DE102018200303A1 - Rolling bearings, in particular for a medical or cosmetic instrument - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager- mit einem Lagerinnenring und einem ersten Lagerring und einem zweiten Lagerring und einer Vielzahl von auf dem ersten Lagerring und dem zweiten Lagerring abwälzenden Wälzkörpern, die zwischen dem ersten Lagerring und dem zweiten Lagerring in einem Lagerspalt positioniert sind; wobei- wenigstens einer der Lagerringe um eine Drehachse umlaufend positioniert ist und- eine Dichtscheibe zum Abdichten des Lagerspaltes vorgesehen ist, die mit dem umlaufenden Lagerring um die Drehachse umläuft und zusammen mit einer Gegenfläche einen Dichtspalt begrenzt.Das erfindungsgemäße Wälzlager ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe aus einem elastischen Material hergestellt ist und/oder elastisch gelagert ist und sich derart in Richtung der Gegenfläche erstreckt, dass in Abhängigkeit einer Drehzahl der Dichtscheibe die Dichtscheibe und/oder deren Lagerung durch Zentrifugalkraft elastisch verformt wird und dadurch der Dichtspalt vergrößert oder verkleinert wird.The invention relates to a Wälzlager- with a bearing inner ring and a first bearing ring and a second bearing ring and a plurality of rolling on the first bearing ring and the second bearing ring rolling elements, which are positioned between the first bearing ring and the second bearing ring in a bearing gap; wherein at least one of the bearing rings is positioned circumferentially about an axis of rotation and a sealing disk is provided for sealing the bearing gap, which rotates about the axis of rotation with the encircling bearing ring and defines a sealing gap together with a mating surface. The rolling bearing according to the invention is characterized in that Sealing disc is made of an elastic material and / or is elastically mounted and extends in the direction of the counter surface, that in dependence on a speed of the sealing disc, the sealing disc and / or its storage is elastically deformed by centrifugal force and thereby the sealing gap is increased or decreased.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager, insbesondere für ein medizinisches oder kosmetisches Instrument, beispielsweise Handinstrument oder minimal invasives chirurgisches Instrument, sowie ein entsprechendes medizinisches oder kosmetisches Instrument mit einer rotierenden Welle mit einem solchen Wälzlager.The present invention relates to a rolling bearing, in particular for a medical or cosmetic instrument, such as hand instrument or minimally invasive surgical instrument, and a corresponding medical or cosmetic instrument with a rotating shaft with such a rolling bearing.
Bei Wälzlagern besteht im Allgemeinen die Gefahr, dass zwischen den Lageraußenring und den Lagerinnenring, insbesondere in den Bereich der Laufbahnen der Wälzkörper eindringende Schmutzpartikel zu einem vorzeitigen Verschleiß führen, der die Lebensdauer des Wälzlagers verringert. Bei Wälzlagern in medizinischen oder kosmetischen Instrumenten besteht darüber hinaus die Gefahr, dass bei einer notwendigen Desinfektion des Instrumentes mit einem mehr oder minder aggressiven Desinfektionsmittel Fett oder Schmierstoff aus dem Wälzlager ausgespült wird, was ebenfalls zu einem erhöhten Verschleiß und einer reduzierten Lebensdauer des Wälzlagers führt. Es ist daher zumindest bei den Instrumenten üblich, den Lagerspalt zwischen Lagerinnenring und Lageraußenring abzudichten bzw. zu minimieren, um den Eintrag von Fremdstoffen oder unerwünschten Medien zu minimieren.In rolling bearings is generally the risk that between the bearing outer ring and the bearing inner ring, in particular in the region of the raceways of the rolling elements penetrating dirt particles lead to premature wear, which reduces the life of the bearing. In rolling bearings in medical or cosmetic instruments there is also the danger that when a necessary disinfection of the instrument with a more or less aggressive disinfectant grease or lubricant is flushed out of the bearing, which also leads to increased wear and a reduced life of the bearing. It is therefore customary, at least in the case of the instruments, to seal or minimize the bearing gap between the bearing inner race and the bearing outer race in order to minimize the entry of foreign substances or undesired media.
