DE102020121735A1

DE102020121735A1 - Wälzlagervorrichtung

Info

Publication number: DE102020121735A1
Application number: DE102020121735.8A
Authority: DE
Inventors: Alexander Schamin; Sebastian Giehl
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2021-06-17
Also published as: WO2021115517A1; CN114641921A; US20230013562A1; CN114641921B; DE102020121736A1; CN115768991A; WO2022037743A1; US20240183402A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagervorrichtung (1), welche zumindest aus wenigstens einem Wälzlager (2), einer Dichtung (3) und einer Bypass-Vorrichtung (20) gebildet ist sowie außerdem zumindest ein erstes Maschinenelement (30) und ein zweites Maschinenelement (31) aufweist. Über die Bypass-Vorrichtung (20) ist wenigstens eine elektrische Verbindung zumindest zwischen dem ersten Maschinenelement (30) und dem zweiten Maschinenelement (31) ausgebildet ist, und wobei ein Halter (21) der Bypass-Vorrichtung radial zwischen einem der Lagerringe (5, 6) und einem der Maschinenelemente (30, 31) an dem einen der Lagerringe (5, 6) befestigt ist sowie den Bypass-Leiter (23) hält.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Wälzlagervorrichtung, welche zumindest aus wenigstens einem Wälzlager, einer Dichtung und einer Bypass-Vorrichtung gebildet ist.
Hintergrund der Erfindung
Rotorwellen in elektrischen Maschinen sind zumeist mit Wälzlagern gelagert. Zwischen den Rotorwellen und Gehäusen von Elektromotoren und Generatoren entstehen häufig ungewollte Spannungspotenziale. Bei fehlenden Gegenmaßnahmen entladen sich diese Spannungspotenziale über die Wälzlager. Der dabei durch das betroffene Wälzlager fließende Strom kann Funken im Wälzkontakt zwischen den Wälzkörpern und den Laufbahnen generieren. Die Wälzlaufbahnen werden durch Schmelzvertiefungen bzw. Erosionsvertiefungen geschädigt.
Es sind in der Fachwelt bereits Maßnahmen bekannt, die den Aufbau der Spannungspotenziale bzw. den Abbau dieser Spannungspotenziale über die Wälzlager verhindert sollen. Eingesetzt werden zum Beispiel Bypass-Vorrichtungen, mit denen Entladungen über sogenannte Wellenerdungsringe bypassartig um die Wälzlager des Elektromotors „herum“ geführt sind. In DE 10 2016 010 926 A1 ist eine derartige und aus einem Wellenerdungsring bestehende Bypass-Vorrichtung offenbart. Dieser Wellenerdungsring weist einen scheibenförmigen elektrisch leitfähigen Bypass-Leiter auf, welcher zum Gehäuse hin zwischen zwei leitfähigen Winkelblechen eingeklemmt ist und welcher innen elastisch vorgespannt an einer Welle anliegt. Die den Halter des Bypass-Leiters bildenden Winkelbleche sind an beliebigen geeigneten Stellen in ein Gehäuse eingesetzt. Der Bypass-Leiter besteht aus leitfähigem Material, welches einen geringen Widerstand gegen fließende Ströme aufweist als zum Beispiel Stahl.
Der Vorteil einer derartigen Bypass-Vorrichtungen besteht darin, dass der Wellenerdungsring einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Bypass-Leiter werden von der Fachwelt auch gerne in Dichtungsvorrichtungen integriert. Ein Beispiel einer als Bypass-Leiter ausgeführten Vorschaltdichtung ist mit DE 10 2014 010 269 B4 offenbart. Die Vorschaltdichtung ist einer Hauptdichtung dichtend in Reihe vorgeschaltet und stellt zugleich als Bypass-Leiter eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen zwei Maschinenelementen her. Der scheibenförmige Bypass-Leiter soll zugleich die Dichtlippe der Hauptdichtung gegen Verunreinigungen aus der Umgebung schützen und ist an der Hauptdichtung befestigt. Die Hauptdichtung sitzt mit einem aus einem Winkelblech gebildeten Halter in dem Gehäuse.
Die Dichtwirkung von Dichtungsvorrichtungen wird häufig mittels Vordichtungen erhöht, wenn die Wälzlager durch Schmutz der Umgebung stark strapaziert sein könnten. Die Vordichtung und die Hauptdichtung sind hinsichtlich ihrer Wirkung in Reihe geschaltet, d. h., Verschmutzungen der Umgebung des Wälzlagers treffen zunächst auf die Vordichtung. Die Hauptdichtung schützt das Innere des Lagers, also die Zonen des Wälzkontakts der Wälzkörper mit den Laufbahnen. Zumeist ist links und rechts der Wälzlaufbahnen jeweils eine Hauptdichtung angeordnet. Die Vordichtung ist der Hauptdichtung in Richtung der Außenumgebung des Wälzlagers vorgeschaltet und soll zumeist grobe Verschmutzungen von der Hauptdichtung fernhalten. Zwischen der Vor- und Hauptdichtung entsteht aufgrund eines axialen Abstands häufig ein Zwischenraum. Wenn beide Dichtungen dichtend anliegen, können Druckdifferenzen zwischen dem Luftdruck der Umgebung der Dichtungsvorrichtung und dem des Zwischenraums entstehen. Bei einem kalten oder sich abkühlenden Wälzlager und wärmerer Umgebungsluft zum Beispiel entsteht in dem Zwischenraum vergleichsweise Unterdruck. Da die Vordichtung in der Regel nicht hermetisch-druckdicht abdichtet, wird durch den Unterdruck Luft aus der Umwelt in den Zwischenraum gesaugt. Dabei gelangen ungewollt sowohl Luftfeuchtigkeit, Flüssigkeiten als auch Schmutzpartikel mit in den Zwischenraum und werden dort gehalten. Im Laufe der Zeit geraten diese Verunreinigungen, zum Beispiel auch durch Druckdifferenzen zwischen den Luftdrücken des Zwischenraums und den Zonen des Wälzkontakts, unter die Dichtlippe der Hauptdichtung und in die Zonen des Wälzkontakts. Die Dichtlippe der Hauptdichtung wird beschädigt und Verunreinigungen gelangen in das Innere des abzudichtenden Wälzlagers und können dieses zum Beispiel durch Verschmutzung des Schmierfettes schädigen. Die in DE 10 2014 010 269 B4 beschriebene und als Bypass-Leiter ausgelegte Vorschaltdichtung ist luftdurchlässig gestaltet, um derartige Druckdifferenzen zu vermeiden.
Generell sind Wälzlager-Hersteller daran interessiert, derartige Bypass-Leiter in direkter und unmittelbarer Nähe der Wälzlager einzusetzen, die den anfangs geschilderten Schädigungen durch Abbau der Spannungspotenziale ausgesetzt sein können. Darüber hinaus sollen die Bypass-Leiter möglichst platzsparend untergebracht sein. Deshalb werden solche Bypass-Leiter zum Beispiel in die Hauptdichtungen von Wälzlagern integriert. Eine derartige Vorrichtung ist mit DE 10 2015 240 44 A1 offenbart. Die in dieser Vorrichtung eingesetzte Hauptdichtung ist mit leitfähigem Füllstoff durchsetzt.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wälzlagervorrichtung zu schaffen, welche sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.
Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Erfindung ist vorgesehen, dass der Halter radial zwischen einem der Lagerringe und einem der Maschinenelemente an dem einen der Lagerringe befestigt ist sowie den Bypass-Leiter hält. Der eine der Lagerringe sitzt dabei in dem einen der Maschinenelemente oder auf dem einen der Maschinenelemente. Dabei sitzt der Halter zum Beispiel auf einem Außenring radial zwischen dem Außenring und einem Gehäuse oder alternativ an einem Innenring radial zwischen dem Innenring und einer Welle.
