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Die Erfindung betrifft ein radialflexibles Wälzlager für ein Spannungswellengetriebe, mit einem Außenring, einem Innenring und mit zwischen dem Außenring und dem Innenring gehaltenen Wälzkörpern, und mit einem Dichtelement, das das Wälzlager zumindest an einer Seite abdichtet.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Spannungswellengetriebe, das ein radialflexibles Wälzlager aufweist.
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Verschmutzungen, insbesondere Schmutzpartikel, in einem Wälzlager führen zu einer Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Wälzlagers und zu einer Veränderung seines akustischen Verhaltens. Verschmutzungen im Bereich der Wälzkörper führen bei einer Rotation des Außenrings relativ zum Innenring zu Eindrücken in den Laufbahnen für die Wälzkörper. Die Wälzkörper überrollen die Eindrücke, was zu einer höheren mechanischen Belastung des Wälzlagers und zu einem lauteren Geräusch im Betrieb führt.
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DE 10 2007 016 729 A1 offenbart ein radialflexibles Wälzlager für ein Wellgetriebe in einem Lenksystem mit einem Innenring, der auf einer Außenumfangsfläche eines exzentrischen Antriebskerns gepasst ist, und mit einem Außenring, der auf einer inneren Umfangsfläche einer radialflexiblen Abrollbuchse zu liegen kommt. Radial zwischen dem Innenring und dem Außenring sind Wälzkörper gehalten, und axial neben den Wälzkörpern sind Dichtscheiben angeordnet.
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Bei diesem Wälzlager ist eine Dichtscheibe vorgesehen, die aus einem Verbund eines elastomeren mit einem, eine axiale Ausbeulung hemmenden, flexiblen, scheibenartigen Trägermaterial gebildet ist. Eine solche flexible Dichtscheibe hat den Nachteil, dass es im Betrieb, beispielsweise in einem Wellgetriebe, zu einer umlaufenden, sich ständig wiederholenden Verformung der Dichtscheibe kommt, mit der eine Pumpwirkung einher geht. Hierdurch kann in nachteiliger Weise beispielsweise Schmiermittel aus dem Wälzlager gesaugt werden und/oder kann Schmutz regelrecht in das Wälzlager hinein gepumpt werden.
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DE 10 2011 053 323 A1 offenbart ein Wellgetriebe für ein Lenksystem eines Fahrzeugs, mit einem radialflexiblen Wälzlager mit einem Außenring und einem Innenring, wobei eine Dichteinrichtung das radialflexible Wälzlager nach außen abdichtet. Zwischen dem Innenring und dem Außenring sind Wälzkörper gehalten. Der Innenring ist auf eine Außenumfangsfläche eines exzentrischen Antriebskernes des Wellgetriebes gepasst, und der Außenring wirkt auf eine Innenumfangsfläche einer radialflexiblen Abrollbuchse.
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Die Dichteinrichtung weist in einer Ausführungsform eine Dichtscheibe und ein Dichtelement auf. Das Dichtelement ist aus einem flexiblen Werkstoff, wie etwa aus einem Elastomer oder einem anderen Kunststoff, gebildet. Bei dieser Ausführung treten die oben genannten Nachteile hinsichtlich einer ungewollten Pumpwirkung ebenfalls auf. Mit der ständigen Verformung geht in nachteiliger Weise auch ein erhöhter Verschleiß einher.
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Bei einer Variante der aus
DE 10 2011 053 323 A1 bekannten Vorrichtung ist die Dichtscheibe einstückig mit dem Antriebskern hergestellt und das Dichtelement als Ringdichtung ausgebildet, die an einer Stirnseite des Außenringes entlang gleitet. Diese konstruktiv aufwendige Lösung ist in nachteiliger Weise ausschließlich für Wellgetriebe von Relevanz.
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Aus
JP 2000 192 975 A ist ein Kugellager bekannt, dass ein Abdichtelement aufweist. Das Abdichtelement weist eine Metallplatte auf, die an einem teilweise in einer Nut angeordneten, elastischen Aufhängungselement angeordnet ist.
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DE 10 2010 037 226 A1 offenbart ein Steuerungs- und Sensormodul für einen Aktuator. Bei einer Ausführung weist der Aktuator ein Getriebe, insbesondere ein Spannungswellengetriebe auf. Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Aktuator ein Spannungswellengetriebe auf, dessen Antriebswelle eine koaxial zur Eingangswelle drehbar gelagerte Hohlwelle ist.
