用于制造滚动轴承保持架、尤其大滚动轴承保持架的方法和滚动轴承保持架

文档序号:621059 发布日期:2021-05-07 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 用于制造滚动轴承保持架、尤其大滚动轴承保持架的方法和滚动轴承保持架 (Method for producing a rolling bearing cage, in particular a large rolling bearing cage, and rolling bearing cage ) 是由 延斯·拉波尔德 贝恩德·施塔克迈尔 卢德格尔·绍尔 于 2019-09-06 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于制造滚动轴承的滚动轴承保持架、特别是用于制造用于大滚动轴承的大滚动轴承保持架的方法,其中,在第一步骤中制造基体,并且在第二步骤中给基体设置至少一个滑动面,其特征在于,通过将焊接填料堆焊到基体上来制造所述至少一个滑动面,本发明还涉及一种用于滚动轴承的滚动轴承保持架,尤其是用于大滚动轴承的大滚动轴承保持架,其中,该滚动轴承保持架包括基体,并且其中,该基体具有至少一个滑动面,其特征在于,该至少一个滑动面是通过焊接填料堆焊到基体上的滑动面。(The invention relates to a method for producing a rolling bearing cage for a rolling bearing, in particular for producing a large rolling bearing cage for a large rolling bearing, wherein a base body is produced in a first step and at least one sliding surface is provided for the base body in a second step, characterized in that the at least one sliding surface is produced by overlaying a weld filler on the base body, and to a rolling bearing cage for a rolling bearing, in particular a large rolling bearing cage for a large rolling bearing, wherein the rolling bearing cage comprises a base body and wherein the base body has at least one sliding surface, characterized in that the at least one sliding surface is a sliding surface overlaid on the base body by the weld filler.)

用于制造滚动轴承保持架、尤其大滚动轴承保持架的方法和 滚动轴承保持架

技术领域

本发明涉及一种滚动轴承保持架,其在与轴承环的接触面处具有滑动面。

背景技术

这种系统大致上由现有技术已知。滑动面用于降低在封闭的或分段的滚动轴承保持架与其在另外的轴承环处的接触面之间的摩擦面上的磨损。滚动轴承保持架的任务是引导滚动轴承的滚动体并且将它们彼此分开。为此,滚动轴承保持架将滚动体引导到强制取向中。滚动轴承保持架同样通过轴承环引导。在滚动轴承保持架和轴承环之间在轴承旋转期间产生相对运动。通过滚动体沿着轴承环的运动,滚动轴承保持架也根据负载情况与内轴承环、外轴承环接触,或者部分地与内轴承环接触并且部分地与外轴承环接触。在此,滚动体通过滚动体保持架的引导决定了,滚动体将滚动体保持架压向内轴承环和/或外轴承环。由于相对运动产生的摩擦力不仅在保持架上而且在轴承环上都导致负载和增强的磨损。通过选择接触面处合适的摩擦匹配件(Reibpartner)可以实现磨损的降低和负载的降低。

例如,文献DE 10 2015 101 464 A1公开了一种用于滚动轴承的滚动轴承保持架,该滚动轴承保持架由钢制的基体和施加到基体上的青铜制的轴承金属滑动件组成,所述滑动件用于降低轴承环和滚动轴承保持架之间的摩擦。在此,青铜制的轴承金属滑动件焊接到滚动轴承保持架的基体上。

此外,由现有技术已知由不同的其他材料构成的轴承金属滑动件。轴承金属滑动件由于其几何形状特征以及在轴承金属滑动件与轴承环之间的材料配对对滑动特性的有利影响而降低了在滚动轴承保持架与轴承环的所有在结构上考虑的接触面处的摩擦力。

轴承金属滑动件的焊接手动地进行并且由此在较低的工艺可靠性的情况下耗费时间、成本和检验。此外,滑动面的成型由于使用轴承金属滑动件而受到极大限制。

发明内容

因此,本发明的目的是提供一种用于制造滚动轴承保持架的方法,该方法不具有现有技术的缺点,而是成本低廉、精确、节省材料、工艺稳定并且是重复准确的并且在设计滑动面时在其大小、数量、位置和造型方面仅具有很少的限制。

本发明的另一目的是提供一种滚动轴承保持架,其没有现有技术的缺点,而是同样有利地、轻型地且精确地实施。

该目的通过一种用于制造滚动轴承的滚动轴承保持架、特别是用于制造用于大滚动轴承的大滚动轴承保持架的方法来实现,其中,在第一步骤中制造基体,并且在第二步骤中给基体设置至少一个滑动面,其特征在于,通过将焊接填料堆焊到基体上来制造所述至少一个滑动面。

