DE102013225341A1 - Rolling bearing with current insulating sleeve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wälzlagerung zu Stromisolierung an einer Lagerstelle, wobei einerseits eine effektive Stromisolierung als auch eine leichte Herstellung der Wälzlagerung als Objektive genannt werden können. Dazu wird vorgeschlagen, eine Hülse (11, 17, 21, 22) einzusetzen, die aus einem mehrlagigen Verbund mit wenigstens einer isolierenden Zwischenschicht (9, 19, 29) besteht. Insbesondere kann der Verbund durch ein so genanntes Sandwichblech umgesetzt werden, womit flexibel einsetzbare Strom isolierende Hülsen mittels bekannter Umformtechniken, insbesondere dem Tiefziehen, aus dem genannten Sandwichblech hergestellt werden können.The invention relates to a rolling bearing for current insulation at a bearing point, on the one hand, an effective current insulation and a lightweight production of the rolling bearing can be called as lenses. For this purpose, it is proposed to use a sleeve (11, 17, 21, 22) which consists of a multilayer composite with at least one insulating intermediate layer (9, 19, 29). In particular, the composite can be implemented by a so-called sandwich sheet, which can be used to produce flexibly insertable power insulating sleeves by means of known forming techniques, in particular deep drawing, from said sandwich sheet.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine stromisolierte Wälzlagerung und ein Getriebe mit wenigstens einer Welle, wobei die Welle mit einer derartigen Wälzlagerung gelagert ist.The invention relates to a current-insulated roller bearing and a transmission with at least one shaft, wherein the shaft is mounted with such a rolling bearing.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Eine derartige Wälzlagerung kommt immer dann zum Einsatz, wenn es gilt, mechanische oder elektrische Baugruppen vor einem ungewollten Stromfluss und die dadurch verursachten Beschädigungen zu schützen. Dies ist beispielsweise im Antriebsstrang von Kraftwagen erforderlich. Selbstverständlich sind auch andere, insbesondere industrielle, Anwendungen denkbar, bei denen drehende Teile gegenüber nicht drehenden oder umgekehrt vor Stromfluss geschützt werden müssen.Such rolling bearing is always used when it is necessary to protect mechanical or electrical assemblies from unwanted current flow and the damage caused thereby. This is required for example in the drive train of motor vehicles. Of course, other, especially industrial, applications are conceivable in which rotating parts against non-rotating or vice versa must be protected from current flow.
Ferner kann der Stromdurchgang insbesondere die Lagerstelle schädigen, wobei Gefahren für Laufbahn und Wälzkörper bestehen. Beispielsweise ist es denkbar, dass das verwendete Schmiermittel aufgrund des Stromflusses die eigene Konsistenz ändert und sich damit nicht mehr Zur optimalen Schmierung der Lagerstelle eignet. Beschädigungen an Laufbahn und Wälzkörper sind die Folge.Furthermore, the passage of current can damage the bearing in particular, with risks for the raceway and the rolling elements. For example, it is conceivable that the lubricant used changes its own consistency due to the flow of current and thus is no longer suitable for optimum lubrication of the bearing. Damage to the raceway and rolling elements are the result.
In der
Aus der
Aus der
Die Ansätze hinsichtlich der Beschichtungslösung betreffen in der Regel einen einzigen Wälzlagerring, wobei die isolierende Schicht unmittelbar zum Kontakt mit der Lagerringaufnahme vorgesehen ist. Dabei entsteht ein Lagerring, der sich von klassischen Lagerringen unterscheidet und als solcher die Bauteilvielfalt von Wälzlagern im Allgemeinen in nachteiliger Weise erhöht. Außerdem stellt sich die Aufbringung der Beschichtung sehr aufwendig dar, zumal meist weitere Bauteile, wie zum Beispiel eine Hülse, erforderlich sind, die separat hergestellt und zusätzlich angebracht werden muss.The approaches to the coating solution usually relate to a single rolling bearing ring, wherein the insulating layer is provided directly for contact with the bearing ring receptacle. This results in a bearing ring, which differs from conventional bearing rings and as such, the component diversity of bearings generally increases disadvantageously. In addition, the application of the coating is very complex, especially since usually other components, such as a sleeve, are required, which must be manufactured separately and additionally attached.