Der Halter weist einen Haltering oder mehr Halteringe sowie eine Haltescheibe oder mehr Haltescheiben auf.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Haltering außen mit wenigstens einem, vorzugsweise mehreren sich axial gleichgerichtet mit der Rotationsachse zwischen dem Gehäuse und dem einem der Lagerringe erstreckenden Halteelement(en) versehen ist. Dabei ist der Bypass-Leiter axial zwischen dem elektrisch leitfähigen Haltering und der Haltescheibe gehalten.
In die Wälzlagervorrichtung sind eine oder mehr Bypass-Vorrichtungen integriert. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Bypass-Leiter in das Wälzlager integriert ist und trotzdem so an dem Wälzlager befestigt ist, dass er radial platzsparend nicht im Inneren des Wälzlagers sondern im Lagersitz befestigt ist - d.h. außen am Wälzlager zwischen einem Gehäuse oder einer Welle bzw. anderen Maschinenelementen und einem der Lageringe des Wälzlagers. Es wird für die Befestigung des Bypass-Leiters kein gesonderter axialer Bauraum benötigt. Der radiale Bauraum steht aufgrund der Abmessungen des Wälzlagers bereits zur Verfügung. Dies wirkt sich insbesondere positiv auf die Anwendung in Wälzlagervorrichtungen mit Wälzlagern kleiner Durchmesserreihen aus, in welchen wenig radialer und axialer Bauraum zwischen den Lagerringen für die Unterbringung von Dichtungen und Bypässen vorhanden ist. Der begrenzte Raum kann vollständig für die Unterbringung der Dichtung und der Bypass-Vorrichtung genutzt werden. Die Bauteile zur Befestigung des Bypass-Leiters müssen darum auch nicht so filigran ausgebildet sein und können deshalb oft auch kostengünstiger hergestellt werden.
Die Wälzlagervorrichtung weist ein Wälzlager oder mehrere Wälzlager auf. Das Wälzlager ist mit einer oder mehreren Dichtungen gegen die Umwelt bzw. Umgebungskonstruktion abgedichtet. Die Dichtung ist radial zwischen den Lagerringen angeordnet, ist beliebig ausgebildet weist beispielsweise eine oder mehrere Dichtlippen im Kontakt mit einem Innenring oder einem Außenring auf und sitzt zum Beispiel in einem Außenring oder in einem Innenring des Wälzlagers.
Die vom Gegenstand der Erfindung betroffenen Dichtungen sind eine oder mehr Dichtungen, die vorzugsweise als Hauptdichtungen ausgelegt sind, und die das Innere des Wälzlagers mit den Zonen des Wälzkontakts, den Wälzkörpern und gegebenenfalls mit dem Käfig nach außen hin abdichten. Hauptdichtungen können dichtend anliegen oder Spalt- bzw. Labyrinthdichtungen sein. Die Dichtungen weisen eine oder mehrere Dichtlippen auf und stehen in die eine Richtung im vollen Dichtkontakt mit einem der Lagerringe und sind in der anderen radialen Richtung an dem anderen der Lagerringe befestigt. Alternativ sind die Dichtungen in die eine radiale Richtung an dem Lagerring fest und dichten in die andere radiale Richtung kontaktlos. In abgedichteten Wälzlagern sitzen die Dichtungen in axialen Richtungen links und rechts der Wälzkörper und begründen einen abzudichten Raum, in dem sich die Wälzkörper in den Wälzkontakten und Käfige bewegen.
Die Bypass-Vorrichtung ist auf einer Seite der Wälzkörper in axialer Richtung auf die Dichtung folgend angeordnet, so dass zwischen der Dichtung und der Bypass-Vorrichtung ein Zwischenraum ausgebildet ist.
Über die Bypass-Vorrichtung ist wenigstens eine elektrische Verbindung zumindest zwischen dem ersten und dem zweiten Maschinenelement ausgebildet. Es ist also auch denkbar, dass über die Bypass-Vorrichtung auch weitere elektrisch leitende Verbindungen zwischen weiteren Maschinenelementen permanent oder sogar vorzugsweise zu- und abschaltbar ausgebildet sind.
Die Bypass-Vorrichtung ist aus einem oder mehreren Haltern und einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Bypass-Leitern zusammengesetzt. Der Halter sitzt erfindungsgemäß in einem bzw. auf einem der Lagerringe des Wälzlagers. Er ist also in das Wälzlager bzw. in den Lagersitz des Wälzlagers integriert und sitzt wahlweise am Innenring oder am Außenring. Der Halter ist ein beliebig ausgeführtes Bauteil, welches geeignet ist, den Bypass-Leiter im Wälzlager zu halten.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das Wälzlager inklusive der Bypass-Vorrichtung als eine Baueinheit vom Hersteller des Wälzlagers lieferbar ist. Montagezeit und Platz in der Lagerhaltung sowohl beim Kunden des Wälzlagerherstellers und beim Wälzlagerhersteller selbst werden eingespart. Die Eigenschaften des Bypass-Leiters können exakt individuell auf den Durchgangs- bzw. Entladungswiderstand des Wälzlagers abgestimmt werden.
Der jeweilige Halter und der Bypass-Leiter sind elektrisch leitfähig miteinander verbunden. Der Halter ist selbst leitend oder der Bypass-Leiter und das Maschinenelement sind über einen separaten elektrischen Leiter miteinander verbunden - beispielsweise über eine leitende Hülse. Generell ist die Bypass-Vorrichtung so ausgeführt, dass sich Spannungspotenziale über diese Bypass-Vorrichtung und nicht über das Wälzlager entladen.
Mit dem mindestens einen Wälzlager sind zwei Maschinenelemente gegeneinander drehbar gelagert. Dabei ist eines der Maschinenelemente oder das andere Maschinenelement um die Rotationsachse des Wälzlagers rotierbar mittels des Wälzlagers gelagert oder das eine bzw. andere Maschinenelement ist gehäusefest. Alternativ sind beide Maschinenelemente relativ zueinander um die Rotationsachse des Wälzlagers rotierbar angeordnet. Maschinenelemente sind Wellen, beispielsweise Rotorwellen einer elektrischen Maschine, Gehäuse, beispielsweise Lagerschilde oder Gehäuse bzw. Gehäuseabschnitte oder Lagerschilde einer elektrischen Maschine, Zahnräder oder Wellen bzw. Gehäuse eines Getriebes oder beliebige andere Maschinenelemente, die geeignet sind, mittels Wälzlagern aneinander oder gegeneinander gelagert zu werden.
Die Rotationsachse des Wälzlagers ist in den betrachteten Fällen immer axial ausgerichtet und kann aber horizontal oder vertikal als auch schräg orientiert im Raum verlaufen. Radial ist senkrecht quer zur Rotationsachse.
Das Wälzlager dient der drehbaren Lagerung von Maschinenteilen, -Elementen und Baugruppen und weist zur Verminderung der Reibung Wälzkörper auf, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring abwälzen und somit die Reibung in der drehbaren Lagerung verringern. Das Wälzlager weist, wie schon zuvor ausgeführt, einen Innenring und einem Außenring auf. Alternativ weist das Wälzlager auch mehr als nur einen Innen- und oder Außenring auf. Darüber hinaus sind die Lagerringe alternativ auch geteilt und weisen jeweils eine Laufbahn oder einen Anteil einer Laufbahn auf. Am Innenring sind gewöhnlich eine oder mehrere Außenlaufbahnen ausgebildet und am Außenring dementsprechend eine oder mehrere Innenlaufbahnen. Die an den Laufbahnen abwälzenden Wälzkörper sind wahlweise Kugeln oder Rollen. Die Kugeln oder Rollen sind oft in Käfigen geführt und gehalten. Wälzkörper eines Wälzlagers sind entweder in einer Reihe in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet oder alternativ weist das Wälzlager mehrere nebeneinander angeordnete Reihen Wälzkörper auf. Wälzlager sind alternativ auch Axiallager. In diesem Fall sind sowohl der Innenring als auch der Außenring die Axialscheiben, welche Axiallaufbahnen aufweisen.