Bei Wälzlagern in zahnärztlichen Handinstrumenten oder in chirurgischen Instrumenten, wie sie die vorliegende Erfindung besonders betrifft, kann zugleich erwünscht sein, dass bei bestimmten Anwendungen Körperflüssigkeiten wie Speichel oder Blut durch das Instrument strömen und dann geeignet entsorgt werden können. Auch hierbei muss eine Partikelablagerung im Lager, die zu einem Blockieren der Antriebswelle führen kann, vermieden werden. Ferner gilt auch hier das zuvor bezüglich des Eindringens von Desinfektionsmitteln Gesagte. Bei solchen Instrumenten ist es daher günstig, wenn eine Abdichtung vorgesehen ist, die bei stehendem, das heißt nicht rotierendem Wälzlager beziehungsweise bei nicht umlaufender im Wälzlager gelagerten Welle des Instruments den Lagerspalt abdichtet und bei umlaufendem Wälzlager beziehungsweise bei umlaufender Welle den Lagerspalt mehr oder minder freigibt.In rolling bearings in dental hand instruments or in surgical instruments, as particularly relates to the present invention may also be desirable that in certain applications, body fluids such as saliva or blood to flow through the instrument and then disposed of properly. Again, a particle deposition in the bearing, which can lead to a blocking of the drive shaft, must be avoided. Furthermore, the above with respect to the penetration of disinfectants said. In such instruments, it is therefore advantageous if a seal is provided which seals the bearing gap with stationary, that is non-rotating rolling bearing or non-rotating bearing in the rolling bearing of the bearing and reveals the bearing gap more or less in rotating rolling bearing or rotating shaft ,
Die genannten Wälzlager weisen den Nachteil auf, dass sie entweder nicht die gewünschte Änderung des Dichtspaltes zwischen der Dichtscheibe und einer Gegenfläche je nach Betriebszustand, insbesondere in Abhängigkeit der Drehzahl ermöglichen, oder dass eine Änderung der Größe des Dichtspaltes durch die genannte Druckdifferenz bewirkt wird und somit störanfällig im Betrieb ist, falls die notwendige Druckdifferenz nicht zuverlässig eingehalten werden kann.The rolling bearings mentioned have the disadvantage that they either do not allow the desired change in the sealing gap between the sealing disc and a counter surface depending on the operating state, in particular as a function of the rotational speed, or that a change in the size of the sealing gap caused by said pressure difference and thus is susceptible to failure in operation, if the necessary pressure difference can not be reliably maintained.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager der dargestellten Art anzugeben, bei welchem eine Änderung des Dichtspaltes zwischen einer Dichtscheibe und einer Gegenfläche in Abhängigkeit der Lagerdrehzahl erreicht wird und diese Dichtspaltänderung zuverlässig und exakt wiederholbar erfolgt. Das Wälzlager soll darüber hinaus vorteilhaft eine besonders wirksame Abdichtung des Lagerspaltes aufweisen.The present invention is therefore an object of the invention to provide a rolling bearing of the type shown, in which a change in the sealing gap between a sealing disc and a counter surface in dependence on the bearing speed is achieved and this sealing gap change is reliable and accurately repeatable. The rolling bearing should also advantageously have a particularly effective sealing of the bearing gap.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Wälzlager mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Wälzlagers sowie ein medizinisches oder kosmetisches Instrument, insbesondere Handinstrument oder chirurgisches Instrument, mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Wälzlager angegeben.The object of the invention is achieved by a rolling bearing having the features of
Ein erfindungsgemäßes Wälzlager weist einen ersten Lagerring, insbesondere Lagerinnenring, und einen zweiten Lagerring, insbesondere Lageraußenring, sowie eine Vielzahl von auf dem ersten Lagerring und dem zweiten Lagerring abwälzenden Wälzkörpern auf. Der erste Lagerring und der zweite Lagerring können jeweils einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein, sodass die Erfindung nicht auf Wälzlager mit einem einzigen ersten Lagerring, insbesondere Lagerinnenring, und/oder einem einzigen zweiten Lagerring, insbesondere Lageraußenring, beschränkt ist, sondern es können auch mehrere erste Lagerringe beziehungsweise Lagerinnenringe und/oder zweite Lagerringe beziehungsweise Lageraußenringe vorgesehen sein.An inventive rolling bearing has a first bearing ring, in particular bearing inner ring, and a second bearing ring, in particular bearing outer ring, and a plurality of rolling on the first bearing ring and the second bearing ring rolling elements. The first bearing ring and the second bearing ring can each be made in one or more parts, so that the invention is not limited to rolling bearings with a single first bearing ring, in particular bearing inner ring, and / or a single second bearing ring, in particular bearing outer ring, but it can also be several first Bearing rings or bearing inner rings and / or second bearing rings or bearing outer rings may be provided.