Im Leichtbau hingegen gibt es Lösungen, die es erlauben Standardlager einzusetzen, wobei dennoch eine Strom isolierende Wirkung erzielt werden kann. Dazu wird, wie in der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Strom isolierende Wälzlagerung anzugeben, die eine Lagerstelle vorteilhaft vor einem Stromdurchfluss eines elektrischen Stromes schützt und kostengünstig herstellbar als auch installierbar ist.Based on the stated disadvantages of the solutions of the known prior art, the invention is therefore based on the object to provide a current insulating rolling bearing, which protects a bearing advantageous against a current flow of an electric current and is inexpensive to produce and installable.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Diese Aufgabe wird durch eine Wälzlagerung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Getriebe mit den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by a rolling bearing with the features specified in
Die erfindungsgemäße Wälzlagerung weist einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring und eine elektrischen Strom isolierende Hülse auf, wobei Wälzkörper zwischen den Lagerringen lasttragend abrollen und die Hülse aus einem mehrlagigen Verbund mit wenigstens einer Strom isolierenden Zwischenschicht besteht.The roller bearing according to the invention has a bearing inner ring, a bearing outer ring and an electrical current-insulating sleeve, wherein rolling elements roll load-bearing between the bearing rings and the sleeve consists of a multi-layer composite with at least one current insulating intermediate layer.
Der Lagerinnenring und der Lageraußenring sind Lagerringe, die sich ohne weiteres in andere Komponenten integrieren lassen. Beispielsweise kann ein Lagerinnenring integral mit einer Welle oder einem anderen drehbaren Bauteil ausgeführt werden. Genauso kann eine Innenlaufbahn eines Lageraußenrings an einem Gehäuse ausgebildet sein, womit der Lageraußenring in das Gehäuse integriert ist.The bearing inner ring and the bearing outer ring are bearing rings that can be easily integrated into other components. For example, a bearing inner ring can be made integral with a shaft or other rotatable member. Similarly, an inner race of a bearing outer ring may be formed on a housing, whereby the bearing outer ring is integrated into the housing.
Die Wälzkörper sind zwischen den Lagerringen angeordnet und rollen lasttragend zwischen den Lagerringen ab. Dies bedeutet, dass der Lageraußenring und der Lagerinnenring zueinander eine Relativbewegung ausführen können, wobei zwischen den Lagerringen eine oder mehrere Kräfte über die Wälzkörper, insbesondere während des Abrollens derselben, übertragbar ist.The rolling elements are arranged between the bearing rings and roll load-bearing between the bearing rings. This means that the bearing outer ring and the inner bearing ring can perform a relative movement to each other, wherein between the bearing rings one or more forces on the rolling elements, in particular during the rolling of the same, is transferable.
Die Hülse ist aus einem mehrlagigen Verbund mit wenigstens einer isolierenden Zwischenschicht gebildet. Daran ist vorteilhaft, dass innerhalb des Verbundes mehrere Schichten und/oder Teile angeordnet werden können, womit eine Funktionstrennung zwischen den Teilen und/oder Schichten erfolgen kann. Somit kann es Teile geben, die strukturell die Hülse festigen. Zum anderen gibt es zumindest eine Zwischenschicht, die eine isolierende Funktion aufweist, sodass die Hülse in der Lage ist einen Lagerring von dessen Aufnahme oder dessen Sitz auf einem anderen Element elektrisch zu isolieren.The sleeve is formed of a multilayer composite with at least one insulating intermediate layer. It is advantageous that several layers and / or parts can be arranged within the composite, with which one Function separation between the parts and / or layers can be done. Thus, there may be parts that structurally strengthen the sleeve. On the other hand, there is at least one intermediate layer, which has an insulating function, so that the sleeve is able to electrically isolate a bearing ring from its receptacle or its seat on another element.
Vorteilhafterweise trägt die Hülse die Strom isolierende Funktion in sich und kann bei Bedarf mit einem Standardwälzlager kombiniert werden. Eine Strom isolierende Funktion kann bei einem Standardlager somit leicht vorgesehen oder zumindest nachgerüstet werden. Die Bauteilvielfalt wird reduziert, weil keine andersartigen Lagerringe hergestellt werden müssen, die aufgrund des Wälzlagerstahls auch vergleichsweise teuer wären. Es ist lediglich erforderlich, dass die isolierende Hülse in den Zwischenraum zwischen dem Lagerring und der genannten Aufnahme, beziehungsweise Sitz des Lagerringes anordenbar ist. Lediglich die Maße müssen abgestimmt werden.Advantageously, the sleeve carries the current insulating function in itself and can be combined with a standard rolling bearing if necessary. A current-insulating function can thus be easily provided or at least retrofitted in a standard warehouse. The variety of components is reduced because no other type of bearing rings must be made, which would be relatively expensive due to the bearing steel. It is only necessary that the insulating sleeve can be arranged in the intermediate space between the bearing ring and said receptacle, or seat of the bearing ring. Only the dimensions have to be adjusted.
