滾動軸承保持架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有由塑料制成的基本體的滾動軸承保持架，金屬覆層施加到所述基本體上。
【背景技術(shù)】
[0002]由金屬化的塑料構(gòu)成的滾動軸承保持架例如從WO2009/135477A1中已知。金屬覆層至少部段地覆蓋基本體并且具有帶有納米結(jié)晶的粒度的組織結(jié)構(gòu)。將基于鈦或鎳的合金或鐵合金考慮作為形成覆層的金屬。金屬覆層能夠電化學(xué)地施加到基本體上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所基于的目的是:相對于所述的現(xiàn)有技術(shù)尤其在耐用性和抗磨損性方面改進滾動軸承的金屬化的塑料保持架。
[0004]根據(jù)本發(fā)明所述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的滾動軸承保持架實現(xiàn)。滾動軸承保持架具有由塑料制成的基本體，所述基本體的表面被改性。金屬的覆層施加到所述基本體的改性的表面上。滾動軸承保持架能夠為用于滾子軸承的軸承保持架，例如滾柱軸承、圓錐滾子軸承或球面滾子軸承的軸承保持架，同樣為球軸承的軸承保持架。
[0005]與在制造過程、例如注塑過程之后的基本體的表面的狀態(tài)相比，通過對基本體的表面改性實現(xiàn)金屬覆層在基本體上的改進的附著。這也在其中塑料基本體通過擠出或切削制造的情況下適用。例如聚酰胺、尤其玻璃纖維強化的聚酰胺PA66或者聚醚醚酮(PEEK)適合作為用于制造基本體的材料。尤其適當(dāng)?shù)腜EEK變型形式是PEEK 10/10/10。在此分別將10%的碳纖維、石墨和聚四氟乙烯(PTFE)添加給基本材料PEEK。其他適合于制造基本體的塑料是Ρ0Μ(聚甲醛)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)、PPA(聚苯酰胺)、PPS(聚苯硫醚)、PEI(聚乙烯亞胺)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)和PET(聚對苯二甲酸乙二酯)。
[0006]基本體的塑料表面能夠通過機械和/或化學(xué)處理來改性。機械改性例如為借助顆粒、尤其玻璃球、例如直徑最大為250μπι的玻璃球進行噴射?；瘜W(xué)表面改性例如能夠通過酸洗或刻蝕基本體來實現(xiàn)。同樣地，基本體的表面能夠通過化學(xué)對接增加附著力的試劑來改性。術(shù)語“化學(xué)改性”也歸入膠體體系以及基于硫的體系的應(yīng)用。特別地，作為柏拉圖方法(等離子工藝、表面處理)已知的方法步驟屬于用于實現(xiàn)基本體的表面化學(xué)改性的處理方法。柏拉圖方法的大量的變型形式由弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進協(xié)會公開。示例地，在本文中參考公開文獻DE 198 51 101 Α1。
[0007]基本體的改性的塑料表面適合于施加金屬初始層、例如基于鎳或銅的金屬初始層。滾動軸承保持架的金屬覆層優(yōu)選構(gòu)成為納米結(jié)晶覆層。所述覆層的粒度優(yōu)選小于500nm，尤其小于lOOnm。針對該技術(shù)背景示例地參考專利文獻DE 102 62 102 B4。滾動軸承保持架的金屬覆層例如包含鉻、銅、鎳、鈷和/或鐵并且優(yōu)選具有20-500μπι范圍中的層厚度。能夠包含在金屬覆層中的其他適當(dāng)?shù)牟牧鲜倾y和鈦。金屬覆層的硬度優(yōu)選大于300HV 0.3。在一個替選的設(shè)計方案中，覆層構(gòu)成為NiP或NiP納米覆層。
[0008]意料不到地顯示出:盡管通常在滾動軸承部件中所需要的幾何公差范圍窄，基本體的尤其能夠通過表面改性形成的相對大的波紋度不僅是可容忍的，而且在多種運行條件下、尤其在滾動軸承潤滑不足的情況下甚至是有利的。在優(yōu)選的設(shè)計方案中，基本體的改性的表面具有波紋度，所述波紋度是改性的表面的粗糙度的至少十倍大并且大于金屬覆層的層厚度。將粗糙度在此理解為根據(jù)DIN ΕΝ ISO 4287的平均粗糙度值Ra。波紋度Wt同樣能夠在DIN ΕΝ ISO 4287的意義中來理解，其中能夠?qū)⒏鶕?jù)DIN ΕΝ ISO 1302編號6.5.3的規(guī)定值作為極限波長值。