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Aus
DE 10 2007 021 032 A1 ist ein radialflexibles Wälzlager für ein Wellgetriebe in einem Lenksystem mit einem Innenring und mit einem Außenring, der auf einer Innenumfangsfläche einer radialflexiblen Abrollbuchse liegt, und mit radial zwischen dem Innenring und dem Außenring gehaltenen Wälzkörpern, bekannt.
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DE 21 2012 000 004 U1 betrifft ein Doppelreihen-Winkelkontaktkugellager mit einem Innenring und mit einem Außenring zwischen denen Doppelreihen-Kugeln angeordnet sind. Dieses Kugellager weist eine Dichtvorrichtung auf, die insbesondere eine Kontaktdichtvorrichtung sein kann, die auf dem Innenring gleitet.
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DE 11 2005 002 897 T5 betrifft eine Dichtungsanordnung für ein Wälzlager, das einen Innenring und einen Außenring aufweist, wobei zwischen den Ringen Kugeln angeordnet sind. Die Dichtungsanordnung ist mit einem Rand in einer Nut im Innenring und mit einem anderen Rand gleitend am Außenring angeordnet. Das Wälzlager weist keine radiale Flexibilität auf und ist nicht für ein Spannungswellengetriebe geeignet.
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DE 10 2009 021 470 A1 betrifft eine Dichtungsanordnung für ein Wälzlager mit zumindest einem Abdeckelement. Hierbei weist das Abdeckelement einen Befestigungsabschnitt, einen Dichtkragen und ein Grundteil, das den Befestigungsabschnitt mit dem Dichtkragen verbindet, auf. Im Bereich des Dichtkragens weist das Abdeckelement zumindest eine den Eintritt von Verunreinigungen in den Lagerinnenraum des Wälzlagers störende Kante auf. Das Wälzlager weist keine radiale Flexibilität auf und ist nicht für ein Spannungswellengetriebe geeignet.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein radialflexibles Wälzlager bereitzustellen, das derart abgedichtet ist, dass kein Schmutz im unbetriebenen Zustand oder während des Betriebs in das radialflexible Wälzlager eindringen kann.
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Die Aufgabe wird durch ein radialflexibles Wälzlager für ein Spannungswellengetriebe gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens einer der Ringe eine umlaufende, geschlossene Nut aufweist, in der ein Teil des Dichtelements angeordnet ist, und dass das Dichtelement ein radiales Spiel hat, das so groß ist, dass das Dichtelement bei einer radialen Verformung des Wälzlagers relativ zu wenigstens einem der Ringe beweglich, insbesondere drehbar, bleibt und dass
- a) das radiale Spiel des Dichtelements bei Vorliegen einer kreisrunden Form, insbesondere der Ausgangsform, des Wälzlagers größer ist, als die Differenz zwischen großer und kleiner Halbachsenlänge des verformten Wälzlagers bei einer elliptischen Verformung des Wälzlagers, und/oder dass
- b) eine kreisrunde, zentrische, durchgängige Bohrung des Dichtelements einen größeren Durchmesser hat, als die doppelte große Halbachsenlänge des elliptisch verformten Nutbodens der Nut des Innenrings, und/oder dass
- c) der Außendurchmesser des Dichtelements kleiner ist, als die doppelte kleine Halbachsenlänge des elliptisch verformten Nutbodens der Nut des Außenrings.
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Das radialflexible Wälzlager hat den Vorteil, dass es auf konstruktiv einfache Weise wirkungsvoll abgedichtet ist, ohne dass wegen der Abdichtung Funktionseinschränkungen in Kauf genommen werden müssen.
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Das radialflexible Wälzlager hat den Vorteil, dass es verschleißärmer ist, sowohl in Bezug auf die Abdichtung als solche, als auch in Bezug auf die Laufbahnen für die Wälzkörper. Insbesondere, da ein Eindringen von Schmutz in das Wälzlager wirkungsvoll vermieden ist, bleibt das Wälzlager vorteilhafter Weise dauerhaft geräuscharm.
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Ein Vorteil des radialflexiblen Wälzlagers ist auch, dass das Dichtelement bei einer elliptischen Verformung des Wälzlagers, nicht auf dem Nutboden beziehungsweise den Nutböden aufsetzt und somit keine verformende oder einklemmende Krafteinwirkung erfährt und so die Rotation des Außenrings relativ zum Innenring nicht behindert wird. Aufgrund des Nichtaufsetzens bleibt, in vorteilhafter Weise, das Dichtelement bei einer Verformung des Wälzlagers – und insbesondere der Innenring relativ zum Außenring – beweglich.
