专利名称：轴承构件特别是滚动轴承保持架及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求6的滚动轴承或滑动轴承的轴承构件、特别是滚动轴承的滚动轴承保持架，以及一种根据权利要求1的用于制造这种轴承构件、特别是该轴承保持架的方法。本发明接下来参考作为滚动轴承的轴承构件的轴承保持架进行详细阐述和说明；然而应当认为该说明同样适合于滚动轴承或滑动轴承的其它的轴承构件，例如适用于滚动轴承或滑动轴承的轴承环或引导环或密封元件或其组成部分。
背景技术：
由实践已知例如由金属或塑料制造滚动轴承保持架。特别是已知利用金属进行涂布的塑料保持架。当仅仅应当制造较少件数的保持架时出现困难，因为已知的制造方法设计和优化成用于大批量制造。DE102008022311A1描述一种滚动轴承保持架，其包含一个塑料基体和一个由金属构成的纳米晶涂层，其中涂层在机械上稳定基体并且使其耐磨和耐腐蚀。这样制造滚动轴承保持架，即首先将基体作为注塑件由热塑性塑料制造，并且接下来纳米晶的涂层借助于电化学的方法、特别是电镀的方法加设。通过注塑方法制造基体是麻烦的并且以昂贵的塑料技术工具为前提，这些塑料技术工具仅仅在高的件量时是经济的。然而在小规模制造少量工件时是不经济的。
发明内容
因此本发明的目的在于提出一种用于制造轴承构件特别是滚动轴承保持架的方法，其适合于小规模地制造仅仅少量的构件。上述目的通过具有权利要求1的用于制造轴承构件特别是滚动轴承保持架的方法解决，包含下面的步骤提供接近最终轮廓的借助于光固化成形(stereolithographic)方法或3D打印方法制造的基体，并且利用薄的纳米晶的涂层对所提供的基体进行涂布。该任务同样通过轴承构件特别是滚动轴承保持架解决，其包含基体以及固定在基体上的纳米晶的涂层，其特征在于，基体借助于光固化成形方法或3D打印方法制造。第一制造步骤的两种替代的制造步骤，即光固化成形方法和3D打印方法，特别适合于在非常短的时间内以仅仅较少的件量尤其是制造滚动轴承保持架的基体，其三维形状业已基本上对应于滚动轴承保持架的形状。在第一方法步骤之后得到的基体接近完工的滚动轴承保持架的最终轮廓(即在尺寸方面基本上业已对应于完工的滚动轴承保持架)，除了在第二方法步骤中还要加设的纳米晶涂层之外。然而基体还不具有对于规定应用足够的机械强度和/或耐化学性，从而在第二方法步骤中加设的涂层基于纳米晶特性促成机械的以及化学的强度。这样的基体制造方法称为光固化成形方法，其中液体例如光敏聚合物在一个容器中被提供。针对性照射所选择的光敏聚合物部分使得其可以硬化，从而得到连续的三维形状，其构成基体。例如可以规定，通过光敏聚合物定向引导激光束，从而激光束促成光敏聚合物的硬化。特别是可以规定，通过光敏聚合物引导两个或多个激光束，这些激光束在其相应的交点上可以实现光敏聚合物的硬化。在此应当认为替代液体也可以设置在射线下硬化的基本上形状稳定的凝胶，由其形成基体；在此特别是可以考虑一种双光子-光敏聚合(2-Photonen-Photopolymer i sat ion)。替代地,可以提供具有颗粒或粉末的容器,至少一个激光射线被引导通过所述颗粒或粉末，其可以将颗粒或粉末局部熔化，从而得到三维的形状。这样一种用于基体的制造方法称为3D打印方法，其中三维的形状逐层地通过各层的析出和硬化构成。在此可以例如在基于粉末的3D打印方法中涂覆薄的粉末层并且选择地将其硬化，例如借助于压电打印头，其将结合剂涂覆在规定的位置上。在一个改变的3D打印方法中液体例如光敏聚合物借助打印头作为层析出并且可以在照射下硬化；许多相叠固定的层而后形成基体的三维形状。