本发明专利技术提出了一种轴承圈(380、390)，其用于轴承(300)。本发明专利技术还提出了内圈(380)、外圈(390)和轴承。轴承圈包括滚道圈(310、320)，其为硬化钢材质的金属圈(310、320)，滚道圈包括滚道表面，其被设置和构造成用于引导轴承中的滚动体(305)。轴承圈还包括结合到滚道圈的钢制材料上的打印材料(350、360)。打印材料是通过增材制造工艺打印上去的材料。打印材料可用于定制轴承的轴承圈，例如内圈或外圈的形状，因此允许灵活的定制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提出了一种轴承圈(380、390)，其用于轴承(300)。本专利技术还提出了内圈(380)、外圈(390)和轴承。轴承圈包括滚道圈(310、320)，其为硬化钢材质的金属圈(310、320)，滚道圈包括滚道表面，其被设置和构造成用于引导轴承中的滚动体(305)。轴承圈还包括结合到滚道圈的钢制材料上的打印材料(350、360)。打印材料是通过增材制造工艺打印上去的材料。打印材料可用于定制轴承的轴承圈，例如内圈或外圈的形状，因此允许灵活的定制。【专利说明】轴承圈、内圈、外圈以及轴承
本专利技术涉及一种轴承圈。本专利技术还涉及内圈、外圈和轴承。
技术介绍
增材制造(additive manufacturing)或者通常所称的3D打印是一种已知的制造技术，通过这种制造技术可根据数字模型来生成三维固态物体(three-diment1nal solidobject)。增材制造的过程首先从生成数字模型开始，可通过任何已知的数字建模方法生成数字模型，比如使用CAD程序来生成数字模型。随后，将数字模型切分成多个切片(slice)，其中每个切片均表示数字模型中的一层，打印材料则应定位(分布)在这样的切片层中。单层切片被顺序注入增材制造工具或3D打印机中，后两者根据各层切片来堆积材料，以此方式逐层生成完整的三维固态物体。在早期增材制造中，主要使用塑料材料或树脂作为生成三维固态物体的打印材料，但是现在已经开发出了其它的工艺，包括不同类型金属在内的其它材料也可以使用增材制造技术来堆积成层。这种制造技术的主要益处在于，允许设计者以相对简单的制造方法来生产几乎任何三维物体。例如，当一产品需要原始模型或者仅需要制造有限数量的产品时，这种制造技术是特别有益的。而此类制造技术的短板在于其制造三维固态物体的速度。增材制造的使用在高品质轴承中是受到限制的。这是由于当前通过增材制造所提供的材料看起来并不能满足此类高品质轴承的材料要求。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提出一种轴承圈，其中该轴承圈包括通过增材制造打印上去的打印材料。本专利技术的第一方面是提供如权利要求1所述的轴承圈。本专利技术的第二方面是提供如权利要求14所述的轴承。实施方式在从属权利要求中有所限定。如本专利技术的第一方面所述的轴承圈包括滚道圈，其为硬化钢材质的金属圈，滚道圈包括滚道表面，该滚道表面被设置和构造成用于支撑和引导轴承的滚动体，该轴承圈还包括结合(bonded)到滚道圈的钢制材料上的打印材料，该打印材料是通过增材制造工艺打印上去的材料。专利技术人已经意识到，在轴承中使用时，对材料的主要要求是耐受磨损和滚动接触疲劳，其中磨损和滚动接触疲劳是由轴承中使用的滚动体上的接触力所导致的。为了能够耐受此类磨损和滚动接触疲劳，滚道表面通常由硬化钢(hardened steel)制成。当前的增材制造工艺不能够生产符合轴承的滚动体的要求的硬化金属材料。因此，专利技术人已经意识至IJ，使用根据本专利技术的第一方面制造的滚道圈，能够达到滚道表面对磨损和滚动接触疲劳的相对更高要求，同时允许打印材料附着到滚道圈上，生成轴承所需的内、外圈形状，并且允许打印材料承载轴承的结构负载，以及将该结构负载传递至轴承座(bearing housing)或转轴(shaft)上。像这样，轴承的内圈和/或外圈的形状可使用增材制造，允许采用增材制造所允许的全部自由度(all degrees of freedom)来生产任何形状的内圈或外圈，同时使用包含滚道表面的滚道圈，以便确保所述滚道表面能够耐受滚动体的磨损和滚动接触疲劳。除了在滚道表面的磨损和强度方面的要求之外，专利技术人还已经认识到，还有另一个为何最好不使用增材制造来生产滚道表面的理由。通过增材制造工艺生产的固态物体通常具有粒状结构。这是由打印过程所导致的，其中每个树脂层或熔融塑料层或者其中单独经过颗粒化处理的固态颗粒是以逐层处理的方式来堆积的。当滚动体在粒状结构的表面上滚动时，具有由粒状结构的滚道表面将会在轴承使用时产生额外的振动。