Unter dem Bypass ist im Sinne der Erfindung die Umführung eines Stromes bzw. einer Spannung um eine oder mehrere Wälzlager und oder/Maschinenteile zu verstehen. Die Wälzkörper und die Lagerringe sind gewöhnlich aus Wälzlagerstahl und berühren sich an den Laufbahnen. Die dabei gebildeten Kontaktzonen sind potenzielle Durchgänge für Ströme, an denen die gefürchteten Entladungen zu den bereits im Kapitel „Hintergrund der Erfindung“ beschriebenen Beschädigungen der Laufbahnen führen.
Durch den Bypass bzw. durch die Bypass-Vorrichtung sollen die Ströme umgeleitet werden. Das kann zum einen dadurch „gesteuert“ werden, dass die Bypass-Vorrichtung bzw. auf jeden Fall der Bypass-Leiter gegenüber dem Wälzlager vergleichsweise geringere elektrische oder spezifische elektrische Widerstände aufweisen.
So sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der elektrische Widerstand des Bypass-Leiters bzw. der Bypass- Vorrichtung kleiner oder gleich 100 Ohm, bevorzugt sogar kleiner als 10 Ohm, ist. Das führt dazu, dass der Bypass-Leiter beispielsweise ein elektrischer Leiter aus Kupfer, Silber oder deren bzw. anderer leitender Metall-Legierungen oder Carbon mit einem geringen spezifischen Widerstand der einzelnen Stoffe als Stahl sein kann. Zum anderen ist es denkbar, dass die Wälzlager gegen Stromdurchgang isoliert sind. Beispielsweise ist es denkbar, dass zwischen dem Lagerring bzw. Lagerringen und dem Maschinenelement, auf/in welchem der Lagerring sitzt, ein Isolator bzw. eine Isolationsschicht aufgebracht ist. In diesem Fall führt der Bypass die Entladungen nur über die Bypass-Elemente der an dem Wälzlager sitzenden Bypass-Vorrichtung an dem Wälzlager vorbei aber nicht durch das Wälzlager hindurch. In diesem Fall sitzt der Halter an bzw. auf dem isolierten Lagerring und hat aber leitenden Kontakt mit dem Maschinenelement. Zum Beispiel sitzt der Halter auf dem Außenring und ist elastisch federnd gegen das Gehäuse vorgespannt. Oder eine Hülse sitzt auf einer Welle, während die Hülse nicht oder doch im Kontakt mit dem Innenring oder Außenring steht. Alternativ oder kombiniert mit anderen Maßnahmen ist es auch denkbar, dass die Wälzkörper zum Beispiel aus nicht leitendem Material wie zum Beispiel Keramik sind. Die Bypass-Vorrichtung muss in diesem Fall den Strom nur umleiten.
Wie zuvor erwähnt, weist der Halter einen Haltering oder mehr Halteringe sowie eine Haltescheibe oder mehr Haltescheiben auf. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Halter bzw. der Haltering mit wenigstens einer, vorzugsweise mehrerer am Umfang um die Rotationsachse des Wälzlagers verteilten, sich axial durchgängig durch einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden und ringscheibenförmig ausgebildeten Grundkörper erstreckenden Ausnehmung versehen ist. Die Haltescheibe greift mit wenigstens einem Halteclip in die Ausnehmung ein und ist an dem Grundkörper gehalten. Der Bypass-Leiter ist axial zwischen dem elektrisch leitfähigen Haltering und der Haltescheibe gehalten. Der Halteclip oder die Halteclips sind formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Ausnehmung verrastet oder eingehakt. Eine derartige Anordnung lässt sich vorteilhaft einfach montieren. Die Einzelteile des Halters sind kostengünstig aus Blech herstellbar.
Der generelle Vorteil der Erfindung liegt gegenüber dem bekannten Stand der Technik in der Trennung der Funktionen von Dichtung und Bypass-Leiter. Generell kann davon ausgegangen werden, dass die Wahl des Materials für eine Vorschaltdichtung gemäß dem bekannten Stand der Technik Kompromisse hinsichtlich der Anforderungen an eine dauerhafte Dichtfunktion- bzw. Leitfähigkeit eingegangen werden müssen. Das Material von Hauptdichtungen mit leitfähigen Füllstoffen kann an Elastizität und Verschleißfestigkeit verlieren. Außerdem sind derartig kombinierte Materialien gegenüber dem der Standard-Dichtungen relativ teuer und die Standfestigkeit der Spritzwerkzeuge für deren Herstellung kann sich aufgrund des härteren Füllstoffs gegenüber der der zur Herstellung von Standard-Dichtungen verringern. Darüber hinaus kann zum Beispiel die Luftdurchlässigkeit von Vorschaltdichtung bei starker Verschmutzung mit den daraus folgenden und bereits beschriebenen negativen Folgen blockiert werden. Generell ist aufgrund der Ausnehmungen eine ausreichende Belüftung des zwischen der Bypass-Vorrichtung und der Hauptdichtung ausgebildeten Zwischenraums abgesichert.
