)構(gòu)，這在某些情況下?lián)p害后續(xù)利用塑料的涂覆。鑒于此，在變形或加工工序之后，規(guī)定執(zhí)行清洗或某些其它表面處理的進(jìn)一步方法步驟。特別有利的是利用粒子射流來改善表面，例如通過噴砂或金剛砂噴砂進(jìn)行處理。在該處理步驟中，可以去除表面材料缺陷和灰塵。此外，在表面上產(chǎn)生有微結(jié)構(gòu)，這特別適于接收涂層。最后，通過噴砂表面，還可以進(jìn)一步改進(jìn)強(qiáng)度和耐受性。
[0025]為了改進(jìn)主體上涂層的附著性，主體可以設(shè)有附著促進(jìn)層作為涂覆工序之前的底漆。特別地，基于有機(jī)溶劑和合成聚合物的附著促進(jìn)劑是適合的，其優(yōu)選在加熱工序之前已經(jīng)施加。
[0026]本發(fā)明還涉及如權(quán)利要求11-15所述的軸向-徑向滾動(dòng)軸承。
[0027]本發(fā)明通過附圖進(jìn)行了說明，其中附圖僅僅示出了示例性實(shí)施例。附圖中:
[0028]圖1示出了具有兩排錐形輥?zhàn)拥妮S向-徑向滾動(dòng)軸承的截面圖，
[0029]圖2示出了如圖1所示的滾動(dòng)軸承保持架的透視圖，
[0030]圖3示出了圖2所示的滾動(dòng)軸承保持架的放大截面圖。
[0031]圖1示出了軸向-徑向大型滾動(dòng)軸承一側(cè)的截面圖,其中軸向-徑向大型滾動(dòng)軸承具有內(nèi)圈1、外圈2和布置于其間的兩排滾動(dòng)體3。兩排滾動(dòng)體3在軸向方向上彼此相對(duì)布置，從而內(nèi)圈I相對(duì)于外圈2在徑向和軸向兩個(gè)方向上被支撐,而不用管軸向推力的方向。
[0032]從圖1的截面圖可以看出，兩排中錐形輥?zhàn)有问降臐L動(dòng)體3通過滾動(dòng)軸承保持架4被彼此分隔地保持。此外，滾動(dòng)軸承保持架4還具有接觸表面5，在每個(gè)接觸表面5處滾動(dòng)軸承保持架4分別抵靠內(nèi)圈I而被支撐。
[0033]在圖2和圖3中，圖示出兩個(gè)滾動(dòng)軸承保持架4每個(gè)都具有穩(wěn)定的主體6和由熱塑性塑料構(gòu)成的外涂層7。為了改進(jìn)涂層7在主體6上的附著性，一個(gè)薄的附著促進(jìn)層8進(jìn)一步被提供用作中間層。
[0034]穩(wěn)定的主體6是通過切割、材料去除工序由金屬固體材料形成的，并且可由固體環(huán)銑削而成。這獲得了下述優(yōu)點(diǎn)，即主體6呈現(xiàn)出即使對(duì)于大型滾動(dòng)軸承也適用的穩(wěn)定性。此外，在利用固體金屬進(jìn)行制造期間，還可以按需形成其它的外形輪廓。相應(yīng)地，如可從圖2中所見的那樣，用于接收作為滾動(dòng)體3的錐形輥?zhàn)拥拈_口 9具有基本梯形的輪廓。此外，在開口 9的轉(zhuǎn)角處，提供有延伸超過其輪廓的切口 10。在示例性實(shí)施例中，在開口 9的轉(zhuǎn)角處形成有額外的鉆孔，從而所述切口 10具有圓弧段的形狀。
[0035]切口 10用于防止涂層7在轉(zhuǎn)角處的積聚。
[0036]涂層7優(yōu)選地在流化床中被施加，其中形成高度均勻的涂層。然而，僅因?yàn)閹缀涡螤罹涂稍陂_口 9的轉(zhuǎn)角處形成材料積聚，其中由于額外的切口 10，所述材料積聚不會(huì)導(dǎo)致對(duì)滾動(dòng)體3的阻塞。
[0037]主體6賦予了滾動(dòng)軸承保持架4高穩(wěn)定度，同時(shí)涂層7減小了摩擦并且提供了對(duì)磨損的有效防護(hù)。特別地，具有0.4mm至1.3mm層厚度的聚酰胺(PA)和聚醚酮(優(yōu)選為聚醚醚酮(PEEK))適合作為涂層7。
[0038]主體6的涂層優(yōu)選是在流化床中進(jìn)行的，其中主體6首先被加熱到適于涂層7的溫度，在該溫度下，隨后在流化床中塑料粉末的顆粒附著、熔化并形成連續(xù)的涂層7。
【權(quán)利要求】