Vorteilhafterweise ist bei der Installation die besagte Hülse entweder vor der Installation des Wälzlagers bereits in der Aufnahme vorhanden oder alternativ wird die Hülse auch auf das Wälzlager aufgesetzt oder aufgepresst, sodass das Wälzlager zusammen mit der Hülse in die Wälzlageraufnahme einpressbar ist.Advantageously, during installation, the said sleeve is either already present in the receptacle before the installation of the rolling bearing or, alternatively, the sleeve is also placed or pressed onto the roller bearing, so that the rolling bearing can be pressed into the rolling bearing receptacle together with the sleeve.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Hülse als mehrlagiger Verbund verformt, insbesondere tiefgezogen, worden. Daran ist vorteilhaft, dass der Verbund als solcher als plattenartiges Grundmaterial für die Hülse verwendbar ist und die Hülse mittels üblichen Verformungstechniken, wie dem genannten Tiefziehen oder auch anderen Techniken, herstellbar ist. Die verschiedenen Lagen des Verbundes werden bei der Verformung gleichermaßen verformt, wobei der Zusammenhalt der verschiedenen Lagen untereinander nicht leidet oder nur unwesentlich leidet.In an advantageous embodiment, the sleeve is deformed as a multilayer composite, in particular deep-drawn, been. It is advantageous that the composite can be used as such as a plate-like base material for the sleeve and the sleeve by means of conventional deformation techniques, such as said thermoforming or other techniques can be produced. The different layers of the composite are equally deformed during deformation, wherein the cohesion of the different layers does not suffer or only slightly suffers.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Hülse ein Außenteil und ein Innenteil auf und die wenigstens eine isolierende Zwischenschicht ist zwischen den beiden genannten Teilen angeordnet. Es nicht erforderlich, dass die isolierende Zwischenschicht einen strukturellen Beitrag zur Hülse liefert, daher kann die Zwischenschicht ausschließlich aufgrund ihrer isolierenden Funktion optimal ausgewählt werden. Somit entstehen mehr Freiheitsgrade bei der Dimensionierung der isolierenden Zwischenschicht, als auch bei der Wahl des Materials oder der Materialien für die Zwischenschicht.In an advantageous embodiment, the sleeve has an outer part and an inner part and the at least one insulating intermediate layer is arranged between the two parts mentioned. It is not necessary for the insulating interlayer to provide a structural contribution to the sleeve, therefore the interlayer can be optimally selected solely for its insulating function. This results in more degrees of freedom in the dimensioning of the insulating intermediate layer, as well as in the choice of material or materials for the intermediate layer.
Vorteilhafterweise ist die wenigstens eine Zwischenschicht eine Kunststoffschicht. Es eignet sich insbesondere ein Polyamid, wie zum Beispiel PA46 oder PA48. Ebenso können Kunststoffe wie zum Beispiel Polyetheretherketon (PEEK), Polyphenylensulfid (PPS) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) eingesetzt werden.Advantageously, the at least one intermediate layer is a plastic layer. It is particularly suitable a polyamide, such as PA46 or PA48. Likewise, plastics such as polyetheretherketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS) or polytetrafluoroethylene (PTFE) can be used.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Hülse in einem Befestigungsbereich des Lagerinnenrings oder des Lageraußenrings angeordnet und isoliert den jeweiligen Lagerring gegenüber der Lageraufnahme oder der Welle. Dazu muss die Hülse lediglich auf die Dimensionen des jeweiligen Lagerrings beziehungsweise der Lageraufnahme oder der Welle abgestellt sein. Außerdem ist es denkbar, dass zwei erfindungsgemäße Hülsen verwendet werden um sowohl den Lageraußenring als auch den Lagerinnenring zu isolieren, womit insgesamt ein noch höherer Isolationswiderstand erreicht wird.In an advantageous embodiment, the sleeve is arranged in a mounting region of the bearing inner ring or the bearing outer ring and isolates the respective bearing ring relative to the bearing seat or the shaft. For this purpose, the sleeve must be placed only on the dimensions of the respective bearing ring or the bearing seat or the shaft. In addition, it is conceivable that two sleeves according to the invention are used to insulate both the bearing outer ring and the bearing inner ring, so that an overall higher insulation resistance is achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Wälzkörper Zylinderrollen, Kegelrollen oder Kugeln, womit sehr flexibel eine Anwendung in nahezu allen möglichen Einsatzfeldern von Wälzkörpern eine Strom isolierende Funktion vorteilhafterweise zur Verfügung gestellt werden kann. Auch andere, nicht genannte Wälzkörperformen, können gleichermaßen in der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung Verwendung finden.In an advantageous embodiment, the rolling elements are cylindrical rollers, tapered rollers or balls, which can be used to provide a power insulating function advantageously in an extremely flexible manner in almost all possible fields of application of rolling elements. Other, not mentioned Wälzkörperformen can equally be found in the rolling bearing assembly according to the invention use.