在一个改变的方案中，颗粒可以逐层地熔化并且相叠地固定，以便构成三维形状。在此应当认为，在根据本发明的方法的借助于光固化成形或借助于3D打印方法的第一方法步骤中不限于在此示例描述的制造基体的实施可能性。优选在实施该方法方面规定，涂布步骤包含电化学的特别是电镀的析出步骤。替代地在实施该方法方面规定，涂布步骤包含从气相中的析出步骤，特别是CVD或PVD步骤。优选在实施该方法方面规定，基体作为空心件提供。例如在借助于光固化成形方法提供基体时可以构成一个三维形状，其不具有封闭的表面，而是构成一个设有至少一个孔的表面，从而通过所述至少一个孔，位于三维形状内部的残留的基本上液体的、颗粒的或凝胶的材料可以排出或被移除。对于制造空心件而言，光固化成形方法或3D打印方法是特别合适的，因为空心件利用其它的塑料技术方法仅仅可以非常麻烦地制造。优选对于轴承构件、特别是借助于本发明的方法制造的轴承构件而言，基体设计成空心件。空心的基体减小了轴承构件的重量并且可以例如容纳润滑剂。优选对于轴承构件规定，纳米晶涂层设计成具有大约20 μ m至大约1000 μ m的层厚度的金属涂层。基于较小的层厚度，基体可以在其尺寸方面基本上业已对应于完工的轴承构件。这样的具有仅仅如此小的层厚度的层可以例如电化学地、特别是电镀地析出或者替代地由气相特别是借助于PVD (物理气相沉积)技术或CVD (化学气相沉积)技术实现。小的层厚度足以赋予在机械上不太稳定的基体以强度，其对于轴承构件以后的应用是必要的。优选规定，纳米晶的涂层具有小于大约500纳米、优选小于大约100纳米的平均粒度，其基于作为薄层的纳米晶结构就可以促成轴承构件的高自有刚度。作为用于涂层的材料考虑过渡金属，如镍、钴或铁，特别是包含上述三种金属其中至少一种的合金。替代地或补充地涂层的材料也可以是银、钛或铜或者包含上述三种金属其中至少一种的合金。在第二方法步骤中加设的纳米晶涂层可以完全覆盖基体或者仅仅部分地设置，例如在基体表面的这样的部分上设置，其承受具有高的热量输入的强烈摩擦或强烈磨损。本发明的其它的优点和特征由从属权利要求以及由下面的对优选实施方式的描述得出。
本发明借助于参考附图进行详细描述和阐述。图1示出根据本发明的轴承构件的一个实施例的部分剖开的视图，其根据本发明的方法的一个示例实施例制造；和图2示出图1的放大的局部视图“X”。
具体实施例方式图1或图2示出一个设计成滚动轴承保持架I的轴承构件，其中滚动轴承保持架I的主体包含一个由硬化的光敏聚合物制成的基体2以及一个由纳米晶金属构成的涂层3。涂层3具有基本上均匀的大约20微米至大约1000微米的厚度(在当前大约1000微米)，并且被固定在基体2上。为了将纳米晶涂层3增加附着在基体2上，设置中间层，其层厚度仅仅是几个微米并且因此相对于纳米晶涂层2的层厚度是可以忽略的。纳米晶涂层2由铁镍合金构成，其晶粒具有小于大约500纳米的平均颗粒直径。基体2在此设计成空心件，其具有在三维空间中基本上封闭的二维的表面，其具有基本上恒定的仅仅为几个毫米的壁厚度。空心件包围空腔4，其例如可以利用空气或润滑剂填充。空心件的基本上封闭的表面在一个图中未示出的位置上是贯穿的，从而在基体2中构成一个孔，空气或润滑剂可以通过该孔流出或流入。在制造滚动轴承保持架I时在一个第一方法步骤中基体2借助于光固化成形方法制造，其中光敏聚合物作为液体在一个容器中提供，而后在被引导的激光束的照射下光敏聚合物被局部硬化，从而基体2的壁设计成薄的机械柔韧的三维形状，其具有一个孔。