Die Wälzkörper sind zwischen dem Lagerinnenring (oder allgemein dem ersten Lagerring) und dem Lageraußenring (oder allgemein dem zweiten Lagerring) in einem Lagerspalt positioniert. Das Wälzlager kann dabei als einreihiges Wälzlager mit einer einzigen Wälzkörperreihe aus Wälzkörpern, die in Umfangsrichtung des Wälzlagers hintereinander positioniert sind, ausgeführt sein, oder als mehrreihiges Wälzlager mit entsprechend mehreren in der Axialrichtung oder Radialrichtung des Wälzlagers nebeneinander positionierten Wälzkörperreihen. Die Wälzkörper können in einem Käfig gehalten werden oder frei aneinander oder an Zwischenstücken anliegen. Andere Gestaltungen sind möglich.The rolling elements are positioned between the bearing inner ring (or generally the first bearing ring) and the bearing outer ring (or generally the second bearing ring) in a bearing gap. The rolling bearing can be designed as a single-row roller bearing with a single row of rolling elements, which are positioned one behind the other in the circumferential direction of the rolling bearing, or as a multi-row roller bearing with a corresponding plurality of juxtaposed in the axial direction or radial direction of the rolling bearing rows of rolling elements. The rolling elements can be kept in a cage or rest against each other or to intermediate pieces. Other designs are possible.
Wenigstens einer der wenigstens zwei Lagerringe, das heißt der erste Lagerring/Lagerinnenring und/oder der zweite Lagerring/Lageraußenring, sind um eine Drehachse umlaufend positioniert. Beispielsweise ist der zweite Lagerring/Lageraußenring stationär und wird insbesondere in einem stationären Gehäuse gehalten oder durch dieses ausgebildet und der erste Lagerring/Lagerinnenring läuft um die Drehachse um.At least one of the at least two bearing rings, that is, the first bearing ring / bearing inner ring and / or the second bearing ring / bearing outer ring, are circumferentially positioned about a rotation axis. For example, the second bearing ring / bearing outer ring is stationary and is held in particular in a stationary housing or formed by this and the first bearing ring / bearing inner ring runs around the axis of rotation.
Ferner ist eine Dichtscheibe zum Abdichten des Lagerspaltes vorgesehen, die mit dem umlaufenden Lagerring um die Drehachse umläuft und zusammen mit einer Gegenfläche einen Dichtspalt begrenzt. Dies schließt nicht aus, dass mehrere Dichtscheiben vorgesehen sind. Die wenigstens eine Dichtscheibe kann, damit sie mit dem Lagerring, beispielsweise dem Lagerinnenring, umläuft, unmittelbar an dem entsprechenden Lagerring befestigt sein oder durch diesen gebildet werden, das heißt einteilig mit diesem ausgeführt sein, oder nur derart im Lager montiert sein, beispielsweise an einer im Lagerring gelagerten Welle, dass sie gemeinsam mit dem entsprechenden Lagerring umläuft. In der Regel wird die Dichtscheibe mit derselben Drehzahl wie der entsprechende Lagerring umlaufen. Die Erfindung ist jedoch grundsätzlich auch bei komplizierteren Konstruktionen anwendbar, bei denen die Dichtscheibe mit einer anderen Drehzahl umläuft als der Lagerring.Further, a sealing disc for sealing the bearing gap is provided, which rotates about the axis of rotation with the encircling bearing ring and defines a sealing gap together with a mating surface. This does not exclude that several sealing washers are provided. The at least one sealing disc, so that it rotates with the bearing ring, for example, the bearing inner ring, be attached directly to the corresponding bearing ring or be formed by this, that is, be integral with this, or only be mounted in such a way in the camp, for example on a in the bearing ring mounted shaft that it rotates together with the corresponding bearing ring. As a rule, the sealing disk will rotate at the same speed as the corresponding bearing ring. However, the invention is basically applicable to more complicated constructions in which the sealing disc rotates at a different speed than the bearing ring.
