DE102015201173A1 - Rolling bearing cage - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig (1) mit mindestens einem Flächenabschnitt (2), der bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Käfigs (1) zumindest abschnittsweise eine Gegenfläche (3) kontaktiert und mit dieser im Gleitkontakt ist. Um die Schmierung auch beim Einsatz von wenig Schmiermittel zu verbessern, sieht die Erfindung vor, dass der Flächenabschnitt (2) zumindest einen ersten Bereich (A1) aufweist, der mit einer Beschichtung (4) aus oleophobem und/oder lipophobem Material versehen ist, sowie mindestens einen zweiten, an den ersten Bereich (A1) angrenzenden Bereich (A2) aufweist, der frei von einer solchen Beschichtung (4) ist.The invention relates to a roller bearing cage (1) having at least one surface portion (2), the at least partially contact a counter surface (3) when intended use of the cage (1) and is in sliding contact with this. In order to improve the lubrication even when using little lubricant, the invention provides that the surface portion (2) has at least a first region (A1) which is provided with a coating (4) of oleophobic and / or lipophobic material, and has at least a second, adjacent to the first region (A1) region (A2), which is free of such a coating (4).
Description
Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig mit mindestens einem Flächenabschnitt, der bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Käfigs zumindest abschnittsweise eine Gegenfläche kontaktiert und mit dieser im Gleitkontakt ist. The invention relates to a roller bearing cage with at least one surface portion, the at least partially contacting a mating surface with the intended use of the cage and with this in sliding contact.
Bei Wälzlagerkäfigen kann es im Kontaktbereich zwischen dem Käfig und den Bauteilen, namentlich den Wälzkörpern und den Lagerringen, zu einer Mangelschmierung kommen, wenn kein oder zu wenig Schmierstoff für den Kontaktbereich zur Verfügung steht. Problematisch kann insbesondere sein, dass Schmierstoff aufgrund der Zentrifugalkräfte im Lager während des Betriebs weggeschleudert wird, z. B. in den Bereich der Dichtung, und somit der Schmierstoff dann nicht mehr für die Schmierung des oben genannten Gleitkontakts zur Verfügung steht. In the case of roller bearing cages, in the area of contact between the cage and the components, namely the rolling elements and the bearing rings, lack of lubrication can occur if there is no or too little lubricant available for the contact area. In particular, it can be problematic that lubricant is thrown away during operation due to the centrifugal forces in the bearing, eg. B. in the region of the seal, and thus the lubricant is then no longer available for the lubrication of the above sliding contact.
Bekannt ist es, Käfige mit diversen Taschen bzw. Ausnehmungen zwecks Aufnahme von Schmierstoff auszustatten, d. h. mit einem Schmierstoffreservoir. Diese Maßnahmen sind aber nicht in allen Fällen hinreichend wirksam. It is known to equip cages with various pockets or recesses for the purpose of receiving lubricant, d. H. with a lubricant reservoir. However, these measures are not sufficiently effective in all cases.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Käfig der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass es möglich ist, die Schmierung auch beim Einsatz von wenig Schmiermittel zu verbessern. Gleichzeitig soll die Korrosionsbeständigkeit verbessert werden. The invention has the object of developing a cage of the type mentioned so that it is possible to improve the lubrication even when using little lubricant. At the same time, the corrosion resistance should be improved.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenabschnitt zumindest einen ersten Bereich aufweist, der mit einer Beschichtung aus oleophobem und/oder lipophobem Material versehen ist, sowie mindestens einen zweiten, an den ersten Bereich angrenzenden Bereich aufweist, der frei von einer solchen Beschichtung ist. The solution of this object by the invention is characterized in that the surface portion has at least a first region, which is provided with a coating of oleophobic and / or lipophobic material, and at least a second region adjacent to the first region, the free of such a coating is.
Die Beschichtung besteht dabei bevorzugt aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder aus Perfluoralkoxy-Polymer (PFA). The coating consists preferably of polytetrafluoroethylene (PTFE) or perfluoroalkoxy polymer (PFA).
Die Dicke der Beschichtung beträgt bevorzugt weniger als 3 µm, besonders bevorzugt sogar weniger als 1 µm. The thickness of the coating is preferably less than 3 μm, particularly preferably less than 1 μm.