在此,至少一个滑动面通过体积构建由焊接来制造。在此,体积构建利用焊接填料来实现,该焊接填料在焊接时作为层施加并且与基体材料配合地连接。

根据本发明的方法相对于现有技术具有这样的优点,即其可完全自动化。由此,可以明显更快且更成本有利地制造至少一个滑动面。此外,通过根据本发明的方法提高了精度和重复准确性。此外,还降低了故障和错误风险,因为与现有技术不同,在大滚动轴承保持架和待焊接的轴承金属滑动件之间不存在连接焊缝,该焊缝削弱整个结构。此外,对至少一个滑动面的成型的限制很少,并且通过提高的精度和在成型中的自由度可以明显降低材料耗费。

通过选择合适的材料用于堆焊可以实现磨损减少。可以设想,由铝青铜焊成至少一个滑动面。

可以设想,滑动面基本上点状地进行堆焊。但是也可以考虑,滑动面圆形地、矩形地、方形地或椭圆形地进行堆焊。

本发明的有利的设计方案和扩展方案能够从从属权利要求以及参照附图的说明中获知。

根据本发明的一个优选实施方式设置,在堆焊时使用由不同材料构成的材料组合物作为焊接填料。因此,可以由合适的材料组合物制造至少一个滑动面,以减小摩擦力并因此减小磨损。可以设想,以粉末提供用于体积构建的焊接填料。但是也可以考虑,将用于体积构建的焊接填料以棒、锭或以其它任意的固体形状提供。此外可以考虑,提供以粉末和/或以棒、锭或以其他任意的固体形式的不同材料和/或材料混合物组合作为用于体积构建的焊接填料。

根据本发明的另一个优选实施方式,所述至少一个滑动面由多个不同的层制造,其中不同的焊接填料优选用于不同的层。这使得能够制造具有不同特性(例如,粘附性、焊接特性或滑动性)的层。因此,可以以有利的方式将具有良好的滑动性但与大滚动轴承保持架的材料可连接性差的层作为上滑动层涂覆到作为下附着层的另一层上,该另一层具有与大滚动轴承保持架的材料和上滑动层的材料的良好的可连接性。

根据本发明的另一优选的实施方式设置,所述至少一个滑动面在基体的第一位置处由第一滑动面区域制造并且在基体的第二位置处由第二滑动面区域制造,其中,第一滑动面区域以形状和/或体积与第一滑动面区域的预期的第一负载相匹配地制造,并且第二滑动面区域以形状和/或体积与第二滑动面区域的预期的第二负载相匹配地制造。这以有利的方式实现了,使至少一个滑动面精确地与预期的负载相匹配。这例如可以是在所述至少一个滑动面的材料厚度或宽度方面的匹配。此外,通过根据需要精确地制造,可以优化所使用的焊接填料的量。

根据本发明的另一优选实施方式设置,所述至少一个滑动面在基体的另一第一位置处由另一第一焊接填料构成的另一第一滑动面区域制造,并且在基体的另一第二位置处由另一第二焊接填料构成的另一第二滑动面区域制造,其中,所述另一第一焊接填料与所述另一第一滑动面区域的预期的另一第一负载匹配地选自多种焊接填料,并且所述另一第二焊接填料与所述另一第二滑动面区域的预期的另一第二负载匹配地选自多种焊接填料。这以有利的方式实现了,至少一个滑动面鉴于堆焊的材料精确地与预期的机械负载相匹配。预期的机械负载通过从外部作用在滚动轴承上的负荷或通过滚动轴承的自重产生。这些可以是径向负荷、轴向负荷或者径向负荷和轴向负荷的组合。

根据本发明的另一优选实施方式设置,所述至少一个滑动面沿着在滚动轴承的第一运行状态中在滚动轴承保持架和至少一个轴承环之间的预期的第一接触面进行堆焊,并且第二滑动面沿着在滚动轴承的第二运行状态中在滚动轴承保持架和至少一个轴承环之间的预期的第二接触面进行堆焊。这使得滑动面能够精确地定位在滚动轴承的不同运行状态下预期负载的地方。可以设想,制造具有不同的形状和/或体积和/或材料的至少一个滑动面和第二滑动面,其中,至少一个滑动面和第二滑动面的走向的相应的形状和/或体积和/或材料与相应预期的负载相匹配。

