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Die
Erfindung betrifft ein Wälzlager nach dem Oberbegriff von
Patentanspruch 1.
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Derartige
Wälzlager sind allgemein bekannt. So existiert beispielsweise
ein Clean Bearing Lager mit Dichtscheiben, wobei die Dichtscheiben
zwar ein Eindringen von Partikeln in das Wälzlager verhindern aber
gleichzeitig das Wälzlager nahezu vollständig abdichten.
Erst bei einer Drehung der mittels des Clean Bearing Lagers gelagerten
Welle und bei einer Schiefstellung des Wälzlagers kann
durch einen Spalt zwischen einer Dichtscheibe des derartigen Wälzlagers
und der Welle etwas Schmierstoff beispielsweise in Form von Öl
in das Wälzlager eindringen und dieses schmieren. Dies
ist in einem Betrieb der Welle beziehungsweise des Wälzlagers
nicht immer gewährleistet beispielsweise aufgrund von Toleranzen,
was zu Lagerausfällen führen kann.
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Die
DE 10 2006 042 612
A1 offenbart eine Dichtungseinrichtung für ein
Wälzlager eines Getriebes, wobei mittels eines Deckels
ein Spalt zwischen einer Welle und dem Deckel ausgebildet wird,
so dass auch bei einem derartigen Wälzlager ein Eindringen
von Partikeln in das Wälzlager verhindert wird. Doch auch
eine derartige Dichtungseinrichtung weist den Nachteil auf, dass
aufgrund der Ausbildung des schmalen Spalts eine Schmierstoffzuführung
zu dem Wälzlager wie bei dem obig beschriebenen Clean Bearing
Lager negativ beeinflusst wird.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wälzlager
der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass eine
Abdichtung des Wälzlagers gegenüber einem Eindringen
von Partikeln realisiert wird, ohne eine Schmierung des Wälzlagers
zu behindern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Wälzlager mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Wälzlager mit
einem Außenring, mit einem Innenring und mit einer Mehrzahl
von Wälzkörpern, und mit zumindest einem Dichtungselement,
mittels welchem ein Eindringen von Partikeln in das Wälzlager
verhinderbar ist, ist vorgesehen, dass das zumindest eine Dichtungselement
schmierstoffdurchlässig ausgebildet ist und einen korrespondierenden
Ringspalt zwischen dem Außenring und dem Innenring verschließt.
Auf diese Art und Weise ist ein Eindringen von Partikeln in das Wälzlager,
welche eine Reibung im Wälzlager stark erhöhen
und damit eine Lebensdauer des Wälzlagers herabsetzen verhindert.
Aufgrund der Schmierstoffdurchlässigkeit des Dichtungselements
ist aber dennoch ein ungehinderter Fluss von Schmierstoff beispielsweise
in Form von Öl in das Wälzlager ermöglicht,
wodurch eine Schmierung zwischen den Wälzkörpern
und Laufbahnen des Außen- und Innenrings in vollem Umfang
erhalten bleibt. Dadurch, dass der Ringspalt mittels des Dichtungselements
nahezu abgedeckt wird, existiert nur noch ein kleiner Spalt, durch
kaum Partikel in das Wälzlager eindringen könnten.