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung schließen zwei erste Bereiche mit Beschichtung einen zweiten Bereich ohne Beschichtung ein. Die beiden ersten Bereiche können dabei über eine vorgegebene Erstreckung so weit zusammenlaufen, dass sie eine Engstelle des zweiten Bereichs bilden. Dies ist bevorzugt so ausgeführt, dass der eingeschlossene zweite Bereich abschnittsweise eine Kapillare für Öl oder Fett bildet. According to a specific embodiment of the invention, two first areas with coating include a second area without a coating. The two first regions can converge over a given extent so far that they form a bottleneck of the second region. This is preferably carried out so that the enclosed second region forms a capillary section for oil or fat in sections.
Die Beschichtung aus oleophobem und/oder lipophobem Material kann durch Eintauchen in das Beschichtungsmaterial aufgebracht sein. Eine andere Möglichkeit sieht vor, dass die Beschichtung aus oleophobem und/oder lipophobem Material durch Aufsprühen des Beschichtungsmaterials aufgebracht ist. The coating of oleophobic and / or lipophobic material may be applied by immersion in the coating material. Another possibility provides that the coating of oleophobic and / or lipophobic material is applied by spraying the coating material.
Die Erfindung stellt somit auf eine Beschichtung von Teilbereichen des Käfigs mit einem oleophoben bzw. lipophoben Material ab, um eine optimale Schmierstoffversorgung zu gewährleisten. The invention thus relies on a coating of portions of the cage with an oleophobic or lipophobic material to ensure optimum lubricant supply.
Das hierfür bevorzugte Material, also PTFE oder PFA, hat eine relativ geringe Oberflächenenergie und einen sehr großen Kontaktwinkel bei der Benetzung mit einer Flüssigkeit, so dass die hier angestrebte bzw. genutzte oleophobe bzw. lipophobe Eigenschaft für einen Wälzlagerkäfig genutzt werden kann. The material preferred for this purpose, ie PTFE or PFA, has a relatively low surface energy and a very large contact angle when wetted with a liquid, so that the oleophobic or lipophobic property sought or used here can be used for a roller bearing cage.
Durch eine gezielt aufgebrachte oleophobe bzw. lipophobe Beschichtung auf den Käfig kann die Schmierstoffzufuhr, sowohl im Falle von Fett als auch im Falle von Öl, gezielt gesteuert werden. Der Schmierstoff kann nur noch an den Stellen des Käfigs haften, die nicht mit dem besagten Material beschichtet sind. Die Bereiche mit der oleophoben bzw. lipophoben Beschichtung weisen indes den Schmierstoff ab. By a selectively applied oleophobic or lipophobic coating on the cage, the lubricant supply, both in the case of fat and in the case of oil, can be controlled specifically. The lubricant can only adhere to the areas of the cage that are not coated with said material. The areas with the oleophobic or lipophobic coating, however, have the lubricant.
So kann man den Schmierstoff gezielt dort hin leiten, wo er zur Schmierung in erster Linie benötigt wird, d. h. bevorzugt in den Käfigtaschen, damit die Wälzkörper den Schmierstoff in den Schmierspalt eintragen; Entsprechendes gilt für den Kontaktbereich – sofern gegeben – mit den Lagerringen. So you can direct the lubricant where it is needed for lubrication in the first place, d. H. preferably in the cage pockets, so that the rolling elements enter the lubricant in the lubrication gap; The same applies to the contact area - if given - with the bearing rings.
Darüber hinaus kann man durch die geometrische Ausgestaltung der Beschichtung gezielt eine Kapillarwirkung für den Schmierstoff erzielen. In addition, you can achieve a capillary action for the lubricant targeted by the geometric design of the coating.
Vorteilhafter Weise ergeben sich so eine verlängerte Schmiermittelgebrauchsdauer, längere Wartungsintervalle, weniger benötigtes Schmiermittel und verlängerte Nachschmierintervalle. Weiterhin ist ein Lagerausfall aufgrund einer Mangelschmierung weniger wahrscheinlich. Advantageously, this results in an extended lubricant service life, longer maintenance intervals, less required lubricant and extended relubrication intervals. Furthermore, bearing failure due to lack of lubrication is less likely.
Der Einsatzbereich der vorliegenden Erfindung sind alle Wälzlager, die einen Käfig einsetzen. The field of application of the present invention are all roller bearings which use a cage.