根据本发明的另一个优选实施方式设置,堆焊通过金属活性气体焊接(MAG-焊接)或通过金属惰性气体焊接(MIG-焊接)进行。在此,焊丝电极在保护气体气氛下被电熔化。然而,还可以想到,堆焊是通过激光堆焊或等离子粉末堆焊实现的。激光堆焊和等离子粉末堆焊是非常好控制的、可靠的且成本低廉的焊接方法,其可非常好地自动化并且在此提供高质量的结果。

根据本发明的另一个优选的实施方式设置,在堆焊之后对所述至少一个滑动面进行机械再加工。这实现了提高滑动面的几何精度。可以想到的是,通过堆焊施加的层被铣削、打磨、蚀刻、抛光和/或通过其它方法形成期望的形状。

然而优选地,至少一个滑动面通过堆焊如此制造,使得其在堆焊之后在没有进一步的再加工的情况下在该至少一个滑动面的几何形状和表面特性方面对应于对至少一个滑动面作出的预设。

为了解决开头所提的任务,本发明的另一主题是一种用于滚动轴承的滚动轴承保持架,尤其是用于大滚动轴承的大滚动轴承保持架,其中,该滚动轴承保持架包括基体,并且其中,该基体具有至少一个滑动面,其特征在于,该至少一个滑动面是通过焊接填料堆焊到基体上的滑动面。

通过自动化制造工艺,该至少一个滑动面非常有利地、快速地、工艺稳定地并且在此以高的精度和高重复准确性与预期的应力相准确匹配地制造。此外,还降低了故障和错误风险,因为与现有技术相比,在滚动轴承保持架与待焊接的轴承金属滑动件之间不存在可能是薄弱位点的连接焊缝。

通过选择用于焊接填料的合适材料可以实现磨损的降低。可以设想,至少一个滑动面由铝青铜构成。铝青铜磨损极低并因此最适合作为用于本发明方法的焊接填料。但是也可以考虑使用例如铜青铜或其它轴承金属及其合金作为焊接填料。

根据本发明的另一优选实施方式设置,所述至少一个滑动面布置在大滚动轴承保持架和一个或多个轴承环之间的至少一个接触面处。滚动轴承保持架的基体引导滚动轴承的滚动体并且使其保持间距。滚动轴承保持架本身通过滚动轴承保持架和一个或多个轴承环之间的接触面引导。通过滚动体沿着轴承环的运动,滚动轴承保持架也根据负载情况与内轴承环、外轴承环接触,或者也部分地与内轴承环接触并且部分地与外轴承环接触。在此,滚动体通过滚动体保持架的引导决定了,滚动体将滚动体保持架压向内轴承环和/或外轴承环。因此,在滚动轴承转动运动时,出现摩擦进而出现接触面处的磨损和负载。这些磨损通过至少一个滑动面减少,该滑动面布置在至少一个接触面处。可设想的是,滑动面利用根据权利要求1至7中任一项所述的方法来制造。

根据本发明的另一优选实施方式设置,焊接填料由不同材料构成的材料组合物构成。材料组合物优选如此设计,使得摩擦减小进而磨损也减小。

根据本发明的另一优选实施方式设置,所述至少一个滑动面以多层制造,其中所述层优选通过不同的焊接填料来堆焊。这例如实现了所述至少一个滑动面由上层构成,该层具有良好的滑动特性但是与大滚动轴承保持架的材料的可连接性差并且作为上滑动层设置在作为下附着层的下层上,所述下层具有与大滚动轴承保持架的材料以及上滑动层的材料的良好的可连接性。例如可以考虑,对于下层使用制造滚动轴承保持架的材料作为焊接填料,优选使用钢作为下层的焊接填料。可以考虑,对于上层使用铝青铜作为焊接填料。

根据本发明的另一优选的实施方式设置,所述至少一个滑动面在基体的第一位置处具有第一滑动面区域并且在基体的第二位置处具有第二滑动面区域,其中,第一滑动面区域以形状和/或体积与第一滑动面区域的预期的第一负载相匹配,并且第二滑动面区域以形状和/或体积与第二滑动面区域的预期的第二负载相匹配。这以有利的方式实现了,所述至少一个滑动面精确地与预期的负载相匹配。这例如可以是材料厚度或宽度的匹配。此外,通过精确地确定所述至少一个滑动面的尺寸来优化大滚动轴承的重量。这尤其适用于滑动材料的重量,该滑动材料与其他所使用的材料相比是昂贵的,并且对于该滑动材料,通过使用根据本发明的方法和尤其优选的实施方式,与现有技术相比能够实现至多75%的重量节省。