1.一種制造用于滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)軸承保持架(4)的方法，所述滾動(dòng)軸承具有至少一排滾動(dòng)體⑶， 其中由金屬固體材料制成的環(huán)或環(huán)段被設(shè)置， 其中，通過變形工序和/或切割、材料去除工序，形成所述滾動(dòng)軸承保持架(4)的環(huán)形或分段主體￠)，所述主體(6)具有用于分別接收每個(gè)滾動(dòng)體(3)的開口(9)， 其中，所述主體(6)被加熱至高于最低涂覆溫度的溫度，以便用熱塑性粉末進(jìn)行熱涂覆， 其中所述主體(6)隨后被浸入到含有所述熱塑性粉末的流化床中， 其中，在所述主體(6)處于所述流化床中期間，塑料粉末附著到所述主體(6)上，熔化并形成連續(xù)的涂層(7)，以及 在涂覆工序之后，所述主體(6)被從所述流化床移除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，出于接收作為滾動(dòng)體(3)的輥?zhàn)拥哪康?，形成有具有矩形或梯形輪廓的類似于窗口的開口(9)，并且其中在所述開口(9)的轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生延伸超過相應(yīng)輪廓的切口(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述切口(10)具有圓弧段形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述主體是在烘箱中加熱的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在加熱所述主體(6)和浸入流化床之間設(shè)有時(shí)間間歇，以便使得所述主體￠)的溫度均勻，并且其中即使在所述時(shí)間間歇的末端所述主體(6)仍處于高于所述最低涂覆溫度的溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在所述加熱和/或涂覆工序期間，所述主體(6)被移動(dòng)，特別是被樞轉(zhuǎn)和/或旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，由聚酰胺或聚醚酮制成的熱塑性粉末被使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述涂層(7)被形成為具有0.4mm至1.3mm之間的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述主體(6)在所述涂覆工序之前使用粒子射流來進(jìn)行處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述主體(6)設(shè)有附著促進(jìn)層(8)，作為所述涂覆工序之前的底漆。
11.一種滾動(dòng)軸承，具有內(nèi)圈(1)、外圈(2)以及至少一排輥?zhàn)有问降臐L動(dòng)體(3)，其中，對(duì)于各排輥?zhàn)有问降臐L動(dòng)體(3)，其中，對(duì)于每排來說，設(shè)有以彼此預(yù)定間隔的方式保持相關(guān)輥?zhàn)拥臐L動(dòng)軸承保持架(4)，其中所述滾動(dòng)軸承保持架(4)具有環(huán)形或分段的主體(6)，所述主體(6)是通過變形工序和/或切割、材料去除工序形成的，并且其中所述主體(6)涂覆有塑料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述滾動(dòng)軸承是具有至少兩排滾動(dòng)體的軸向-徑向滾動(dòng)軸承的形式，從而所述內(nèi)圈(1)和所述外圈(2)在徑向彼此相對(duì)并且在軸向彼此相對(duì)地支撐，而不用管軸向推力的方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，兩排錐形輥?zhàn)颖挥米鳚L動(dòng)體(3)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，三排圓筒輥?zhàn)颖挥米鰸L動(dòng)體(3)，其中第一排和第三排提供軸向支撐，并且第二排提供徑向支撐。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一權(quán)利要求所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，每個(gè)所述滾動(dòng)軸承保持架(4)具有至少一米的直徑。
【文檔編號(hào)】F16C33/56GK104302936SQ201380011762
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月29日
【發(fā)明者】沃爾夫?qū)た藙谒? 萊因哈德·于爾根斯, 斯特凡·施奈德, 約根·羅爾曼 申請(qǐng)人:蒂森克虜伯羅特艾德有限公司