Der Vorteil der Erfindung liegt also darin, dass das Design der Bypass-Vorrichtung ausschließlich auf die Stromleitfähigkeit und die Einbausituation aber nicht auf eine Dichtfunktion gerichtet ist. Wenn, wie anfangs in der Diskussion zum Stand der Technik bereits erwähnt, Bypass-Leiter in Dichtungssysteme integriert werden, müssen Kompromisse hinsichtlich der Wahl von Materialeigenschaften der Dichtungen und auch des Bypass-Leiters eingegangen werden. Bei der Auslegung des Bypass-Leiters einer Bypass-Vorrichtung gemäß Erfindung müssen bei der Wahl und Gestaltung des Materials vorteilhaft nur die Anforderungen an die Stromleitfähigkeit und Verschleißfestigkeit berücksichtigt werden. Der Bypass-Leiter ist aus beliebigem druckdicht ausgeführtem Material alternativ auch aus luftdurchlässigem Material, zum Beispiel mit einer Faser- oder Gewebestruktur, gebildet. Es sind auch Kombinationen bzw. Mischungen verschiedener Materialien, Schichten und/oder Abschnitten verschiedenster Zusammensetzungen aus leitfähigen Werkstoffen oder mit leitfähigen Werkstoffen durchsetzt bzw. durchzogen, gewebt und/oder gestapelt zur Bildung des Bypass-Leiters vorgesehen. Auch wenn der Bypass-Leiter aus druckdichtem Material ist, so ist jedoch durch die mindestens eine erfindungsgemäße axiale Ausnehmung in dem Bypass-Halter bzw. der Bypass-Vorrichtung, die einen für Medien frei durchlässigen Durchgang von der Umgebung vor des Bypass-Halters aus in den Zwischenraum garantiert.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Halteelement bzw. der Haltering mehrere am Umfang des einen der Lagerringe verteilte Klammern aufweist bzw. die Halteelemente derartige Klammern sind. Diese Klammern sind radial zwischen dem Lagerring und dem Maschinenelement, beispielsweise zwischen dem Außenring und einem Gehäuse bzw. zwischen dem Innenring und einer Welle angeordnet und übergreifen dabei den Lagerring axial und hintergreifen den Lagerring radial. Die Klammern sind elastisch federnd ausgebildet und radial zwischen einem der Maschinenelemente und dem einem der Lagerringe radial gegen den einen der Lagerringe vorgespannt.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Zonen an dem Lagerring, an welcher der Haltering befestigt ist bzw. gegen welche die Halteelemente gegen den Lagerring vorgespannt sind, nicht feinbearbeitet werden müssen, denn die Halteelemente sind zumindest radialelastisch gegen diese Zone vorgespannt. Die Elastizität der einzelnen Halteelemente ist dadurch gewährleistet, dass diese umfangsseitig um die Rotationsachse des Wälzlagers durch die axial durchgängigen Ausnehmungen voneinander getrennt sind. Dadurch sind die Halteelemente ausgehend von einer Basis am Haltering um einen sich radial erstreckenden elastischen Hebel verlängert. In Verbindung mit einer Schnappgeometrie kann das Halteelement beim Aufpressen große Toleranzen überbrücken und ist sicher axial sowie radial fixiert. Die Halteringe sind aus Blech oder Federstahl einfach und kostengünstig herzustellen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein oder mehrere an der Haltescheibe bzw. separat ausgebildete Klemmelemente bzw. Halteclips, jedes/jeder jeweils oder auch mehr als eines/einer, in eine der Ausnehmungen eingreifen und die Haltescheibe und den Haltering formschlüssig aneinander halten. Dabei ist der Bypass-Leiter axial zwischen dem Klemmelement und dem Halter bzw. zwischen der Haltescheibe und dem Haltering eingeklemmt. Das Klemmelement kann zum Beispiel eine einfache Klammer sein, die in die Ausnehmung eingesetzt wird oder das Klemmelement bzw. der Halteclip sind an dem Haltering des Halters ausgebildet. Klemmelemente sind lösbar oder unlösbar an den Haltering geklemmt und Halteclips sind zum Beispiel in die Ausnehmungen formschlüssig geclipst bzw. eingeschnappt und unter Umständen auch wieder lösbar.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Halter im Kontakt mit dem einem der Lagerringe elektrisch leitend an dem einen der Lagerringe anliegt. Der Halter ist aus elektrisch leitfähigem Material oder leitfähig beschichtet bzw. mit leitfähigen Elementen versehen. Entscheidend ist, dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Maschinenelement und dem Halter entweder über den elektrisch leitfähigen Lagerring oder im direkten Kontakt mit dem Halter ausgebildet ist. Der Lagerring ist aus einem leitfähigen Werkstoff bzw. elektrisch leitfähig beschichtet. Generell ist in diesem Fall davon auszugehen, dass der elektrische Widerstand der Bypass-Vorrichtung Fall geringer ist als der elektrische Widerstand im Durchgang durch die Wälzkontakte des Wälzlagers.
Die Wälzkontakte sind die Kontakte, an denen im Betrieb oder bei Stillstand des jeweiligen Wälzlagers die Wälzkörper an den Laufbahnen anliegen. Die Zonen des Wälzkontakts sind damit die Zonen, in denen die Wälzkörper bei Betrieb des Wälzlagers an den Wälzlaufbahnen der Lagerringe abrollen. Die elektrisch leitfähige Verbindung zu Entladung der Spannungspotenziale zwischen dem ersten und zweiten Maschinenelement wird mittels der Bypass-Vorrichtung hergestellt. Wie schon anfangs erwähnt, können die Maschinenelemente Gehäuse oder Wellen alternativ auch andere Maschinenteile sein. So ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das zweite Maschinenelement der Innenring des Wälzlagers ist. Somit ist es nicht ausgeschlossen, dass wenigstens ein Lagerring des Wälzlagers leitender Bestandteil der Bypass-Vorrichtung ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das zweite Maschinenelement ein hohlzylindrisches Bauteil ist. In diesem Fall ist das hohlzylindrische Bauteil vorzugsweise Bestandteil der Bypass-Vorrichtung, insbesondere dann, wenn das Wälzlager mit Bypass-Vorrichtung als eine Baueinheit zur Montage vorbereitet ist. Der als wenigstens ein Innenring ausgebildete zweite Lagerring und das hohlzylindrische Bauteil sind miteinander verbunden. Oft wird bei Getriebeherstellern um jeden Millimeter Bauraum gekämpft. Das wirkt sich auch auf die Anforderungen an die Wälzlager aus, welche folgerichtig in möglichst radial platzsparender Bauweise ausgeführt sein sollen. In den Standard-Wälzlagern ist jedoch ein Mindestquerschnitt der Lagerringe erforderlich, um die im Wälzkontakt auftretenden Spannungen aufzunehmen. So sind beispielsweise bei Kugel- oder Rollenlagern radiale Mindest-Bordhöhen erforderlich. Die Höhe der Borde, die sich seitlich der Wälzlaufbahnen radial über die jeweilige Wälzlaufbahn erheben, beeinflusst die radiale Abmessung des Ringspaltes zwischen dem Innenring und Außenring. Durch diese Maßnahmen kann der durch den verbleibenden Ringspalt für den Einbau einer Bypass-Vorrichtung zu gering sein. Darüber hinaus wird eine radiale Kontaktfläche für den Kontakt des Bypass-Leiters mit entweder einem Maschinenelement oder dem Lagerring benötigt, auf der der Bypass-Leiter den leitenden Übergangskontakt zwischen dem Maschinenelement oder dem Lagerring herstellt. Dazu müsste also entweder der Lagerring verlängert werden oder die Kontaktfläche auf dem Maschinenelement gesondert vorbereitet sein. In beiden Fällen ist der Aufwand relativ hoch. Wenn jedoch das Maschinenelement ein hohlzylindrisches Bauteil ist, welches entweder an dem Lagerring befestigt ist oder auf dem Maschinenelement sitzt, kann diese Kontaktfläche an diesem hohlzylindrische Bauteil vorbereitet werden. Das hohlzylindrische Bauteil kann in einfachster Weise als eine von einem Rohr abgestochene oder aus einem Blech gewickelte bzw. gezogene Hülse ausgebildet sein. Die Hülse kann dann an dem einen der Lagerringe fest sein und in axialer Richtung über den anderen der Lagerringe hinaus stehen, ohne dass der benötigte Bauraum für das Wälzlager beeinflusst ist. Eine derartige Hülse lässt sich kostengünstig herstellen und auch beispielsweise mit einer leitfähigen Beschichtung versehen. Sie ist vorteilhaft gegen verschiedenster Ausführungen ihrer selbst austauschbar, ohne dass das Wälzlager an sich geändert werden muss.
Durch die Hülse wird vorteilhaft radialer Bauraum gespart, sodass mehr radialer Platz für die Bypass-Vorrichtung zur Verfügung steht. Darüber hinaus kann die Hülse vorteilhaft hinsichtlich ihrer Gestalt als auch in der Wahl ihrer Werkstoffe gezielt als leitfähigen Komponente so ausgeführt werden, wie das beispielsweise bei einem Lagerring nicht möglich wäre - denn generell sind bei der Gestaltung und der Werkstoffwahl eines Lagerrings vorrangig die Anforderungen an die Tragfähigkeit und Lebensdauer eines Wälzlagers zu berücksichtigen. Darüber hinaus können bei der Beschichtung bzw. bei der Werkstoffwahl der Hülse vorteilhaft besondere Reib- bzw. Gleiteigenschaften in der Kontaktzone mit dem Bypass-Leiter berücksichtigt werden.