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Die Aufgabe wird alternativ durch ein radialflexibles Wälzlager für ein Spannungswellengetriebe gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens einer der Ringe eine umlaufende, geschlossene Nut aufweist, in der ein Teil des Dichtelements angeordnet ist, und dass das Dichtelement ein radiales Spiel hat, das so groß ist, dass das Dichtelement bei einer radialen Verformung des Wälzlagers relativ zu wenigstens einem der Ringe beweglich, insbesondere drehbar, bleibt und dass
- a) der Innenring axial breiter ist als der Außenring, und dass ein Teil des Dichtelements in einer Nut im Innenring, und ein anderer Teil des Dichtelements an einer Stirnseite des Außenrings gleitend und radial beweglich angeordnet sind, oder dass
- b) der Außenring axial breiter ist als der Innenring, und dass ein Teil des Dichtelements in einer Nut im Außenring, und ein anderer Teil des Dichtelements an einer Stirnseite des Innenrings gleitend und radial beweglich angeordnet ist.
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Das alternative radialflexible Wälzlager ist für Anwendungen von Vorteil, bei denen das Wälzlager, beispielsweise mit Rücksicht auf den zur Verfügung stehenden Bauraum, außen schmaler sein muss als innen.
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Das alternative radialflexible Wälzlager ist auch von Vorteil, wenn ein Spannungswellengetriebe, beispielsweise aus Bauraumgründen, lediglich einen axial kurzen Antriebskern aufweist und ein axial breiter Flexspline, in den beispielsweise sowohl ein Cricular Spline, als auch ein Dynamic Spline eingreifen, vorgesehen ist.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Spannungswellengetriebe anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch ein Spannungswellengetriebe gelöst, das ein erfindungsgemäßes, radialflexibles Wälzlager aufweist.
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Bei einer besonderen Ausführung weist das radialflexible Wälzlager im Querschnitt eine kreisrunde Ausgangsform auf. Eine solche Ausführung ist besonders gut geeignet, auf einem Antriebskern eines Spannungswellengetriebes befestigt werden.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der das Dichtelement bei einer Verformung des Wälzlagers und/oder bei einer Rotation des Außenrings relativ zum Innenring, wie sie während des Betriebs eines erfindungsgemäßen Wälzlagers auftritt, unverformt bleibt. Aufgrund der Nichtverformung des Dichtelements bleibt eine nachteilige Pumpwirkung während des Betriebs in vorteilhafter Weise aus.
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Vorzugsweise ist das radialflexible Wälzlager in analoger Weise mittels eines weiteren Dichtelements auch auf der anderen Seite abgedichtet.
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Bei einer besonders robusten Ausführung weisen der Außenring und der Innenring jeweils eine umlaufende, geschlossene Nut auf, wobei in jeder der Nuten ein Teil des Dichtelements angeordnet ist. Durch die Anordnung des Dichtelements in den Nuten der beiden Ringe und die damit einhergehende axiale Fixierung relativ zu den beiden Ringen, resultiert insgesamt eine besonders stabile Ausführung, bei gleichzeitig einfachem Aufbau.
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Bei einer weiteren Ausführung sind die umlaufenden, geschlossenen Nuten einander gegenüberliegend, insbesondere in einer gemeinsamen, zur Mittelsymmetrieachse des Wälzlagers senkrechten Ebene, angeordnet. Das Dichtelement kann in dieser Ausführung beispielsweise auch eine konstruktiv einfache Dichtscheibe mit einem Durchbruch in der Mitte, vorzugsweise einer kreisrunden, mittigen Bohrung, sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Dichtscheibe einen Außenrand und einen Innenrand aufweist, wobei der Außenrand in der Nut des Außenrings, und der Innenrand in der Nut des Innenrings, angeordnet sind. Ein solches radialflexibles Wälzlager kann unter Verwendung eines konstruktiv unkomplizierten und kostengünstigen Dichtelements einfach hergestellt werden.
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Alternativ zu einander gegenüberliegenden Nuten ist es auch möglich, dass die umlaufenden, geschlossenen Nuten des Außen- und Innenrings in verschiedenen, voneinander axial beabstandeten, insbesondere parallelen, Ebenen angeordnet sind. Ein Vorteil ist, dass man Dichtelemente mit einer größeren axialen Ausdehnung und/oder mit einer radialen Abstufung verwenden kann.