Erfindungsgemäß ist die Dichtscheibe aus einem elastischen Material hergestellt und/oder ist derart elastisch gelagert und erstreckt sich derart in Richtung der Gegenfläche, dass in Abhängigkeit der Drehzahl der Dichtscheibe die Dichtscheibe und/oder deren Lagerung durch eine aufgrund der Drehzahl wirkenden Zentrifugalkraft elastisch verformt wird und dadurch der Dichtspalt verändert, das heißt vergrößert oder verkleinert wird.According to the invention the sealing disc is made of an elastic material and / or so elastically supported and extends in the direction of the counter surface, that in dependence of the speed of the sealing disc, the sealing disc and / or its storage is elastically deformed by a centrifugal force acting on the basis of the speed and thereby changing the sealing gap, that is, increased or decreased.
Im Unterschied zum eingangs dargestellten Stand der Technik mit Wälzlagern mit elastisch verformbaren Dichtungen wird somit die Verformung der Dichtscheibe beziehungsweise eine Verlagerung der Dichtscheibe durch Verformung von deren elastischem Lager zumindest nicht nur durch eine Druckdifferenz über der Dichtscheibe bewirkt, sondern die Verformung wird besonders exakt wiederholbar durch eine aufgrund des Umlaufens der Dichtscheibe auf die Dichtscheibe wirkende Zentrifugalkraft bewirkt. Dies schließt nicht aus, dass zusätzlich eine Druckdifferenz über der Dichtscheibe genutzt wird, um die gewünschte Verformung zur Veränderung des Dichtspaltes zu bewirken. Prinzipiell kann eine solche Druckdifferenz jedoch entfallen.In contrast to the prior art with rolling bearings with elastically deformable seals initially described thus the deformation of the sealing disc or a displacement of the sealing disc is caused by deformation of the elastic bearing at least not only by a pressure difference across the sealing disc, but the deformation is particularly accurate repeatable by causes a centrifugal force acting on the sealing disc due to the rotation of the sealing disc. This does not exclude that in addition a pressure difference across the sealing disc is used to cause the desired deformation to change the sealing gap. In principle, however, such a pressure difference can be omitted.
Bevorzugt weist die Dichtscheibe in einem Axialschnitt durch das Wälzlager eine gekrümmte, abgewinkelte und/oder unebene Form auf. Diese Formgebung bewirkt eine zuverlässige gewünschte Veränderung des Dichtspalts infolge der auf die Dichtscheibe wirkenden Zentrifugalkraft. Unter einer unebenen Form wird beispielsweise eine Form verstanden, bei der die Dicke der Dichtscheibe in der Axialrichtung entlang einer radialen Erstreckungsrichtung der Dichtscheibe variiert, bei einer Ausführungsform mit einer sich in Radialrichtung erstreckenden Dichtscheibe, derart das durch die Zentrifugalkraft ein Kippmoment oder Biegemoment auf die Dichtscheibe, zumindest einen vorbestimmt Abschnitt derselben bewirkt wird, um die gewünschte Änderung des Dichtspaltes in Abhängigkeit der Drehzahl zu bewirken.Preferably, the sealing disc in an axial section through the rolling bearing on a curved, angled and / or uneven shape. This shaping causes a reliable desired change in the sealing gap as a result of the centrifugal force acting on the sealing disc. An uneven shape is understood, for example, to mean a shape in which the thickness of the sealing disk varies along a radial direction of extent of the sealing disk in the axial direction, in one embodiment with a radially extending sealing disk, such as a tilting moment or bending moment on the sealing disk by the centrifugal force , At least a predetermined portion thereof is effected to effect the desired change of the sealing gap as a function of the rotational speed.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Dichtscheibe einen am umlaufenden Lagerring angeschlossen oder von diesem gebildeten Grundkörper und einen winklig daran angeschlossenen Abschnitt, der mit der Gegenfläche den Dichtspalt begrenzt, aufweist, wobei sich der Abschnitt in Richtung der Drehachse erstreckt und eine vergleichsweise größere Dicke und/oder Masse als ein sich in Richtung des Grundkörpers daran anschließender Teil der Dichtscheibe aufweist.According to one exemplary embodiment, it is provided that the sealing disc has a base body connected to or formed by the circumferential bearing ring and an angularly connected section which delimits the sealing gap with the mating surface, wherein the section extends in the direction of the axis of rotation and has a comparatively greater thickness and / or mass as a part of the sealing disc adjoining it in the direction of the main body.