Das Wälzlager mit allen bisher erwähnten Komponenten ist, gegebenenfalls auch darüber hinaus in Kombination mit einem oder beiden Maschinenelementen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, als eine in sich selbsthaltende Baueinheit ausgeführt. Durch eine derartige Baueinheit werden zum einen die Lager- und Transportkapazitäten positiv klein gehalten und zum anderen ist der Aufwand bei der Montage der Wälzlagervorrichtung in ein Fahrzeuggetriebe, eine elektrische Maschine, eine elektrisch betriebene Achse oder in eine andere beliebige Anlage im Vergleich zu einer Einzelmontage der Komponenten vorteilhaft geringer.
Die Wälzkörper der von der Erfindung betroffenen Wälzlager können mit oder ohne Käfig(e) zwischen den Lagerring geführt sein. Ein Käfig weist einen oder zwei Seitenränder auf. Käfige mit nur einem Seitenrand sind kronen- und oder kammartig ausgebildet, d. h., dass Käfigstege wie die Zacken einer Krone oder die Zinken eines Kammes in axiale Richtung von dem Seitenrand abstehen. Die in Umfangsrichtung benachbarten Lücken zwischen den Zacken bzw. Zinken sind die Taschen, in denen die Wälzkörper aufgenommen sind. Die Abwicklung der Käfige sind in gedachten Abwicklungen in flachen Ebenen für Kugeln nach Art eines Lochstreifens und für Rollen leiterförmig ausgebildet. In beiden Fällen verbinden die Käfigstege zwei parallel zueinander verlaufende Seitenränder. Die in den flachen Ebenen loch- bzw. fensterförmig erscheinenden Lücken sind dreidimensional in Umfangsrichtung zwischen den Käfigstegen ausgebildete Taschen, in denen die Wälzkörper aufgenommen sind.
Oft wird bei Getriebeherstellern, wie zuvor schon erwähnt, um jeden Millimeter Bauraum gekämpft. Das wirkt sich auch auf die Anforderungen an die Wälzlager aus, welche folgerichtig in möglichst axial platzsparende Bauweise ausgeführt sein sollen. Die vorgenannte Maßnahme trägt auch dazu bei, axialen Bauraum zu sparen. Dieser Vorteil ergibt sich daraus, dass die Halteelemente des Halterings den Lagerring in axialer Richtung übergreifen und radial hintergreifen. Dazu ist, wie mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, eine radialer Ringspalt zwischen dem Lagerring und dem Maschinenelement ausgebildet. Die Halteelemente greifen von einer Seite vom Ende des Lagerring aus axial in den, beispielsweise zwischen dem Außenring und dem Gehäuse ausgebildeten, Ringspalt ein. Vorhandener Bauraum wird genutzt, ohne dass der Lagerring zwecks einer Haltezone zur Befestigung der Bypass-Vorrichtung axial verlängert werden muss.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht bei dem Einsatz von Wälzlagern mit Käfig(en) vor, dass zumindest ein den Seitenrand axial in Richtung des Bypass-Leiters begrenzendes Ende des Seitenrandes oder besser noch der gesamte Seitenrand des Käfigs radial zwischen der Rotationsachse und dem Halteelement der Bypass-Vorrichtung um die Rotationsachse verläuft. In diesem Fall ist die axiale Breite des Lagerrings generell nur durch den notwendigen axialen Bauraum für die Dichtungen und Wälzkörper und die axiale Breite des Seitenrandes vorgegeben. Die Befestigung für die Bypass-Vorrichtung benötigt axial keinen zusätzlichen Bauraum. Diese Maßnahme ist besonders bei Kugellagern wirksam, in denen ein Kugel-Schnappkäfig mit nur einem Seitenrand zur Halterung der Kugeln eingesetzt wird. Der Seitenrand verläuft an der Seite axial zwischen den Wälzkörpern und der Bypass-Vorrichtung und radial unterhalb-innerhalb eines Teilkreises, auf dem die Halteelemente um die Rotationsachse des Wälzlagers verlaufend am Außenring anliegen.
Die Aufgabe der Hauptdichtungen in Wälzlagern besteht, wie anfangs schon erwähnt, im Abdichten des Inneren des Wälzlagers gegenüber der Umgebung. Eine weitere Aufgabe der Hauptdichtung ist es, dass für die Funktion des Wälzlagers lebenswichtige Schmierfett im Wälzlager zu halten. Schmierfett weist Schmieröl und Fettverdicker auf. Die Schmierung des Wälzkontakts erfolgt im Wesentlichen mit dem Schmieröl. Die Fettverdicker sind die Speicher für das Schmieröl und sondern dies im Laufe des Betriebs des Wälzlagers ab. Da das Schmieröl relativ flüssig ist, kann dieses die Dichtlippen der Hauptdichtungen gegebenenfalls leicht unterwandern. Das Schmieröl wird dabei aus den Zonen des Wälzkontakts vor die Hauptdichtung in die Umgebung des Wälzlagers transportiert und fehlt nachteilig bei der Schmierung des Wälzlagers. Ein weiterer Nachteil könnte sich mit Sicht auf die Erfindung ergeben, wenn das Schmieröl, wie zuvor geschildert, ungewollt in den Zwischenraum zwischen die seitens der Bypass-Vorrichtung angeordnete Hauptdichtung und den Bypass-Leiter transportiert wird. Das dort befindliche Schmieröl könnte, aufgrund der fehlenden Dichtfunktion der Bypass-Vorrichtung, die durch die Ausnehmungen der Bypass-Vorrichtung in den Zwischenraum gelangenden Schmutzpartikel aufnehmen und an sich binden. Dadurch könnte in dem Zwischenraum eine Schmutzschicht entstehen, deren Bestandteile im Laufe der Zeit unter die Hauptdichtung und damit in den Wälzkontakt des Wälzlagers gelangen könnten.
Das Volumen eines an der der Bypass-Vorrichtung zugewandten Seite der Wälzkörper angeordneten Seitenrands des Käfigs beansprucht zu einem großen Anteil den Raum in dem Ringspalt, der an dieser Seite der Wälzkörper zwischen den beiden Lagerringen ausgebildet ist. Dieser Raum ist deshalb kaum mit Schmierfett befüllt, sondern nur der Bereich im Inneren des Wälzlagers an der von der Bypassvorrichtungsabgewandten Seite des Seitenrandes. Dementsprechend wird an der Seite, an welcher der Seitenrand des Käfigs umläuft, auch weniger Schmieröl anfallen. Das Risiko des Schmierölverlustes auf Seiten der Bypass-Vorrichtung ist deshalb durch die Anordnung des Seitenrandes auf dieser Seite positiv verringert.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

- 1 - ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagers 2 in einem Teilschnitt entlang der Rotationsachse 16 einer räumlichen Darstellung des Wälzlagers 2;
- 2 - eine Frontalansicht des Wälzlagers 2 nach 1 ;
- 3 - ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wälzlagervorrichtung 1 mit dem in 1 dargestellten Wälzlager 2, in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse 16;
- 4 - ein Ausführungsbeispiel einer Bypass-Vorrichtung 45 in einem Längsschnitt;
- 5 - das Detail Y der in 4 dargestellten Bypass-Vorrichtung;
- 6 - das Detail Z der in 4 dargestellten Bypass-Vorrichtung und
- 7 - ein Ausführungsbeispiel eines Käfigs 7, der beispielsweise in dem mit 1 dargestellten Wälzlager 2 verbaut ist.