[0009]有利的改進形式提出，通過或者將另外的組成部分引入到覆層本身中或者將附加層施加到金屬覆層上來進行金屬覆層的改變。金屬覆層中的附加的組成部分例如能夠是防磨損顆粒。改進金屬覆層的抗磨損性的適當(dāng)?shù)挠操|(zhì)材料顆粒例如是SiC、TiC、Ti02和金剛石。代替硬質(zhì)材料顆?；蛘叱诉@種防磨損顆粒之外也能夠在金屬覆層中包含降低摩擦的顆粒，例如由PTFE、石墨、MoS2或WS2構(gòu)成的顆粒或這些顆粒的組合。
[0010]施加到金屬覆層上的附加層例如能夠構(gòu)成為溶膠-凝膠層(例如Si02或Zr02)，還有構(gòu)成為納米顆粒支持的溶膠-凝膠層。借助這種層尤其能夠優(yōu)化可潤濕性以及防污特性。
[0011]滾動軸承保持架的尤其高的硬度能夠通過基于碳的附加層來建立。在此，其能夠為純的碳層或包含碳和氫的層。層在這兩種情況下能夠通過金屬(例如W、Cr)或者非金屬(例如S1、0)摻雜。
[0012]將噴射層能夠作為滾動軸承保持架的覆層的覆蓋層施加，對此適合的是熱學(xué)方法、等離子方法以及HV0F方法(high velocity oxygen fuel高速火焰噴涂)dHVOF方法的特別的優(yōu)點是如下事實:進入到要覆層的材料中的熱量相對于施加的材料量相對地小，使得不損壞基本體的塑料。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的滾動軸承保持架尤其適合于以潤滑不足的方式運行的滾動軸承中的應(yīng)用。永久或暫時干運轉(zhuǎn)的滾動軸承也借助根據(jù)本發(fā)明的滾動軸承保持架實現(xiàn)高的使用壽命。同樣地適用于所謂的介質(zhì)潤滑的滾動軸承，這就是說，處于介質(zhì)中的滾動軸承，尤其由介質(zhì)穿流，所述介質(zhì)不主要設(shè)置用于潤滑目的。這種介質(zhì)例如能夠是液化氣體或水，還有海水。
[0014]滾動軸承保持架的一個特別的優(yōu)點在于其質(zhì)量和其機械可負(fù)荷性之間的極其適宜的關(guān)聯(lián)。因此，該滾動軸承保持架也適合于在極其高的轉(zhuǎn)速下運行的滾動軸承。塑料基本體的橫截面在此同樣如金屬覆層的層厚度那樣能夠匹配于滾動軸承保持架的不同的部位上的可預(yù)期的負(fù)荷。在完全包圍基本體的金屬覆層的情況下，排除環(huán)境介質(zhì)和/或潤滑劑對基本體的塑料的任何作用。特別地，由此持久地防止基本體的泡漲。滾動軸承保持架的借此實現(xiàn)的尺寸穩(wěn)定性允許具有極其小間隙的結(jié)構(gòu)，尤其是滾動體在保持架容納部中的極其小的間隙，這又對于快速轉(zhuǎn)動的滾動軸承改進滾動軸承保持架的能力。因此，同樣地，相對于具有金屬保持架或塑料保持架的常規(guī)的滾動軸承改進滾動軸承的噪聲特性。
[0015]金屬覆層和必要時還有附加層的多樣的構(gòu)成可行性允許將滾動軸承保持架的特性匹配于不同的要求。這例如涉及生理學(xué)上的無害性和食品消化性、生物相容性、防污特性以及可磁化性。在全部應(yīng)用情況下，滾動軸承保持架上的優(yōu)選閉合的金屬覆層用于良好的導(dǎo)熱，這尤其在潤滑不足和高轉(zhuǎn)速和高負(fù)荷組合的情況下是尤其有意義的。
【附圖說明】
[0016]下面，根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的多個實施例。其中分別以示意圖示出:
[0017]圖1示出由金屬化的塑料制成的滾動軸承保持架的第一實施例的剖面圖，
[0018]圖2示出滾動軸承保持架的第二實施例的類似圖1的視圖。
【具體實施方式】
[0019]圖1和2分別示出整體設(shè)有附圖標(biāo)記1的滾動軸承保持架的橫截面的極度放大的、不符合比例的一部分，關(guān)于其原理功能參考開始應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)。
[0020]每個滾動軸承保持架1具有由塑料制成的基本體2，在所述基本體上存在金屬覆層
3。金屬覆層3在此施加到基本體2的改性的表面4上。基本體2的表面4的改性在附圖1和2中通過表面4的明顯可識別的粗糙度來說明。與根據(jù)圖1和2的符號視圖不同，然而基本體2的表面4的改性中也能夠為僅化學(xué)的表面改性，所述化學(xué)的表面改性對可測量的粗糙度沒有影響。在任何情況下，在即將要施加金屬覆層3之前的表面4的特性與剛制造后的基本體2的表面特性不同。