Durch die Beschichtung mit einer Dicke von vorzugsweise weniger als 1 µm kann weiterhin ein effizienter Korrosionsschutzeffekt erreicht werden. Insbesondere metallisches Material ist somit gut vor Korrosion geschützt. Bislang ist es üblich, zwecks Korrosionsschutzes spezielle Schichten aufzubringen, beispielsweise aus Chrom, oder durch Auftrag eines Konservierungsmittels, was einen entsprechenden Aufwand darstellt. Dies hat allerdings auch gewisse Nachteile. Konservierungsmittel können teilweise nicht einsetzbar sein, weil sie in negativer Wechselwirkung mit dem Schmiermittel stehen. Schmiermittel-verträgliche Konservierungsmittel haben zumeist nur eine geringe Wirkungszeit. Indes sind klassische Beschichtungen, beispielweise durch galvanisch aufgebrachtes Chrom, meist zu dick, was sich auch nachteilig auswirkt. Demgemäß kann vorgesehen werden, ein vor Korrosion zu schützendes Bauteil, insbesondere ein Wälzlagerbauteil, mit der genannten dünnen Schicht zu versehen. By the coating with a thickness of preferably less than 1 micron, an efficient corrosion protection effect can furthermore be achieved. In particular, metallic material is thus well protected against corrosion. So far, it is customary for the purpose of corrosion protection to apply special layers, such as chromium, or by applying a preservative, which represents a corresponding expense. However, this also has certain disadvantages. Preservatives may be partially unusable because they are in negative interaction with the lubricant. Lubricant-compatible preservatives usually have only a short duration of action. However, classical coatings, for example by means of electroplated chromium, are usually too thick, which also has a disadvantageous effect. Accordingly, it can be provided to provide a component to be protected against corrosion, in particular a rolling bearing component, with said thin layer.
Der Aufbringprozess der erfindungsgemäßen Beschichtung kann in einfacher Weise durch Eintauchen in das oleophobe bzw. lipophobe Material erfolgen (gegebenenfalls nach Abdeckung der Bereiche, die nicht beschichtet werden sollen). Das Material kann auch auf die gewünschten Bereiche aufgesprüht werden. The application process of the coating according to the invention can be carried out in a simple manner by immersion in the oleophobic or lipophobic material (if appropriate after covering the regions which are not to be coated). The material can also be sprayed on the desired areas.
Während die beschriebene Anordnung von mindestens zwei benachbarten Bereichen mit bzw. ohne Beschichtung besonders bei Wälzlagerkäfigen vorteilhaft ist, kann generell eine solche Ausgestaltung auch an anderen zu schmierenden Bauteilen bzw. Oberflächen vorgesehen werden, die mit einem Schmiermittel versorgt werden, um den beschriebenen Leiteffekt für das Schmiermittel zu erzeugen. While the described arrangement of at least two adjacent regions with or without coating is particularly advantageous for roller bearing cages, such a configuration can generally also be provided on other components or surfaces to be lubricated, which are supplied with a lubricant in order to achieve the described conductive effect for the To produce lubricant.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: In the drawings, embodiments of the invention are shown. Show it:
In
Der Wälzlagerkä
Für solch einen Flächenabschnitt
In
Bei dem oleophoben bzw. lipophoben Material handelt es sich bevorzugt um PTFE (Polytetrafluoräthylen) oder um PFA (Perfluoralkoxy-Polymer), das eine öl- bzw. fettabweisende Eigenschaft hat. Diese Materialien sind als solche im Stand der Technik hinlänglich bekannt, so dass sie hier nicht näher beschrieben werden müssen. The oleophobic or lipophobic material is preferably PTFE (polytetrafluoroethylene) or PFA (perfluoroalkoxy polymer) which has an oil or grease-repellent property. These materials are well known as such in the art, so they need not be described further here.
Der damit erzielte Effekt ist, dass das vorhandene, gegebenenfalls auch nur wenige, Schmierfett bzw. -öl gezielt in den zweiten Bereich A2 geleitet wird, sich hier kumuliert und zur effizienten Schmierung des Gleitkontakts zur Verfügung steht. The effect achieved is that the existing, possibly even a few, lubricating grease or oil is specifically directed into the second area A2, cumulated here and is available for efficient lubrication of the sliding contact.
Dieses Vorgehen kann – wie es
Die Beschichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Wälzlagerkäfig Rolling bearing cage
- 2 2
- Flächenabschnitt surface section
- 3 3
- Gegenfläche counter surface
- 4 4
- Beschichtung coating
- 5 5
- Engstelle bottleneck
- 6 6
- Aufnahmetasche receiving pocket
- 7 7
- Wälzkörper rolling elements
- A1 A1
- erster Bereich first area
- A2 A2
- zweiter Bereich second area
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