Die Dichtscheibe liegt bevorzugt bei einer Drehzahl unterhalb einer vorgegebenen Grenzdrehzahl, insbesondere bei einem Stillstand des Wälzlagers, an der Gegenfläche an und wird bei Erreichen der Grenzdrehzahl oder zumindest bei einer Drehzahl oberhalb der Grenzdrehzahl durch die Zentrifugalkraft von der Gegenfläche abgehoben. The sealing disc is preferably at a speed below a predetermined limit speed, in particular at a standstill of the bearing, on the counter surface and is lifted when reaching the limit speed or at least at a speed above the limit speed by the centrifugal force of the counter surface.
Beispielsweise ist die Dichtscheibe zumindest mittelbar am ersten Lagerring, insbesondere Lagerinnenring, und/oder einer im ersten Lagerring, insbesondere Lagerinnenring, gelagerten Welle montiert oder wird einteilig mit dieser Welle beziehungsweise diesem Lagerring ausgebildet.For example, the sealing disc is mounted at least indirectly on the first bearing ring, in particular bearing inner ring, and / or in the first bearing ring, in particular bearing inner ring, mounted shaft or is formed integrally with this shaft or this bearing ring.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Gegenfläche durch ein am zweiten Lagerring, insbesondere Lageraußenring, montiertes Gegenelement gebildet. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die Gegenfläche durch den zweiten Lagerring, insbesondere Lageraußenring, selbst gebildet wird.According to one embodiment of the invention, the mating surface is formed by a mating element mounted on the second bearing ring, in particular bearing outer ring. Another embodiment provides that the counter surface is formed by the second bearing ring, in particular bearing outer ring itself.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform erstreckt sich die Gegenfläche zumindest teilweise oder vollständig in Axialrichtung des Wälzlagers, das heißt in Richtung der Drehachse. Ergänzend oder alternativ kann sich die Gegenfläche auch zumindest teilweise oder vollständig in Radialrichtung des Wälzlagers erstrecken. Grundsätzlich ist eine Abdichtung des Lagerspaltes entlang einer axialen, radialen oder axial-radialen Dichtfläche mögliche.According to an embodiment of the invention, the mating surface extends at least partially or completely in the axial direction of the rolling bearing, that is, in the direction of the axis of rotation. Additionally or alternatively, the mating surface may also extend at least partially or completely in the radial direction of the rolling bearing. In principle, a sealing of the bearing gap along an axial, radial or axial-radial sealing surface is possible.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich die Dichtscheibe in Richtung vom ersten Lagerring, insbesondere Lagerinnenring und/oder von der Welle, bevorzugt ausgehend vom ersten Lagerring, insbesondere Lagerinnenring und/oder der Welle, radial nach außen und umgreift ein die Gegenfläche ausbildendes Bauteil. Dieses Bauteil kann beispielsweise das zuvor genannte Gegenelement oder Bestandteil des Lageraußenrings sein. Die Gegenfläche kann radial nach außen gerichtet sein, sich demnach teilweise oder ausschließlich in der Axialrichtung erstrecken.According to one embodiment of the invention, the sealing disc extends in the direction of the first bearing ring, in particular bearing inner ring and / or from the shaft, preferably starting from the first bearing ring, in particular bearing inner ring and / or the shaft, radially outwardly and surrounds a counter-surface forming component. This component may be, for example, the aforementioned counter element or part of the bearing outer ring. The mating surface can be directed radially outwards, thus extending partially or exclusively in the axial direction.