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Nichtsdestoweniger
steht dennoch ein kompletter Querschnitt des Ringspalts zwischen
dem Außenring und dem Innenring dem Schmierstoff beziehungsweise
dem Öl zur Verfügung, um in das Wälzlager
eindringen zu können. Damit ist im Gegensatz zum Stand
der Technik eine dauerhafte Schmierung des Wälzlagers ermöglicht,
weswegen ein Risiko eines Wälzlagerausfalls stark herabgesetzt
ist. Das bedeutet, dass nicht erst bei einer Drehung einer durch ein
derartiges Wälzlager gelagerten Welle und/oder einer Schiefstellung
des Wälzlagers Schmierstoff beziehungsweise Öl
in das Wälzlager eindringen kann. Vielmehr ist eine dauerhafte
Schmierung des Wälzlagers ermöglicht. Dies erhöht
die Lebensdauer des Wälzlagers, was eine Austausch- beziehungsweise Reparaturhäufigkeit
des Wälzlagers und damit einhergehende Reparaturkosten
absenkt. Dies wiederum bedeutet eine hohe Kosteneinsparung und einen hohen
Komfortzugewinn für einen Nutzer eines derartigen Wälzlagers.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mittels
einer Porosität eines Werkstoffs des Dichtungselements
eine zu filternde Partikelgröße einstellbar. Dadurch
ist eine Schmierstoffzufuhr in das Wälzlager trotzdem sichergestellt,
wobei Partikel, die eine bestimmte Größe überschreiten
und das Wälzlager schädigen könnten,
von dem Dichtungselement abgehalten werden. Alle Partikel, die also
größer sind als Poren des Werkstoffes des Dichtungselements,
werden somit am Eindringen in das Wälzlager gehindert.
Somit kann in vorteilhafter Weise die zu filternde Partikelgröße
mittels der Porosität des Werkstoffs des Dichtungselements
eingestellt werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das
Dichtungselement aus einem gesinterten Werkstoff gebildet. Dadurch
lässt sich in besonders vorteilhafter Weise die Porosität
des Dichtungselements einstellen, wodurch die zu filternde Partikelgröße
definiert werden kann.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform des Wälzlagers
ist das Dichtungselement aus einem keramischen Werkstoff gebildet,
was sich insofern als vorteilhaft erweist, wenn das Wälzlager
mit dem Dichtungselement besonders hohen thermischen Beanspruchungen
ausgesetzt ist. Das Dichtungselement aus einem keramischen Werkstoff
weist dabei eine hohe Toleranz gegenüber sehr hohen Temperaturen
auf, weswegen seine Verwendung bei besonders hohen Einsatztemperaturen
vorteilig ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist das Dichtungselement aus einem textilen Werkstoff gebildet.
Die Ausbildung des Dichtungselements aus einem textilen Werkstoff weist
den Vorteil auf, dass ein derartiges Dichtungselement zum einen
besonders günstig in seiner Herstellung beziehungsweise
in seiner Beschaffung ist. Damit lassen sich Kosten für
ein Wälzlager mit einem derartigen Dichtungselement absenken,
was direkt dem Nutzer des Wälzlagers in Form von geringeren Beschaffungskosten
zugute kommt. Auch ein Austausch beziehungsweise eine Reparatur
des Dichtungselements aus dem textilen Werkstoff erweist sich zum
anderen in diesem Falle als äußerst kostengünstig.
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Zudem
ist das Dichtungselement aus dem textilen Werkstoff bei Verwendung
von natürlichen textilen Werkstoffen äußerst
umweltfreundlich, was insbesondere im Falle einer Endsorgung des
Wälzlagers beziehungsweise des Dichtungselements Entsorgungskosten
und damit Kosten für den Nutzer des Wälzlagers
reduziert.
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Bei
einer alternativen und vorteilbehafteten Ausführungsform
der Erfindung ist das Dichtungselement aus Kunststoff gebildet.
Diese Ausführungsform ist in sofern vorteilbehaftet, als
dass das Dichtungselement aus Kunststoff besonders niedrig im Gewicht ist,
was sich damit auch positiv auf ein Gesamtgewicht beispielsweise
einer Vorrichtung, bei der ein erfindungsgemäßes
Wälzlager zum Einsatz kommt, auswirkt. Wird eine derartige
Vorrichtung beziehungsweise ein derartiges Wälzlager beispielsweise in
einem Kraftwagen verwendet, so kommt ein niedrigeres Gesamtgewicht
des Kraftwagens einem niedrigerem Kraftstoffverbrauch und damit
niedrigen CO2-Emissionen zugute. Auch werden
dadurch Betriebskosten für den Nutzer des Kraftwagens gesenkt.
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Weiterhin
birgt die Ausbildung des Dichtungselements aus Kunststoff den Vorteil,
dass bei einem Herstellungsverfahren des derartigen Dichtungselements
einerseits jedwede Formgebung ermöglicht ist, andererseits
ist die Porosität des Werkstoffs in der gewünschten
Weise bezüglich der zu filternden Partikelgröße
einfach einstellbar.