[0021]在根據(jù)圖1的實施例中，將不同的顆粒5、6、即防磨損顆粒5以及降低摩擦的顆粒6裝入到金屬覆層3中。顆粒5、6設(shè)計得小，使得其對于金屬覆層3的不可透過性沒有影響。金屬覆層3為具有小于500nm平均粒度的納米結(jié)晶覆層。
[0022]與根據(jù)圖1的實施例不同，在根據(jù)圖2的實施例中，金屬覆層3不包含附加材料。代替于此，在該情況下將附加層7施加到金屬覆層3上。在此，其例如為碳層或溶膠-凝膠層。在這兩種情況下，金屬覆層3和附加層7的層厚度的總和不大于0.5mm。
[0023]在根據(jù)圖1的實施例中還有在根據(jù)圖2的實施例中，都能夠通過磨削、滑動磨削、搪磨或者電解拋光來進行金屬覆層3或附加層7的最終加工。
[0024]附圖標(biāo)記列表
[0025]1滾動軸承保持架
[0026]2 基本體
[0027]3金屬覆層
[0028]4改性的表面
[0029]5防磨損顆粒
[0030]6降低摩擦的顆粒
[0031]7附加層
【主權(quán)項】
1.一種滾動軸承保持架，其具有: -由塑料制成的基本體(2)， -所述基本體(2)的改性的表面(4)， -在所述基本體(2)的改性的所述表面(4)上的金屬覆層(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承保持架，其特征在于，將化學(xué)改性設(shè)置作為所述基本體(2)的所述表面(4)的改性。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾動軸承保持架，其特征在于，所述基本體(2)的改性的所述表面(4)具有波紋度(Wt)，所述波紋度是改性的所述表面(4)的粗糙度(Ra)的至少十倍大并且大于所述金屬覆層(3)的層厚度。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的滾動軸承保持架，其特征在于，所述金屬覆層(3)包含防磨損顆粒(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的滾動軸承保持架，其特征在于，將附加層(7)施加到所述金屬覆層(3)上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾動軸承保持架，其特征在于，將溶膠-凝膠層設(shè)置作為附加層⑴。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾動軸承保持架，其特征在于，將碳層設(shè)置作為附加層(7)。8.一種用于制造滾動軸承保持架的方法，其具有如下步驟: -由塑料制成基本體(2)， -將所述基本體(2)的表面(4)改性， -將金屬覆層(3)施加到所述基本體(2)的改性的所述表面(4)上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述基本體(2)的表面(4)通過等離子改性。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，機械地預(yù)處理所述表面(4)。11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的方法，其特征在于，通過高速火焰噴涂將附加層(7)施加到所述金屬覆層(3)上。
【專利摘要】一種滾動軸承保持架，其尤其是用于潤滑不足的應(yīng)用，所述滾動軸承保持架包括：-由塑料制成的基本體(2)，-基本體(2)的改性的表面(4)，-基本體(2)的改性的表面(4)上的金屬覆層(3)。
【IPC分類】C08L77/06, C08J7/12, C08L61/16, C08J7/00, C08J7/06
【公開號】CN105473650
【申請?zhí)枴緾N201480046179
【發(fā)明人】尼科·基?；舴? 克勞斯·穆勒, 貝爾特拉姆·哈格
【申請人】舍弗勒技術(shù)股份兩合公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年7月1日
【公告號】DE102013216745A1, DE102013216745B4, US20160201723, WO2015024565A1