3 - Die Wälzlagervorrichtung 1 ist aus dem in 1 gezeigten Wälzlager 2, der Dichtung 3, der Dichtung 34 und der Bypass-Vorrichtung 20 gebildet und weist ein als Gehäuse 4 ausgebildetes erstes Maschinenelement 30, eine Welle 9 sowie ein als eine Hülse 35 ausgeführtes zweites Maschinenelement 31 auf. Die Welle 9 ist alternativ das zweite Maschinenelement 31.
1 und 3 - Das Wälzlager 2 weist zumindest einen als Innenring 12 ausgeführten ersten Lagerring 5 und einen als Außenring 11 ausgebildeten zweiten Lagerring 6 sowie eine Bypass-Vorrichtung 20 auf. Die Lagerringe 5 und 6 sind konzentrisch auf der Rotationsachse 16 des Wälzlagers 2 angeordnet. Das als Rillenkugellager ausgeführte Wälzlager 2 ist mit radial zwischen den Lagerringen 5 und 6 angeordneten Wälzkörpern 8 versehen, welche Kugeln sind. Die Kugeln sind in einem Käfig 7 angeordnet. Der Käfig 7 weist eine der Anzahl der Wälzkörper 8 entsprechende Anzahl an Taschen 14 sowie einen um die Rotationsachse 16 umlaufenden Seitenrand 17 auf. In jeder Tasche 14 sitzt eine Kugel. Die als Hauptdichtung ausgebildeten Dichtungen 3 und 34 sind radial zwischen den Lagerringen 5 und 6 in das Wälzlager 2 eingesetzt. Dabei läuft der Seitenrand 17 axial zwischen den Wälzkörpern 8 und der Dichtung 3 in einem Ringspalt 36 um die Rotationsachse 16 um. Der Innenring 12 ist innen und seitens der Bypass-Vorrichtung 20 an einer Durchmesser-Stufe mit einer innenzylindrisch ausgebildeten Innen-Sitzfläche 38 versehen, an der die als hohlzylindrisches Bauteil 13 ausgeführte Hülse 35, beispielsweise durch einen Presssitz gehalten, sitzt. Die Durchmesser-Stufe ergibt sich daraus, dass der Durchmesser der Innen-Sitzfläche 38 größer ist als der Durchmesser des Innenrings 12 innen für den Wellensitz.
Die Bypass-Vorrichtung 20 weist einen Halter 21, eine Haltescheibe 24, einen elektrisch leitfähigen Bypass-Leiter 23 und die Hülse 35 auf. An einem sich radial erstreckenden Grundkörper 27 eines Halterings 22 des Halters 21 sind Halteelemente 25 ausgebildet, von welchen in der Darstellung nach 3 lediglich ein Halteelement 25 sichtbar ist. Der Außenring 11 ist außen mit einer Durchmesser-Stufe versehen, an der eine Außen-Sitzfläche 39 ausgebildet ist. Die zylindrisch ausgebildete Außen-Sitzfläche 39 weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Außenrings 11 für den Gehäusesitz. Der Außen-Sitzfläche 39 schließt sich axial eine radiale Vertiefung 40 an, welche aus umfangsseitig zueinander benachbarten Vertiefungen 40 bestehen könnte, in diesem Fall jedoch als eine Ringnut 40 ausgebildet ist. Klammern 29 der Halteelemente 25 sind radial federelastisch und werden bei der Montage auf den Überhang aufgeschoben, bewegen sich dabei elastisch nach außen, erstrecken sich axial über die Außen-Sitzfläche 39 bis zur Ringnut 40 und schnappen schließlich mit den radialen Vorsprüngen 41 in die Ringnut 40 ein, sind anschließend radial mit den Rastvorsprüngen 41 in der Ringnut 40 verrastet und liegen dabei vorzugsweise radial an der Außen-Sitzfläche 39 an bzw. sind gegen diese radial vorgespannt.
Axial zwischen dem scheibenförmigen Grundkörper 27 und der Dichtung 3 ist ein Zwischenraum 19 ausgebildet, welcher in die radialen Richtungen zur einen Seite nach außen durch einen axialen Überhang 42 des Außenrings 11 und zur anderen Seite durch einen Abschnitt der Hülse 35 begrenzt ist. Der Bypass-Leiter 23 ist axial zwischen der Haltescheibe 24 und einem Grundkörper 27 des Halterings 22 eingeklemmt. Die Haltescheibe 24 ist mit Halteclips 28 an dem Grundkörper 27 fest. Von den Halteclips 28 ist im Bild aufgrund der Schnittdarstellung lediglich ein Halteclip 28 sichtbar. In dem Wälzlager 2 besteht eine elektrische Verbindung zwischen dem Au-ßenring 11 über die Klammern 29 und die Ringscheibe 22 zu dem Bypass-Leiter 23 und von dem Bypass-Leiter 23 auf die Hülse 35 und von der Hülse 35 auf den Innenring 12.
1 und 2 - Die Front des Wälzlagers 2 ist von der einen Seite im Wesentlichen durch den Haltering 22 abgedeckt. Der Haltering 22 ist mit durch ihn axial durchgängig hindurchgehenden Ausnehmungen 26 versehen. Die Ausnehmungen 26 sind in diesem Falle radial nach außen hin offen und zu beiden Seiten in Umfangsrichtung hin durch jeweils einen Hebelarm 37 eines Halteelements 25 und in radialer Richtung nach innen durch den Grundkörper 27 des Halterings 22 begrenzt. Alternativ ist es auch möglich, dass die Ausnehmungen Fenster in nicht dargestellter Form sind, welche auch radial nach außen von dem Material des Grundkörpers 27 begrenzt sind. Die Ausnehmungen 26 können wahlweise kurvenförmige Konturen oder die dargestellten rechteckigen Konturen aufweisen. Der jeweilige Halteclip 28 greift durch die jeweilige Ausnehmung 26 axial hindurch und ist an dem Haltering 22 formschlüssig befestigt.
1 - Das Wälzlager 2 ist eine aus dem Innenring 12, dem Außenring 11, den Dichtungen 3, 34 den Wälzkörpern 8 und dem Käfig 7, der Bypass-Vorrichtung 21 und der Hülse 35 gebildete sowie die genannten Bauteile in sich selbsthaltende Baueinheit 10.
Axial zwischen der Dichtung 3 und dem Bypass-Leiter 23 ist ein Zwischenraum 19 ausgebildet. Der Zwischenraum 19 ist axial in die eine Richtung zu den Wälzkörpern 18 durch die Dichtung 3 und eine Stirnseite des Innenrings 12 und axial in die andere Richtung durch die Haltescheibe 24, Abschnitte des Grundkörpers 27 des Halterings 22 sowie des Halters 21 und des Bypass-Leiters 23 begrenzt. In die radialen Richtungen ist der Zwischenraum 19 durch einen Abschnitt der Hülse 35 und eine Innenfläche des Überhangs 42 am Außenring 11 begrenzt. Der Zwischenraum ist über die Ausnehmungen 26 mit der das Wälzlager 2 außerhalb der Baueinheit 10 umgebenden Umgebung für beliebige Medien und Verunreinigungen durchlässig verbunden ist, sodass diese vorteilhaft ungehindert über die Ausnehmungen 26 ausgetauscht werden können.