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Bei einer weiteren Ausführung ist das radiale Spiel des Dichtelements bei Vorliegen einer kreisrunden Form, insbesondere der Ausgangsform, des Wälzlagers, größer, als die Differenz zwischen der Länge der größten Halbachse und der Länge der kleinsten Halbachse des Wälzlagers bei einer ovalen Verformung des Wälzlagers, insbesondere bei einem bestimmten vorgegeben Verformungsgrad des Wälzlagers. Hierbei entspricht die größte Halbachse vorzugsweise dem größten radialen Abstand zwischen der Mittelachse des verformten Wälzlagers und dem Außenrand des Außenrings, und entspricht die kleinste Halbachse vorzugsweise dem kleinsten radialen Abstand zwischen der Mittelachse des verformten Wälzlagers und dem Außenrand des Außenrings. Speziell bei einer elliptischen Verformung entsprechen die größte und die kleinste Halbachse der großen und der kleinen Halbachse der Ellipse.
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Der erwähnte Verformungsgrad kann insbesondere durch ein für das jeweilige Wälzlager vorgegebenes Verformungsverhältnis und/oder durch ein maximal zulässiges Verformungsverhältnis definiert sein, wobei das Verformungsverhältnis als der Quotient aus der Länge der größten Halbachse und der Länge der kleinsten Halbachse des Wälzlagers definiert sein kann. Bei einer elliptischen Verformung des Wälzlagers ist das Verformungsverhältnis der Quotient aus der Länge der großen Halbachse und der Länge der kleinen Halbachse der Ellipse.
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Das Dichtelement kann beispielsweise ein radiales Spiel aufweisen, das größer ist als die Differenz zwischen der Länge der größten Halbachse und der Länge der kleinsten Halbachse des Wälzlagers bei einer ovalen Verformung des Wälzlagers bei einem Verformungsverhältnis das größer ist als 1,01, insbesondere größer als 1,02, insbesondere größer als 1,03, ganz insbesondere größer als 1,05 oder größer als 1,07.
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Wie bereits erwähnt kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Außenring und/oder der Innenring das Dichtelement bzw. die Dichtelemente in axialer Richtung fixieren. Ein Vorteil hierbei ist, dass keine zusätzlichen axial fixierenden Bauteile nötig sind.
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Bei einer weiteren Ausführung weisen der Außenring und der Innenring die gleiche Ringbreite auf. Das radialflexible Wälzlager kann somit in einfacher Weise montiert werden, und die in die gleiche Richtung weisenden Stirnflächen des Außen- und Innenrings können in einer Ebene angeordnet werden. Eine solche Ausführung ist besonders kompakt.
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Bei einer weiteren Ausführung ist ein Teil des Dichtelements an einer Stirnseite des Außenrings gleitend, radial beweglich und axial unbeweglich angeordnet. Diese Anordnung ist von Vorteil, wenn im Bereich der Stirnseite des Außenrings ein räumlicher Versatz durch die Anordnung des Dichtelements in einer Nut des Außenrings vermieden werden soll. Dies gilt umgekehrt auch für eine analoge Anordnung, bei der ein Teil des Dichtelements an einer Stirnseite des Innenrings gleitend, radial beweglich und axial unbeweglich angeordnet ist.
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Das erfindungsgemäße radialflexible Wälzlager kann vorteilhaft Teil eines Spannungswellengetriebes sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Spannungswellengetriebe einen Wellengenerator aufweist, der mittels des Wälzlagers relativ zu einem Flexspline und/oder einem Flextopf rotierbar gelagert ist.
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Das erfindungsgemäße radialflexible Wälzlager und/oder das Spannungswellengetriebe, das ein erfindungsgemäßes radialflexibles Wälzlager aufweist, können in einer Lenkung, insbesondere in einer Servolenkung und/oder einer Überlagerungslenkung Anwendung finden. Von besonderem Vorteil ist daher eine Lenkung, die ein erfindungsgemäßes radialflexibles Wälzlager aufweist.
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Das erfindungsgemäße radialflexible Wälzlager und/oder das Spannungswellengetriebe, das ein erfindungsgemäßes radialflexibles Wälzlager aufweist, kann vorteilhaft in einem Fahrwerksaktuator und/oder einem Servogetriebe und/oder einem Fahrzeug, verwendet werden. Von besonderem Vorteil ist daher ein Servogetriebe oder ein Fahrzeug, das ein erfindungsgemäßes radialflexibles Wälzlager aufweist.