Insbesondere bei der zuletzt dargestellten Ausführungsform weist die Dichtscheibe eine Umfangsnut auf, in welche das die Gegenfläche ausbildende Bauteil in der Axialrichtung eingreift. Damit wird ein Abheben des an der Gegenfläche anliegenden Abschnitts der Dichtscheibe in Radialrichtung nach außen bewirkt, bevorzugt durch eine axial-radiale Kippbewegung des entsprechenden Abschnitts der Dichtscheibe aufgrund der auf diesen Abschnitt wirkenden Zentrifugalkraft.In particular, in the last-mentioned embodiment, the sealing disc has a circumferential groove into which the component forming the counter-surface engages in the axial direction. In this way, a lifting off of the section of the sealing disk resting against the mating surface is effected in the radial outward direction, preferably by an axial-radial tilting movement of the corresponding section of the sealing disk due to the centrifugal force acting on this section.
Bevorzugt ist die Dichtscheibe aus einem Elastomer hergestellt. Es kommen jedoch auch andere elastische Werkstoffe in Betracht.Preferably, the sealing disc is made of an elastomer. However, there are also other elastic materials into consideration.
Dadurch, dass die Dichtscheibe umläuft, wirkt sie vorteilhaft zugleich als Schleuderscheibe. Um diese Wirkung zu verstärken, kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Dichtscheibe ein Oberflächenprofil mit in Radialrichtung verlaufenden Kerben und/oder Vorsprüngen aufweisen.Due to the fact that the sealing disk rotates, it also acts advantageously as a centrifugal disk. To enhance this effect, according to a preferred embodiment of the invention, the sealing disc may have a surface profile with notches and / or projections extending in the radial direction.
Das erfindungsgemäße Wälzlager ist insbesondere als Radial- oder Radial-Axial-Lager ausgeführt, wobei der Lagerspalt ein Radialspalt ist. Prinzipiell ist die Erfindung jedoch auch bei Axiallagern anwendbar und/oder bei einem axialen Lagerspalt. Insofern kann der Lagerinnenring einen geringeren Außendurchmesser als der Lageraußenring aufweisen, insbesondere einen Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser des Lageraußenringes ist, wobei der Lageraußenring den Lagerinnenring bevorzugt umschließt, muss jedoch nicht. Daher kann der Lagerinnenring auch als erster Lagerring und der Lageraußenring als zweiter Lagerring bezeichnet werden.The rolling bearing according to the invention is designed in particular as a radial or radial-axial bearing, wherein the bearing gap is a radial gap. In principle, however, the invention is also applicable to thrust bearings and / or an axial bearing gap. In this respect, the bearing inner ring may have a smaller outer diameter than the bearing outer ring, in particular an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the bearing outer ring, wherein the outer bearing ring preferably surrounds the bearing inner ring, but does not have. Therefore, the bearing inner ring may also be referred to as the first bearing ring and the bearing outer ring as the second bearing ring.
Insbesondere bei einem Radial- oder Radial-Axial-Lager wird sich die Dichtscheibe in der Regel zumindest größtenteils in der Radialrichtung erstrecken. Die erfindungsgemäße Wirkung kann jedoch auch bei einer sich größtenteils oder ausschließlich in der Axialrichtung erstreckenden Dichtscheibe erreicht werden. Im letzteren Fall kann die Dichtscheibe beispielsweise eine Hülsenform aufweisen und sich zur Vergrößerung des Dichtspaltes in der Radialrichtung aufweiten, wenn sie durch die Zentrifugalkraft beaufschlagt wird. Auch könnte eine Vielzahl von insbesondere bogenförmigen Dichtscheiben in der Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sein, um den Lagerspalt abzudichten. Die Dichtscheiben können dann beispielsweise durch eine an einem axialen Ende in der Axialrichtung eingeschnittene Hülse gebildet werden, insbesondere mit einer Vielzahl von über dem Umfang verteilt positionierten Einschnitten.In particular, in the case of a radial or radial-axial bearing, the sealing disk will generally extend, at least for the most part, in the radial direction. However, the effect according to the invention can also be achieved in the case of a sealing disk extending largely or exclusively in the axial direction. In the latter case, the sealing disc may for example have a sleeve shape and expand to increase the sealing gap in the radial direction when it is acted upon by the centrifugal force. Also, a plurality of particular arcuate sealing discs could be arranged one behind the other in the circumferential direction to seal the bearing gap. The sealing disks can then be formed, for example, by a sleeve cut at an axial end in the axial direction, in particular with a multiplicity of notches distributed over the circumference.