3 - Die Klammern 29 umgreifen den Überhang 42 in einem Ringspalt 43, welcher radial zwischen dem Überhang 42 und der Innenfläche der Bohrung des Gehäuses 4 ausgebildet ist. Zwischen der jeweiligen Klammer 29 und dem Gehäuse 4 verbleibt ein Spalt, an dem sich die Klammer 29 und das Gehäuse 4 radial berührungslos einander gegenüberliegen. Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Gehäuse 4 und der Bypass-Vorrichtung 20 ist jedoch über den Außenring 12 hergestellt. Über die Bypass-Vorrichtung 20 ist auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Maschinenelement 30 und der Welle 9 ausgebildet. Die elektrische Verbindung führt über den Halter 21 zu dem Bypass-Leiter 23. Der Bypass-Leiter 23 liegt schleifend im Kontakt mit dem hohlzylindrischen Bauteil 13 und das als die Hülse 35 ausgebildete Bauteil 13 ist wahlweise von dem Innenring 12 nicht stromleitend isoliert und steht zum Beispiel durch einen Presssitz im Kontakt mit der Welle 9. Die Welle 9 oder alternativ die Hülse 35 ist in diesem Falle das zweite Maschinenelement 31. In einem alternativen anderen Fall besteht eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Hülse 35 und dem Innenring 12 und der Innenring 12 ist stromleitend mit der Welle 9 verbunden. Zwischen der Hülse 35 und der Welle 9 kann ein radialer Luftspalt zumindest in der Größe einer Spielpassung ausgebildet sein. In diesem Fall kann auch wahlweise die Welle 9 das zweite Maschinenelement 31 sein.
7 - Das Ausführungsbeispiel des Käfigs 7 ist als ein Kugelkäfig gestaltet, der in einem mit 1 dargestellten Wälzlager 2 installiert sein kann. Der Kugelkäfig weist eine kronenförmige Struktur auf. Basis des Käfigs 7 ist ein kreisringförmig ausgebildeter Seitenrand 17. An einer von einem axialen Ende 18 abgewandten Seite des Seitenrandes 17 gehen Stege 15 in axialer Richtung ab, welche von dem Seitenrand 17 frei abstehen. Jeder der Stege 15 weist endseitig an der vom Seitenrand 17 abgewandten Seite Schnapp-Halterungen 44 auf, die jeweils in Umfangsrichtung in Richtung einer weiteren Schnapp-Halterung 44 eines benachbarten Steges 15 hervorstehen. In jede der bogenförmig bzw. U-förmig verlaufenden Taschen 14 wird bei der Montage des Wälzlagers 2 nach 1 eine Kugel eingeschnappt und in axialer Richtung zur einen Seite hin durch die Schnapp-Halterungen 44 gehalten.
3 - Das den Seitenrand 17 axial in Richtung des Bypass-Leiters 23 begrenzendes Ende 18 des Seitenrandes 17 verläuft radial zwischen der Rotationsachse 16 und dem Halteelement 25 bzw. radial zwischen der Klammer 29 und dem Innenring 12 um die Rotationsachse 16.
4 - Die Bypass-Vorrichtung 45 besteht aus einem Bypass-Leiter 46 und aus einem Halter 47. Ein Haltering 50 des Halters 47 ist mit sich axial erstreckenden Halteelementen 48 versehen. An dem jeweiligen Halteelement 48 ist ein radialer Vorsprung 49 für eine Schnapphalterung an einem nicht dargestellten Wälzlager ausgebildet. Der Halter 47 weist außerdem eine Haltescheibe 51 auf. Der Bypass-Leiter 46 ist eine Kreisringscheibe mit einem zentral durch die Rotationsachse 16 durchstoßenen Durchgangsloch 52.
5 und 6 - Das Detail Y aus der 4 ist in 5 vergrößert und nicht maßstäblich dargestellt. Das Detail Z aus der 4 ist in 6 vergrößert und nicht maßstäblich dargestellt. Zumindest der Kantenbereich 53 der Kreisringscheibe am Durchgangsloch 52 ist für den Kontakt mit einer nicht dargestellten Welle, alternativ einem nicht dargestellten Innenring oder alternativ mit einem hohlzylindrischen Bauteil analog des in 1 dargestellten Bauteils 13 vorgesehen. Der Bypass-Leiter 46 ist axial zwischen der Haltescheibe 51 und dem Haltering 50 eingeklemmt und besteht aus einem Geflecht bzw. Gewebe von strom leitfähigen Carbonfasern. Die Halteelemente 48 sind einteilig-einmaterialig mit dem Haltering 50 ausgebildet und sind elastische Klammern 55, mit deren axial gerichteten Ende einteilig-einmaterialig jeweils der radialen Vorsprung 49 ausgebildet ist. Die Halteelemente 48 sind umfangsseitig durch Ausnehmungen 56 zu einander distanziert.
An der Haltescheibe 51 sind einteilig-einmaterialig Klemmelemente 54 ausgebildet. Die Haltescheibe 51 liegt rückseitig an dem Bypass-Leiter 46 an und durchgreift jeweils mit einem Klemmelement 54 axial eine der Ausnehmungen 56. Das Klemmelement 54 hintergreift den Haltering 50 an der Vorderseite 57 des Halterings 50 axial und liegt mit seinem radialen Ende 58 an der Vorderseite 57 des Halterings 50 axial an. Die Haltescheibe 51 an der Rückseite 59 des Halterings 50 und das Klemmelement 54 an der Vorderseite 57 des Halterings 50 bilden eine formschlüssige nicht lösbare Klemmverbindung 60 zwischen dem Haltering 50, dem Bypass-Leiter 46 und der Haltescheibe 51. Der Haltering 50 und die Haltescheibe 51 sind aus Blech geschnittene Bauteile und kalt geformte Bauteile.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlagervorrichtung
2: Wälzlager
3: Dichtung
4: Gehäuse
5: erster Lagerring
6: zweiter Lagerring
7: Käfig
8: Wälzkörper
9: Welle
10: Baueinheit
11: Außenring
12: Innenring
13: hohlzylindrisches Bauteil
14: Tasche des Käfigs
15: Steg des Käfigs
16: Rotationsachse des Wälzlagers
17: Seitenrand
18: axiales Ende des Seitenrandes
19: Zwischenraum
20: Bypass-Vorrichtung
21: Halter der Bypass-Vorrichtung
22: Haltering
23: Bypass-Leiter
24: Haltescheibe
25: Halteelement
26: Ausnehmung
27: Grundkörper des Halters
28: Halteclip
29: Klammer
30: erstes Maschinenelement
31: zweites Maschinenelement
32: Klemmelement
33: Ringspalt
34: Dichtung
35: Hülse
36: Ringspalt
37: Hebelarm
38: Innen-Sitzfläche
39: Außen-Sitzfläche
40: radiale Vertiefung, Ringnut
41: radiale Vorsprünge
42: Überhang
43: Ringspalt
44: Schnapp-Halterung des Käfigs
45: Bypass-Vorrichtung
46: Bypass-Leiter
47: Halter der Bypass-Vorrichtung
48: Halteelement
49: radialer Vorsprung des Halteelements
50: Haltering
51: Haltescheibe
52: Durchgangsloch
53: Kantenbereich des Durchgangslochs
54: Klemmelement
55: Klammer
56: Ausnehmung
57: Vorderseite des Halterings
58: Ende des Klemmelements
59: Rückseite des Halterings
60: Klemmverbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016010926 A1 [0003]
DE 102014010269 B4 [0005, 0006]
DE 10201524044 A1 [0007]

Claims

Wälzlagervorrichtung (1), welche zumindest aus wenigstens einem Wälzlager (2), einer Dichtung (3) und einer Bypass-Vorrichtung (20) gebildet ist sowie außerdem zumindest ein erstes Maschinenelement (30) und ein zweites Maschinenelement (31) aufweist, wobei: - das Wälzlager (2) zumindest einen ersten Lagerring (5) und mindestens einen zweiten Lagerring (6) aufweist, und wobei die Lagerringe (5, 6) konzentrisch auf einer axial ausgerichteten Rotationsachse (16) des Wälzlagers (2) angeordnet sind, - das Wälzlager (2) mit radial zwischen den Lagerringen (5, 6) angeordneten Wälzkörpern (8) versehen ist, und wobei radial quer zur Rotationsachse (16) gerichtet ist, - die Dichtung (3) radial zwischen den Lagerringen (5, 6) angeordnet ist, - über die Bypass-Vorrichtung (20) wenigstens eine elektrische Verbindung zumindest zwischen dem ersten Maschinenelement (30) und dem zweiten Maschinenelement (31) ausgebildet ist, - die Bypass-Vorrichtung (20) zumindest einen Halter (21) und wenigstens einen elektrisch leitfähigen Bypass-Leiter (23) aufweist, und wobei der Halter (21) und Bypass-Leiter (23) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, und wobei der Halter (21) radial zwischen einem der Lagerringe (5, 6) und einem der Maschinenelemente (30, 31) an dem einen der Lagerringe (5, 6) befestigt ist sowie den Bypass-Leiter (23) hält, wobei der eine der Lagerringe (5, 6) an dem Maschinenelement (30, 31) befestigt ist.