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Das erfindungsgemäße, radialflexible Wälzlager und/oder das Spannungswellengetriebe, das ein erfindungsgemäßes radialflexibles Wälzlager aufweist, kann vorteilhaft in einem Antrieb für ein Zweirad, insbesondere für ein Kraftrad oder ein Fahrrad, verwendet werden. Von besonderem Vorteil ist daher ein Zweirad, das ein erfindungsgemäßes radialflexibles Wälzlager aufweist.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleich wirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
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1 in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen, radialflexiblen Wälzlagers in der kreisrunden Ausgangsform mit einem separat dargestellten ersten Dichtelement,
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2 in einer schematischen Seitenansicht das elliptisch verformte radialflexible Wälzlager,
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3 in einer schematischen Seitenansicht das Wälzlager in der kreisrunden Ausgangsform mit eingebauter Dichtscheibe,
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4 in einer schematischen Seitenansicht das erfindungsgemäße, elliptisch verformte, radialflexible Wälzlager mit eingebauter Dichtscheibe,
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5 eine schematische Querschnittsdarstellung durch das radialflexible Wälzlager in der kreisrunden Ausgangsform,
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6 eine schematische Querschnittsdarstellung durch das elliptisch verformte, radialflexible Wälzlager,
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7 eine schematische Darstellung eines Querschnitts des Wälzlagers, die insbesondere die Lage der Dichtscheibe bei einer elliptischen Verformung zeigt,
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8 eine schematische Darstellung eines Querschnittausschnitts einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, radialflexiblen Wälzlagers mit ersten Dichtelementen und gleicher Außen- und Innenringbreite,
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8a eine schematische Darstellung eines Details der anderen Ausführungsform,
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9 eine schematische Darstellung eines Querschnittausschnitts einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, radialflexiblen Wälzlagers mit zweiten Dichtelementen und unterschiedlicher Außen- und Innenringbreite,
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10 eine schematische Darstellung eines Querschnittausschnitts eines besonderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen, radialflexiblen Wälzlagers mit dritten Dichtelementen, wobei der Innenring breiter als der Außenring ist,
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11 eine schematische Darstellung eines Querschnittausschnitts eines letzten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen, radialflexiblen Wälzlagers mit vierten Dichtelementen, wobei der Außenring axial breiter als der Innenring ist.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines radialflexiblen Wälzlagers 1 in seiner kreisrunden Ausgangsform, wobei das Dichtelement 20, der besseren Übersicht halber, räumlich separat dargestellt ist. Das Dichtelement 20 ist als Dichtscheibe 6 ausgebildet, die eine mittige, kreisrunde Bohrung 7 aufweist. Das Wälzlager 1 weist einen Innenring 4 und einen Außenring 3 auf, zwischen denen mehrere Wälzkörper 2 angeordnet sind.
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Die gestrichelten Kreislinien zeigen an, wo die Dichtscheibe 6 in der Einbauposition angeordnet wäre. In der Einbauposition wäre der Außenrand der Dichtscheibe 6 in einer auf der Innenseite des Außenrings 3 umlaufenden Nut angeordnet, während der Innenrand der Dichtscheibe 6 in einer Nut auf der Außenseite des Innenrings 3 angeordnet wäre. In der Einbauposition hat die Dichtscheibe 6 ein radiales Spiel, das so groß ist, dass sie bei einer radialen Verformung des Wälzlagers 1 relativ zu wenigstens einem der Ringe 3, 4 beweglich, insbesondere drehbar, bleibt.
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht des elliptisch verformten, radialflexiblen Wälzlagers 1 der besseren Übersicht halber ohne ein Dichtelement.
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Die elliptische Verformung geschieht beispielsweise mittels einer Aufpassung des Innenrings 4 auf eine Außenumfangsfläche eines elliptischen Kerns, beispielsweise eines Wellengenerators eines Spannungswellengetriebes, der in der Figur nicht dargestellt ist. Die elliptische Verformung des Innenrings 4 überträgt sich über die Wälzkörper 2 auf den Außenring 3, so dass sich ein insgesamt elliptisch verformtes radialflexibles Wälzlager 1 ergibt.
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Das Verformungsverhältnis ergibt sich rechnerisch als Quotient aus der ersten Länge 31 der großen Halbachse 8 und der zweiten Länge 32 der kleinen Halbachse 9, wobei die Halbachsen 8 und 9 senkrecht zueinander sind und senkrecht von der Mittelachse 10 des Wälzlagers 1 ausgehen.