Bei einem medizinischen oder kosmetischen Instrument, insbesondere bei einem Handinstrument, beispielsweise zahnärztlichen Handinstrument, oder bei einem chirurgischen Instrument, beispielsweise einem minimal invasiven chirurgischen Instrument, gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine umlaufende Welle zur Aufnahme eines Werkzeugs oder mit einem Werkzeug vorgesehen und die Welle wird in wenigstens einem erfindungsgemäßen Wälzlager gelagert.In a medical or cosmetic instrument, in particular a hand instrument, such as a dental hand instrument, or a surgical instrument, such as a minimally invasive surgical instrument, according to the present invention, a rotating shaft for receiving a tool or a tool is provided and the shaft is stored in at least one rolling bearing according to the invention.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Wälzlagers kann eine hinreichende Schmierung, die vorzugsweise durch Öl oder Fett erfolgt, des Wälzlagers sichergestellt werden. Dabei wird die Gefahr minimiert, dass bei einem Desinfektionsprozess, beispielsweise mit Dampfdesinfektion, welchem das Wälzlager oder das gesamte Instrument unterzogen wird, der Schmierstoff aus dem Lager ausgewaschen wird. Auch im Betrieb des Wälzlagers wird das Eindringen von Ablagerungen oder Schmutzpartikeln, beispielsweise bei Verwendung des chirurgischen Instruments in einer Blutbahn, vermieden. Wie dargestellt, wird bevorzugt der entsprechende Lagerspalt zwischen Lagerinnenring und Lageraußenring im Stillstand des Lagers durch Anliegen der Dichtscheibe an der Gegenfläche vollständig abgedichtet, wobei bei drehender Welle die Dichtscheibe jedoch von der Gegenfläche abhebt und einen in der Regel vergleichsweise geringen Spalt, insbesondere ein Labyrinth, freigibt. Dadurch werden zugleich Verluste durch Lagerreibung minimiert.Due to the design of the rolling bearing according to the invention, adequate lubrication, which is preferably carried out by oil or grease, of the Rolling be ensured. This minimizes the risk that the lubricant will be washed out of the bearing during a disinfection process, for example with steam disinfection, to which the rolling bearing or the entire instrument is subjected. Even during operation of the rolling bearing, the penetration of deposits or dirt particles, for example when using the surgical instrument in a bloodstream, is avoided. As shown, the corresponding bearing gap between bearing inner ring and bearing outer ring is preferably completely sealed by abutment of the bearing on the counter surface by abutment of the sealing disk, but with a rotating shaft the sealing disk lifts off from the counter surface and a generally comparatively small gap, in particular a labyrinth, releases. This minimizes losses due to bearing friction.
Dadurch, dass beim erfindungsgemäßen Wälzlager die Dichtscheibe nicht nur den Dichtspalt minimiert, sondern bevorzugt zugleich die Funktion einer Schleuderscheibe aufweist, welche schädliche Partikel nach außen wegschleudert und damit vom Lagerinnenraum fernhält, kann eine besonders gute Abdichtung des Wälzlagers erreicht werden.The fact that the sealing disc according to the invention not only minimizes the sealing gap, but preferably also has the function of a centrifugal disc, which ejects harmful particles to the outside and thus keeps away from the bearing interior, a particularly good sealing of the bearing can be achieved.
Gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich die Dichtscheibe bei der Inbetriebnahme des Wälzlagers „einläuft“, das heißt, dass sie zunächst auch im umlaufenden Zustand an der Gegenfläche anliegt. Im Laufe der Zeit wird sich dann die Dichtscheibe und/oder die Gegenfläche jedoch derart durch Verschleiß abnutzen, dass das gewünschte Abheben erfolgt.According to the invention it can be provided that the sealing disk "runs in" during the commissioning of the rolling bearing, that is to say that it initially rests against the counter-surface even in the peripheral state. In the course of time, however, the sealing disk and / or the mating surface will wear out in such a way due to wear that the desired lifting takes place.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.The invention will be described by way of example with reference to exemplary embodiments and the figures.