这种额外的振动通常是不能容许的，并且在使用此类轴承时可能会导致额外的磨损和噪声。根据本专利技术，在使用滚道圈作为轴承圈的一部分时，滚道圈包括滚道表面。该滚道表面由光滑的硬化钢构造而成，其将防止轴承中额外的振动。轴承圈的构造可以进一步是:打印材料附着到滚道圈，从而使得轴承圈具有所需的形状并且还能具备刚度。在轴承圈的一个实施方式中，滚道圈包括附着构件，其用于改善在打印材料与滚道圈之间的结合。在打印材料与滚道圈之间的结合很重要，这是因为打印材料通常被用来将轴承连接到孔或转轴。为了加强这种结合，滚道圈包括附着构件，其可以是表面粗糙结构或者甚至是在滚道圈上的涂层。在轴承圈的一个实施方式中，滚道表面包括接触区域，该接触区域是在使用时滚动体与滚道表面相接触的区域，其中，附着构件仅存在于接触区域之外。附着构件通常是使得滚道圈的表面粗糙的构件，在所述接触区域上(例如在单独的生产步骤期间)要应用打印材料。但是，滚道表面的接触区域应当是光滑的，从而使得在使用时滚动体可在轴承的滚道表面的接触区域上平滑地滚动，由此降低了由轴承所产生的整体磨损、振动和噪声。像这样，当附着构件不在滚道圈的接触表面上产生是有益的。此外，附着构件可能降低滚道圈的强度，这在滚道表面的接触区域上应当避免。最后，任何可能在滚道圈中的剩余应力可能集中在附着构件周围，这在接触区域上也应当避免。在轴承圈的一个实施方式中，滚道表面包括在圆周方向上位于接触区域和与滚道圈的边缘之间的非应力区域，滚道表面仅在非应力区域内包含附着构件。虽然看起来在滚道圈中以及在非应力区域中总是会存在一些位于表面以下的应力，然而，如果位于表面以下的应力低于特定的阈值，则位于滚道表面周围的区域通常被称作“非应力区域”。正如已经在上文中指明的，存在附着构件可能降低轴承的整个内圈或外圈的强度。此外，仅将附着构件应用在非应力区域确保了整体强度的降低是有限的。优选地，在非应力区域上的应力小于在使用时由被最多负载的轴承滚动体所导致的表面应力的25 %。25 %这一水平可被用于例如滚动体和具有冠状(crowning)凸型和/或对数凸型的滚道表面。在这样一个实施方式中，优选地，附着构件位于滚道表面的一额外宽度以外，该额外宽度大约两倍于被最多负载的滚动体与滚道圈的接触的接触椭圆的半宽度。超过这一距离，则张力应当已经降至表面张力的25%以下。在轴承圈的一个实施方式中，打印材料仅在接触区域之外结合滚道圈的钢制材料。在轴承圈的一个实施方式中，附着构件包括在圆周方向上的周向槽，和/或在径向方向上的径向槽，和/或在轴向上的轴向槽，和/或滚道圈的凹口阵列。这些槽使得滚道圈的表面粗糙，从而改善了在打印材料与滚道圈之间的结合。附着构件还可包括滚道圈的表面上的粗糙部分，该粗糙部分通过化学表面处理和/或机械表面处理和/或蚀刻表面处理来进行粗化。附着构件还可包括被应用到滚道圈的至少一个部分上的涂层。在轴承圈的一个实施方式中，滚道圈还包括被构造和设置成用于在使用时在平行于滚动体的旋转轴A的方向上至少部分支撑轴承的滚动体的凸缘。凸缘是滚道圈的一部分，并且也由硬化钢制成。其可使用硬车削过程来产生，该硬车削过程用于对滚道圈进行成形以包括此类凸缘。相较于其中此类凸缘由打印材本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轴承圈(100、280、380、290、390)，用于轴承(200、300)，所述轴承圈(100、280、380、290、390)包括滚道圈(110、210、212、220、310、320)，所述滚道圈(110、210、212、220、310、320)为硬化钢材质的金属圈(110、210、212、220、310、320)，包括滚道表面(130、230、330)，所述滚道表面(130、230、330)被设置和构造成用于支撑和引导所述轴承(200、300)中的滚动体(205、305)，所述轴承圈(100、280、380、290、390)还包括结合到所述滚道圈(110、210、212、220、310、320)钢制材料上的打印材料(160、250、255、260、350、360、460、560、660)，所述打印材料(160、250、255、260、350、360、460、560、660)是通过增材制造工艺打印上去的材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·克雷布斯，塞巴斯蒂安·齐格勒，
申请(专利权)人：斯凯孚公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE
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