根据本发明的另一优选实施方式设置,所述至少一个滑动面在基体的另一第一位置处具有另一第一滑动面区域,其中,所述另一第一滑动面区域由另一第一焊接填料制成,并且所述至少一个滑动面在基体的另一第二位置处具有另一第二滑动面区域,其中,所述另一第二滑动面区域由另一第二焊接填料制成,其中,所述另一第一焊接填料在其材料组成方面与所述另一第一滑动面区域的预期的另一第一负载相匹配,并且所述另一第二焊接填料在其材料组成方面与所述另一第二滑动面区域的预期的另一第二负载相匹配。这以有利的方式实现了,所述至少一个滑动面在焊接填料方面位置精确地与预期的负载相匹配。

根据本发明的另一优选实施方式设置,在滚动轴承保持架运行时,滚动轴承保持架在滚动轴承中通过至少一个接触面引导,其中,至少一个滑动面沿着至少一个接触面布置,其中,至少一个滑动面沿着至少一个接触面的几何走向与至少一个接触面的预期负载相匹配。可以考虑,在滚动轴承的不同运行条件下,另外的滑动面的多个不同的走向相应于滚动轴承保持架和至少一个轴承环之间的接触的预期走向。此外可设想,所述另外的滑动面的多个不同的走向的另外的滑动面的各个走向具有不同的形状和/或体积和/或由不同的材料制成,其中,所述另外的滑动面的走向的相应的形状和/或体积和/或材料与所述另外的滑动面的相应的预期的负载相匹配。

附图说明

本发明的其它细节、特征和优点从附图以及从下面借助附图对优选实施方式的描述中得出。附图在此仅示出本发明的示例性的实施方式,其不限制基本发明构思。

图1(a)-(b)各自示出根据本发明的示例性实施方式的制造滚动轴承保持架的方法的基本原理。

图2(a)-(b)各自示出根据本发明的示例性实施方式的制造滚动轴承保持架的方法的基本原理。

图3示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的滚动轴承保持架的一部分。

附图标记列表

1 基体

2 焊接填料

3 激光束

4 滑动面

4’ 下层

4” 上层

5 焊丝

10 滚动轴承保持架

具体实施方式

在图1(a)中,示意性地示出了借助于堆焊来制造根据本发明的示例性实施方式的滚动轴承保持架10(参见图3)的方法。焊接填料2沉积在滚动轴承的滚动轴承保持架10的基体1的接触面上,该接触面在滚动轴承运行时贴靠在轴承环上并且相对于轴承环进行相对运动(未示出)。焊接填料2是粉末状的材料混合物。在一个替代的实施方式中,焊接填料2也可以作为杆或以类似的实心实施方案在焊接过程中引入。激光束3将焊接填料2焊接到基体1的接触面上。由此形成的涂层是滑动面4。

在堆焊之后,滑动面4能够打磨平滑和抛光。然而也可能的是,为了成本低廉的制造而放弃在堆焊之后的再加工。利用堆焊也可以在没有机械再加工的情况下制造具有足够的尺寸精度和表面特性的滑动面4。

滑动面4被如此焊接在基体1上,使得滑动面正好位于接触面的通过与轴承环接触而产生摩擦的位置上。在此,滑动面4在形状和体积方面与预期的滑动面4在大滚动轴承的运行中产生的负载相匹配。同样地,一种或多种焊接填料2与预期的滑动面4在大滚动轴承的运行中产生的负载相匹配。

滑动面4的制造方法至少部分地自动化。

图1(b)示意性地示出了根据本发明的另一示例性实施方式的借助于堆焊制造滚动轴承保持架10(参见图3)的方法。所示方法不同于图1(a)所示的方法,其中焊接填料2作为焊丝5借助于MAG焊接堆焊在滚动轴承保持架10的基体1上。

图2(a)示意性地示出了根据本发明的另一示例性实施方式的借助于堆焊制造滚动轴承保持架10(参见图3)的方法。滑动面4以两层,即下层4’和上层4”堆焊而成。焊接填料2沉积在通过激光堆焊而堆焊的由钢构成的下层4’上。焊接填料2是粉末状的材料混合物,在所示情况下是铝青铜。激光束3将焊接填料2焊接到下层4’上。由此产生的具有下层4’和上层4”的涂层是滑动面4。

图2(b)示意性地示出了根据本发明的另一示例性实施方式的借助于堆焊制造滚动轴承保持架10(参见图3)的方法。所示的方法与图2(a)所示的方法区别在于,下层4’借助于MAG焊接堆焊在基体1上,并且焊接填料2作为焊丝5借助于MAG焊接堆焊成在下层4’上的上层4”。

图3示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的滚动轴承保持架10的一部分。滚动轴承保持架10通过根据本发明的示例性实施方式的方法10制造,并且具有基体1和滑动面4。

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