Es zeigen:
-
1a den Zustand einer Dichtscheibe in einem erfindungsgemäßen Wälzlager bei der Drehzahl Null; -
1b den Zustand der Dichtscheibe in dem erfindungsgemäßen Wälzlager bei umlaufendem Lagerinnenring; -
2a eine alternative Gestaltung einer Dichtscheibe in einem erfindungsgemäßen Wälzlager bei stehendem Lagerinnenring; -
2b die Dichtscheibe aus der2a bei umlaufendem Lagerinnenring; -
2c eine weitere Gestaltung einer Dichtscheibe; -
3 eine exemplarische Darstellung eines zahnärztlichen Handinstrumentes (Dentalhandstücks), bei dem wenigstens ein erfindungsgemäßes Wälzlager vorgesehen werden kann; -
4 eine exemplarische Darstellung eines chirurgischen Instruments, bei dem wenigstens ein erfindungsgemäßes Wälzlager vorgesehen werden kann.
-
1a the state of a sealing washer in a rolling bearing according to the invention at zero speed; -
1b the state of the sealing disc in the rolling bearing according to the invention with circulating bearing inner ring; -
2a an alternative design of a sealing washer in a rolling bearing according to the invention with the bearing inner ring; -
2 B the sealing washer from the2a with circumferential bearing inner ring; -
2c another design of a sealing washer; -
3 an exemplary representation of a dental hand instrument (dental handpiece), in which at least one inventive rolling bearing can be provided; -
4 an exemplary representation of a surgical instrument in which at least one inventive rolling bearing can be provided.
Beim Wälzlager gemäß der
Der Lagerinnenring
Bei stehendem Lagerinnenring
Wenn hingegen der Lagerinnenring
Bevorzugt weist der Abschnitt
Bei der exemplarisch gezeigten Ausgestaltung gemäß den
Abweichend von der Darstellung in den
Wie durch die gestrichelten Linien in der
Bei den Ausgestaltungen gemäß den
Bei der Ausgestaltung gemäß den
Ferner wird in der
Bei dem in der
Bei dem in der
Das Wälzlager
Bei einer Anwendung des in der
Ein chirurgisches Instrument mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Wälzlager kann auch als minimal invasives chirurgisches Instrument ausgeführt sein, das bei seiner Anwendung insgesamt durch eine Blutbahn wie Vene oder Arterie geschoben wird, um zum Beispiel Ablagerungen in der Blutbahn mittels eines Fräswerkezugs oder Schneidwerkzeugs zu entfernen.A surgical instrument having at least one antifriction bearing according to the invention can also be embodied as a minimally invasive surgical instrument which, in its application, is pushed overall through a bloodstream such as a vein or artery, for example to remove deposits in the bloodstream by means of a milling cutter train or cutting tool.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erster Lagerringfirst bearing ring
- 22
- zweiter Lagerringsecond bearing ring
- 33
- Wälzkörperrolling elements
- 44
- Lagerspaltbearing gap
- 55
- Drehachseaxis of rotation
- 66
- Dichtscheibesealing washer
- 6.16.1
- Abschnittsection
- 6.26.2
- Grundkörperbody
- 6.36.3
- Umfangsnutcircumferential groove
- 77
- Gegenflächecounter surface
- 88th
- Gegenelementcounter-element
- 99
- Kerben/VorsprüngeGrooves / projections
- 1010
- Lagerungstorage
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212
- Wellewave
- 1313
- WälzlagerRolling
- 1414
- WälzlagerRolling
- 1515
- Rotorrotor
- 1616
- WerkzeugTool
- 1717
- Abschnittsection
- 1818
- Blutstrombloodstream
- 1919
- Auslassoutlet
- 2020
- Wirbelwhirl
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 102012000757 A1 [0005]DE 102012000757 A1 [0005]
- EP 0497139 B1 [0006]EP 0497139 B1 [0006]
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