Wälzlagervorrichtung (1) nach Anspruch 1, in der der Halter (21) zumindest einen Haltering (22) und eine Haltescheibe (24) aufweist, wobei der Haltering (22) außen mit wenigstens einem sich axial gleichgerichtet mit der Rotationsachse (16) zwischen einem Gehäuse (4) und dem einem der Lagerringe (5, 6) erstreckenden Halteelement (25), mit welchem der Halter an dem einen der Lagerringe (5, 6) gehalten ist, versehen ist und wobei der Bypass-Leiter (23) axial zwischen dem elektrisch leitfähigen Haltering (22) und der Haltescheibe (24) gehalten ist.
Wälzlagervorrichtung (1) nach Anspruch 1, in der der Halter (21) einen Haltering (22) und eine Haltescheibe (24) aufweist, wobei der Haltering (22) mit wenigstens einer sich axial durchgängig durch einen radialen Grundkörper (27) erstreckenden Ausnehmung (26) versehen ist und wobei die Haltescheibe (24) mit wenigstens einem Halteclip (28) in die Ausnehmung (26) eingreift und an dem Grundkörper (27) gehalten ist, und wobei der Bypass-Leiter (23) axial zwischen dem elektrisch leitfähigen Haltering (22) und der Haltescheibe (24) oder zwischen dem Halteclip (28) und dem Haltering (22) gehalten ist.
Wälzlagervorrichtung (1) nach Anspruch 1, in der das Halteelement (25) eine oder mehrere am Umfang des einen der Lagerringe (5, 6) verteilte Klammern (29) aufweist sowie die Klammern (29) radial zwischen einem der Maschinenelemente (30, 31) und dem einem der Lagerringe (5, 6) radial gegen den einen der Lagerringe (5, 6) vorgespannt sind, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten der Klammern (29) eine sich axial durchgängig durch den elektrisch leitfähigen Halter (21) erstreckende sowie die zwei benachbarten der Klammern (29) in Umfangsrichtung voneinander distanzierenden Ausnehmung (26) ausgebildet ist, wobei ein Halteclip (28) oder ein Klemmelement (32) in wenigstens eine der Ausnehmungen (26) formschlüssig eingreift, wobei der Bypass-Leiter (23) mittels des Halteclips (28) oder Klemmelements (32) axial zwischen der Haltescheibe (24) und dem Halter (21) oder dem Klemmelement (32) und dem Halter (21) eingeklemmt ist.
Wälzlagervorrichtung nach Anspruch 1, in der der Halter (21) im Kontakt mit dem einem der Lagerringe (5, 6) elektrisch leitend an dem einen der Lagerringe (5, 6) anliegt und in der der eine der Lagerringe 5, 6) elektrisch leitend im Kontakt mit dem ersten Maschinenelement (30) steht und in der der Bypass-Leiter (23) im Kontakt mit dem zweiten Maschinenelement (31) elektrisch leitend an dem zweiten Maschinenelement (31) anliegt.
Wälzlagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, in der das erste Maschinenelement (30) ein Gehäuse (4) und der eine Lagerring (6) der Lagerringe (5, 6) ein in dem Gehäuse (4) sitzender Außenring (12) des Wälzlagers (2) ist.
Wälzlagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, in der das zweite Maschinenelement (31) ein hohlzylindrisches Bauteil (13) ist, wobei das hohlzylindrische Bauteil (13) Bestandteil der Bypass-Vorrichtung (20) ist, wobei der als wenigstens ein Innenring (11) ausgebildete zweite Lagerring (6) und das hohlzylindrische Bauteil (13) miteinander verbunden sind.
Wälzlagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, in der das zweite Maschinenelement (31) der als wenigstens ein Innenring (11) ausgebildete zweite Lagerring (6) ist.
Wälzlagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, welche zumindest eine in sich selbst haltende Baueinheit (10) aus dem Wälzlager (2), der Dichtung (3) und der Bypass-Vorrichtung (20) aufweist und in der das zweite Maschinenelement (31) ein mit dem als wenigstens ein Innenring (11) ausgebildeten ersten Lagerring (5) verbundenes hohlzylindrisches Bauteil (13) ist, wobei das hohlzylindrische Bauteil (13) Bestandteil der selbsthaltenden Baueinheit (10) ist.
Wälzlagervorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 4, in welcher die Wälzkörper (8) mit wenigstens einem Käfig (7) zwischen den Lagerringen (5, 6) gehalten sind, wobei der Käfig (7) mehrere in Umfangsrichtung des Käfigs (7) verteilte und durch quer zur Umfangsrichtung verlaufende Käfigstege (15) in Umfangsrichtung um die Rotationsachse (16) voneinander getrennte Taschen (14) zur Aufnahme wenigstens eines der Wälzkörper (8) aufweist und dabei die Käfigstege (15) axial an wenigstens einer Seite des Käfigs (7) in Umfangsrichtung um die Rotationsachse (16) mittels eines Seitenrandes (17) miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein den Seitenrand (17) axial in Richtung des Bypass-Leiters (23) begrenzendes Ende (18) des Seitenrandes (17) radial zwischen der Rotationsachse (16) und dem Halteelement (25) um die Rotationsachse (16) verläuft.
Wälzlagervorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 4, in der zwischen einem der Lagerringe (6) und dem ersten Maschinenelement (30) ein Ringspalt (33) ausgebildet ist, wobei der Lagerring (6) im Kontakt mit dem ersten Maschinenelement (30) in dem ersten Maschinenelement (30) sitzt und wobei das Halteelement (25) sich axial in den Ringspalt (33) erstreckt.
Wälzlagervorrichtung (1) nach Anspruch 3, in welcher axial zwischen der Dichtung (3) und dem Bypass-Leiter (23) zumindest durch die Dichtung (3) und die Bypass-Vorrichtung (20) begrenzter Zwischenraum (19) ausgebildet ist, wobei der Zwischenraum (19) über wenigstens eine Ausnehmung (26) mit einer die Wälzlagervorrichtung (1) außerhalb der Baueinheit (10) umgebenden Umgebung für beliebige Medien und Feststoffe durchlässig verbunden ist.
Wälzlagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 12, in welcher der Bypass-Leiter (23) eine gewebeartige Struktur zumindest mit einigen leitfähigen Fasern aufweist, wobei die Bypass-Vorrichtung (20) bzw. der Bypass-Leiter (23) einen elektrischen Widerstand kleiner oder gleich 100 Ohm aufweisen.