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Die Differenz zwischen der ersten Länge 31 der großen Halbachse 8 und der zweiten Länge 32 der kleinen Halbachse 9, ergibt eine Verformungswegstrecke 5, wobei, zum besseren Verständnis, die zweite Länge 32 der kleinen Halbachse 9 parallel zur großen Halbachse 8 dargestellt ist.
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen, radialflexiblen Wälzlagers 1 in seiner kreisrunden Ausgangsform mit eingebauter Dichtscheibe 6. Die Dichtscheibe 6 ist, da sie wie beschrieben in die (hier nicht dargestellten) Nuten ragt, breiter als der Spalt 11 zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 4, so dass die Dichtscheibe 6 die Wälzkörper vollständig abdeckt. Das Wälzlager 1 ist von der hier betrachteten Seite auch bei einer radialen Verformung des Wälzlagers 1, wie sie in 4 dargestellt ist, vollständig abgedichtet.
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4 zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen, elliptisch verformten, radialflexiblen Wälzlagers 1 mit einer Dichtscheibe 6. Die Dichtscheibe 6 ist so breit, dass sie den Spalt 11 zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 4 trotz der radialen Verformung vollständig verschließt und dennoch beweglich bleibt. Auf diese Weise bleibt das Wälzlager 1 auch bei einer radialen Verformung abgedichtet und funktionsfähig.
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5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch das radialflexible Wälzlager 1 in seiner kreisrunden Ausgangsform. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist die Kontur der Dichtscheibe 6 mit gestrichelten Linien, der kreisrunde Außenring 3 mit dünnen und gepunkteten Linien, und der kreisrunde Innenring 4 mit dicken und gepunkteten Linien, dargestellt. Die Dichtscheibe 6 weist in der Mitte eine konzentrische, kreisrunde Bohrung 7 auf.
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Die Dichtscheibe 6 hat relativ zu dem ersten Nutboden 12 des Außenrings 3 (dünne, gepunktete Linie) und relativ zu dem zweiten Nutboden 13 des Innenrings 4 (dicke, gepunktete Linie) ein radiales Spiel 14. Die Dichtscheibe 6 kann sich somit zwischen dem ersten Nutboden 12 des Außenrings 3 und dem zweiten Nutboden 13 des Innenrings 4 radial bewegen. Die Dichtscheibe 6 ist radial so groß, dass sie unabhängig von ihrer Position in der ersten Nut 15 des Außenrings 3 und in der zweiten Nut 16 des Innenrings 4 gleichzeitig angeordnet verbleibt. Somit deckt die Dichtscheibe 6 immer, auch bei einer radialen Verformung, die Wälzkörper ab.
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6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch das elliptisch verformte, radialflexible Wälzlager 1. Die Kontur der Dichtscheibe 6 ist mit gestrichelten Linien, der Außenring 3 mit dünnen und gepunkteten Linien, und der Innenring 4 mit dicken und gepunkteten Linien, dargestellt. Die Dichtscheibe 6 weist eine konzentrische, kreisrunde Bohrung 7 auf.
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Der Außenring 3 und der Innenring 4 weisen die gleiche elliptische Verformung auf und sind relativ zueinander konzentrisch angeordnet. Die gleiche elliptische Verformung weisen natürlich auch ein erster Nutboden 12 im Außenring 3 (dünne, gepunktete Linie) und ein zweiter Nutboden 13 im Innenrings 4 (dicke, gepunktete Linie) auf.
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Der Außenrand der Dichtscheibe 6 ist in einer ersten Nut 15 des Außenrings 3 und der Innenrand der Dichtscheibe 6 ist in einer zweiten Nut 16 des Innenrings 4 radial beweglich angeordnet. Das radiale Spiel 14 der Dichtscheibe 6 ist, relativ zum ersten Nutboden 12 der ersten Nut 15 des Außenrings 3 und relativ zum zweiten Nutboden 13 der zweiten Nut 16 des Innenrings 4, in Summe so groß, dass die Dichtscheibe 6 bei einer radialen Verformung des radialflexiblen Wälzlagers 1 innerhalb eines vorgegebenen Verformungsgrades nicht auf dem ersten und dem zweiten Nutboden 12 und 13 gleichzeitig aufsetzt. Die Dichtscheibe 6 kann daher nicht zusammengedrückt und/oder eingeklemmt und/oder verformt werden. Das radiale Spiel 14 relativ zum zweiten Nutboden 13 des Innenrings 4 ist zur besseren Darstellung etwas parallelversetzt zur kleinen Halbachse 9 des Nutbodens 12 des Außenrings 3 eingezeichnet.