通过该孔，残留在基体2中的未硬化的光敏聚合物可以流出，从而构成空腔4。激光束在此被计算机控制，在该计算机中存入滚动轴承保持架I的主体的最终轮廓，从而得到的基体2具有与最终轮廓近似的形状。应当认为，与最终轮廓近似的基体2的形状在个别情况下可以被特意确定和适配，以便可以考虑到具有各种不同层厚度的涂层3。在接下来的第二方法步骤中基体2借助于电化学的电镀方法(其包含电镀的析出步骤)利用纳米晶涂层3进行涂布。薄的纳米晶涂层3的机械特性在此确保了，所得到的滚动轴承保持架2得到对于规定的应用需要的机械特性如刚度、耐磨性以及导热性和耐化学性。在上述的实施例中与最终轮廓近似的基体2借助于光固化成形方法制造，例如通过光敏聚合物在紫外线激光器的作用下硬化进行制造。应当认为，光固化成形方法的其它的实施可能性也是可以的。此外应当认为，接近最终轮廓的基体2也可以通过3D打印方法制造。如果滚动轴承保持架I的主体或基体2的三维形状是已知的，例如通过计算可预定，那么基体2可以借助于光固化成形方法作为接近最终轮廓的中间件这样计算，使得在涂布之后可以得到具有最终尺寸的预定的最终轮廓。附图标记清单I滚动轴承保持架2 基体3纳米晶涂层
4 空腔
权利要求
1.一种用于制造轴承构件、特别是滚动轴承保持架(I)的方法，包含下面的步骤: 提供与最终轮廓近似的、借助于光固化成形方法或借助于3D打印方法制造的基体(2)，和 给所提供的基体(2)以薄的纳米晶涂层(3)进行涂布。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，涂布步骤包含电化学的、特别是电镀的析出步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，涂布步骤包含从气相析出的析出步骤、特别是CVD步骤或PVD步骤。
4.如权利要求1至3之一项所述的方法，其特征在于，基体(2)作为空心件提供。
5.一种轴承构件、特别是滚动轴承保持架，其按照权利要求1至4之一项所述的方法制造。
6.一种轴承构件、特别是滚动轴承保持架，其包含基体(2)以及在基体(2)上固定的纳米晶涂层(3)，其特征在于，基体(2)借助于光固化成形方法或借助于3D打印方法制造。
7.如权利要求6所述的轴承构件，其特征在于，基体(2)设计成空心件。
8.如权利要求6或7所述 的轴承构件，其特征在于，纳米晶涂层(2)设计成金属的涂层，其具有大约20微米至大约1000微米的层厚度。
9.如权利要求6至8之一项所述的轴承构件，其特征在于，纳米晶涂层(3)具有小于大约500纳米、特别是小于大约100纳米的平均粒度。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造轴承构件、特别是滚动轴承保持架(1)的方法，包含下面的步骤提供与最终轮廓近似的、借助于光固化成形方法或借助于3D打印方法制造的基体(2)，并且给所提供的基体(2)以薄的纳米晶涂层(3)进行涂布。本发明此外涉及一种轴承构件、特别是滚动轴承保持架，其包含基体(2)以及在基体(2)上固定的纳米晶涂层(3)，其特征在于，基体(2)借助于光固化成形方法或借助于3D打印方法制造。本发明解决了这样的任务，即提出一种用于制造轴承构件、特别是滚动轴承保持架的方法，其适合于小规模地制造仅仅少量的构件。
文档编号B29C67/00GK103080577SQ201180040298
公开日2013年5月1日 申请日期2011年8月3日 优先权日2010年8月20日
发明者W·布劳恩 申请人:谢夫勒科技股份两合公司