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform bildet die Hülse axial einseitig oder axial beidseitig einen Bord aus. Bei dem Bord kann es sich um einen Festbord handeln, der bei der Herstellung der Hülse ausgebildet worden ist oder es kann sich alternativ um einen Bördelbord handeln, der einen Umgriff um einen Lagerring sicherstellt, womit der besagte Lagerring möglicherweise fixiert ist oder eine andere stabilitätsfördernde Wirkung erzielt wird.In an advantageous embodiment, the sleeve forms axially on one side or axially on both sides of a board. The shelf may be a hardboard formed in the manufacture of the sleeve, or alternatively it may be a flange, which ensures a wrap around a bearing ring, whereby said bearing ring may be fixed or some other stability-promoting effect is achieved.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Getriebe, insbesondere ein Achsgetriebe, Schaltgetriebe oder Kupplungsgetriebe, mit wenigstens einer Welle, wobei die Welle mit einer erfindungsgemäßen Wälzlagerung gelagert ist. Die Stromisolierung kann somit in größeren Baugruppen ohne weiteres umgesetzt werden, wobei eine erfindungsgemäße Hülse an jeder Lagerstelle eingesetzt werden kann. Damit ist es auch möglich bei einer Nachrüstung oder einer Reparatur des Getriebes nachträglich Lagerstellen einzufügen, die man genauso vor Stromfluss schützt, wie bereits die vorhandenen Lagerstellen.The object is further achieved by a transmission, in particular an axle, manual transmission or clutch transmission, with at least one shaft, wherein the shaft is mounted with a roller bearing according to the invention. The current insulation can thus be readily implemented in larger assemblies, with a sleeve according to the invention can be used at each bearing point. Thus, it is also possible to retrofit or repair the transmission subsequently insert bearings that protect you just as from current flow, as already the existing bearings.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and preferred developments of the invention can be taken from the description of the figures and / or the dependent claims.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Die erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung wird nachfolgend in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:The inventively embodied roller bearing is hereinafter in several preferred Embodiments with reference to the accompanying drawings explained in more detail. Showing:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die
Ziel ist es die Welle
Da in diesem Ausführungsbeispiel das Außenteil
Nachdem, wie in
Die
Der Außenring
Jedoch ist im Ausführungsbeispiel der
Eine Strom isolierende Hülse, die beispielsweise aus einem Verbund wie dem Sandwichblech besteht, bildet zylindrische Kontaktflächen zu den Lagerringen beziehungsweise einer Lageraufnahme aus, womit eine sehr flexible Verwendung mit nahezu jedem Wälzlagertyp, insbesondere einem Radiallager gewährleistet ist. Es ist lediglich darauf zu achten, dass die Maße, insbesondere der Innen- und Außendurchmesser der Strom isolierenden Hülse, auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt sind.A current insulating sleeve, which consists for example of a composite such as the sandwich sheet, forms cylindrical contact surfaces to the bearing rings or a bearing receptacle, which is a very flexible use with almost every type of rolling bearing, in particular a radial bearing is guaranteed. It is only necessary to ensure that the dimensions, in particular the inner and outer diameter of the current insulating sleeve, are tailored to the particular application.
Auch in den Ausführungsbeispielen der
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Wälzlagerung zu Stromisolierung an einer Lagerstelle, wobei einerseits eine effektive Stromisolierung als auch eine leichte Herstellung der Wälzlagerung als Objektive genannt werden können. Dazu wird vorgeschlagen, eine Hülse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lageraufnahmebearing seat
- 22
- Wellewave
- 33
- Wälzkörperrolling elements
- 44
- LagerinnenringBearing inner ring
- 55
- LageraußenringBearing outer ring
- 66
- Bordshelf
- 77
- KäfigCage
- 88th
- Außenteilouter part
- 99
- isolierende Zwischenschichtinsulating intermediate layer
- 1010
- Innenteilinner part
- 1111
- isolierende Hülseinsulating sleeve
- 1515
- Innenteilinner part
- 1616
- Bordshelf
- 1717
- isolierende Hülseinsulating sleeve
- 1818
- Außenteilouter part
- 1919
- isolierende Zwischenschichtinsulating intermediate layer
- 2121
- isolierende Hülseinsulating sleeve
- 2222
- isolierende Hülseinsulating sleeve
- 2323
- Wälzkörperrolling elements
- 2424
- LagerinnenringBearing inner ring
- 2525
- LageraußenringBearing outer ring
- 2525
- Bordshelf
- 2727
- KäfigCage
- 2828
- Außenteilouter part
- 2929
- isolierende Zwischenschichtinsulating intermediate layer
- 3030
- Innenteilinner part
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 2400174 B1 [0005] EP 2400174 B1 [0005]
- DE 212676 U1 [0006] DE 212676 U1 [0006]
- DE 20012676 U1 [0008] DE 20012676 U1 [0008]
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