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Die kreisrunde, konzentrische Bohrung 7 der Dichtscheibe 6 hat einen größeren Durchmesser 17 als die doppelte erste Länge 31 der großen Halbachse 8 des bei dem gezeigten Verformungsgrad elliptisch verformten zweiten Nutbodens 13 der zweiten Nut 16 des Innenrings 4. Daher verbleibt innerhalb eines bestimmten Verformungsgrades ein radiales Spiel 14 zwischen der durchbohrten Dichtscheibe 6 und dem elliptisch verformten zweiten Nutboden 13 der zweiten Nut 16 des Innenrings 4.
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Der Außendurchmesser 18 der Dichtscheibe 6 ist kleiner als die doppelte zweite Länge 32 der kleinen Halbachse 9 des bei dem gezeigten Verformungsgrad elliptisch verformten ersten Nutbodens 12 der Nut 15 des Außenring 3. Daher verbleibt, auch bei einer Rotation des Außenrings 3 relativ zum Innenring 4, in jeder Rotationsposition, und unabhängig von der Position der Dichtscheibe 6, ein radiales Spiel 14 zwischen der Dichtscheibe 6 und dem elliptisch verformten ersten Nutboden 12 der Nut 15 des Außenrings 3.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Dichtscheibe 6 nicht auf dem ersten und dem zweiten Nutboden 12 und 13 gleichzeitig aufsetzen kann, und insbesondere meistens ohne Nutbodenkontakt ist. Ebenso bleibt vorteilhaft ein Festklemmen der Dichtscheibe 6 zwischen dem ersten und dem zweiten Nutboden 12 und 13 aus.
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7 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Querschnitts des elliptisch verformten Wälzlagers 1, die insbesondere die Lage der Dichtscheibe 6 relativ zum ersten Nutboden 12 des Außenrings 3 und relativ zum zweiten Nutboden 13 des Innenrings 4 zeigt. In der Mitte ist das Innenringloch 19 dargestellt. Die Dichtscheibe 6 weist eine kreisrunde, konzentrische Bohrung 7 auf und ist als schwarz gefüllte, kreisrunde Ringfläche dargestellt.
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8 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnittausschnitts einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, radialflexiblen Wälzlagers 1 mit Dichtelementen 20 und mit kugelförmigen Wälzkörpern 2, die zwischen einem Außenring 3 und einem Innenring 4 angeordnet sind, wobei die Außenringbreite gleich der Innenringbreite 21 ist.
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Der Außenring 3 weist zwei erste Nuten 15 auf und der Innenring 4 weist zwei zweite Nuten 16 auf. Auf jeder Seite des radialflexiblen Wälzlagers 1 ist jeweils eine erste Nut 15 einer zweiten Nut 16 gegenüberliegend angeordnet.
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Die Außenränder der Dichtelemente 20 sind jeweils in einer der ersten Nuten 15 des Außenrings 3 angeordnet, während die Innenränder in der jeweils gegenüberliegenden zweiten Nut 16 des Innenrings 4 angeordnet sind.
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Die Wälzkörper 2 sind hermetisch von dem Außenring 4, dem Innenring 3 und den Dichtelementen 20 umschlossen. Exemplarisch ist ein kugelförmiger Wälzkörper 2 dargestellt. Die Wälzkörper 2 können jedoch auch eine andere Form aufweisen.
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Die ersten Nuten 15 im Außenring 3 weisen jeweils eine erste Nuttiefe 22 und die zweiten Nuten 16 im Innenring 3 jeweils eine zweite Nuttiefe 23 auf. Aufgrund der ersten Nuttiefe 22 des Außenrings 3 und der zweiten Nuttiefe 23 des Innenrings 4, weisen die Dichtelemente 20, auf jeder Seite des Wälzlagers 1, ein radiales Spiel 14 auf, das so groß ist, dass die Dichtelemente 20 bei einer radialen Verformung innerhalb eines vorgegebenen, maximalen Verformungsgrades des radialflexiblen Wälzlagers 1 nicht gleichzeitig den ersten Nutboden 12 und den zweiten Nutboden 13 berühren.
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Vorteilhaft weisen die Nuten 15, 16 glatte erste Nutböden 12, 13 und glatte Nutwände 24, 25 auf, damit die Dichtelemente 20 reibungsarm entlang gleiten können.