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In
jeglicher Ausführungsform oder in jeglicher Kombination
der Ausführungsformen ist eine definierte Schmierung des
Wälzlagers beispielsweise in Getrieben sichergestellt,
ohne das Wälzlager mit etwaigen im Schmierstoff befindlichen
Partikeln zu schädigen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels,
sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten
Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der
Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten
Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die
Figur zeigt abschnittsweise einen Längsschnitt durch ein
Kugellager mit einem Außenring, mit einem Innenring und
einem Wälzkörper in Form einer Kugel, und mit
zwei öldurchlässigen Dichtungselementen in Form
von Dichtscheiben.
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Die
Figur zeigt ein Wälzlager in Form eines Kugellagers 10.
Das Kugellager 10 umfasst dabei einen Außenring 12,
einen Innenring 14 und eine Mehrzahl an Wälzkörpern,
wobei in der Figur ein Wälzkörper in Form einer
Kugel 22 zu sehen ist. Des Weiteren umfasst das Kugellager 10 einen
Kugelkäfig 24.
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Zwischen
dem Außenring 12 und dem Innenring 14 ist
beidseitig des Kugellagers 10 je ein Ringspalt 18 und 20 ausgebildet.
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Zur
Schmierung des Kugellagers 10 kann Öl durch die
Ringspalte 18 und/oder 20 in das Kugellager 10 eindringen,
und es kann sich ein Schmierfilm zwischen der Kugel 22 und
Laufbahnen des Innenrings 14 beziehungsweise des Außenrings 12 ausbilden.
Des Weiteren ist es zunächst, das heißt ohne Abdichtungen
der Ringspalte 18 und 17 allerdings auch möglich,
dass Partikel beispielsweise in Form von metallischem Abrieb mittels
des Öls in das Kugellager 10 transportiert werden,
was eine Lebensdauer des Kugellagers 10 herabsetzt, da
dadurch eine Reibung zwischen der Kugel 22 beziehungsweise
der Wälzkörper und den Laufflächen des
Innenrings 14 und des Außenrings 12 erhöht
wird und die Partikel überrollt werden, was zu Schädigungen
am Innenring 14, Außenring 12 und Wälzkörper 22 führen
kann.
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Dieses
beschriebene Eindringen von Partikeln ist beim Kugellager 10 in
der Figur durch je ein Dichtungselement 16 beziehungsweise 17 verhindert.
Das Dichtungselement 16 deckt dabei den kompletten Ringspalt 20 und
das Dichtungselement 17 deckt den kompletten Ringspalt 18 ab.
Gleichzeitig sind die Dichtungselemente 16 und 17 porös
und damit öldurchlässig, wodurch die beschriebene Schmierung
des Kugellagers 10 nicht negativ beeinflusst wird. Durch
die Porosität der Dichtungselemente 16 und 17 ist
eine Partikelgröße der Partikel definiert herausfilterbar.
So werden alle Partikel, die größer sind als die
Poren der Dichtungselemente 16 und 17 von dem
Eindringen in das Kugellager 10 und damit von dem Herabsetzen
der Lebensdauer des Kugellagers 10 abgehalten.
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Wie
in der Figur zu sehen ist, steht dem Öl allerdings dennoch
der komplette Querschnitt der Ringspalte 18 und 20 zum
Eindringen in das Lager zur Verfügung, wodurch eine dauerhafte
Schmierung des Kugellagers 10 gewährleistet ist.
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An
dieser Stelle sei erwähnt, dass derartige Dichtungselemente
beziehungsweise nur ein Dichtungselement auch bei anderweitigen
Wälzlagern als bei einem Kugellager zum Einsatz kommen
können beziehungsweise zum Einsatz kommen kann. Derartige
schmierstoffdurchlässige Dichtungselemente sind dabei in
allen gattungsgemäßen Wälzlagertypen einsetzbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006042612
A1 [0003]