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Vorzugsweise sind die axialen Nutinnenbreiten 26 gerade so viel breiter als die Dichtelemente in axialer Richtung, dass eine Beweglichkeit der Dichtelemente 20 in den Nuten 15, 16 ermöglicht ist, jedoch eine ausreichende Abdichtung gewährleistet ist, was in 8a detailliert dargestellt ist.
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Bei einer Variante weisen die Seitenflächen der in die Nuten 15 und 16 ragenden Teile der Dichtelemente 20 Dichtlippen 33 auf, wie dies in 8b dargestellt ist. Aufgrund der Dichtlippen 33 weist eine solche Ausführung eine noch bessere Abdichtung und eine noch geringere Gleitreibung zwischen den Dichtelementen 20 und den Nutwänden 24 und 25 auf. Eine solche Ausführung ist nicht nur bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel möglich, sondern ganz allgemein auch bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungen, insbesondere bei den in den übrigen Figuren gezeigten Ausführungen.
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Die Dichtelemente 20 sind so groß, dass sie, unabhängig von ihren Positionen und unabhängig von einer radialen Verformung des Wälzlagers, stets in den ersten Nuten 15 des Außenrings 3 und in den zweiten Nuten 16 des Innenrings 4 bleiben.
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9 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnittausschnitts einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, radialflexiblen Wälzlagers 1 mit unterschiedlicher Außen- und Innenringbreite 21.
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Die Dichtelemente 20 weisen bei dieser Ausführung eine radiale Abstufung auf, deren axiale Breite genauso groß ist, wie der axiale Abstand 29 zwischen der ersten Nut 15 des Außenrings 3, und der gegenüberliegenden zweiten Nut 16 des Innenrings 4.
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10 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnittausschnitts eines Ausführungsbeispiels eines besonderen, erfindungsgemäßen, radialflexiblen Wälzlagers 1 bei dem der Innenring 4 breiter ist, als der Außenring 3.
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Die Dichtelemente 20 gleiten, radial anliegend, an den ersten Stirnseiten 27 des Außenrings 3 und sind außerdem jeweils in einer eine Nut 15 im Innenring 4 angeordnet. Der Außenring 3 weist vorteilhaft eine so große radiale Dicke 28 auf, dass die Dichtelemente 20, unabhängig von allen ihren möglichen Positionen und unabhängig von einer Verformung des Wälzlagers wenigstens bis zu einem bestimmten Verformungsgrad, stets vollständig an den ersten Stirnseiten 27 des Außenrings 3 anliegen. Insoweit weist der Außenring 3 vorzugsweise eine radiale Dicke 28 auf, die wenigstens so groß ist, wie das radiale Spiel 14 des Dichtungselements 14 in der Ausgangsform des Wälzlagers 1.
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11 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnittausschnitts eines letzten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen, radialflexiblen Wälzlagers 1 bei dem der Außenring 3 axial breiter als der Innenring 4 ist.
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Die Dichtelemente 20 gleiten bei dieser Ausführung radial anliegend an den zweiten Stirnseiten 30 des Innenrings 4 und sind außerdem in einer Nut 16 im Außenring 3 angeordnet. Diese Ausführung unterscheidet sich von der in 10 dargestellten Ausführung lediglich durch die umgekehrte Ankopplung an den Innenring und an den Außenring. Insoweit gelten die zur 10 gegebenen Erläuterungen analog.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlager
- 2
- Wälzkörper
- 3
- Außenring
- 4
- Innenring
- 5
- Verformungswegstrecke
- 6
- Dichtscheibe
- 7
- Bohrung
- 8
- Große Halbachsenlänge
- 9
- Kleine Halbachsenlänge
- 10
- Mittelachse
- 11
- Spalt
- 12
- Erster Nutboden
- 13
- Zweiter Nutboden
- 14
- Radiales Spiel
- 15
- Erste Nut
- 16
- Zweite Nut
- 17
- Durchmesser
- 18
- Außendurchmesser
- 19
- Innenringloch
- 20
- Erstes Dichtelement
- 21
- Ringbreite
- 22
- Erste Nuttiefe
- 23
- Zweite Nuttiefe
- 24
- Erste Nutwand
- 25
- Zweite Nutwand
- 26
- Nutinnenbreite
- 27
- Erste Stirnseite
- 28
- radiale Dicke des Außenrings 3
- 29
- Axialer Abstand
- 30
- Zweite Stirnseite
- 31
- Erste Länge
- 32
- Zweite Länge
- 33
- Dichtlippe
