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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.
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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.
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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.
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DE 10 2012 000 757 A1 offenbart eine elastisch verformbare Dichtungsscheibe zur Abdichtung des Lagerspaltes zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring. Die im Lageraußenring ortsfest gehaltene Dichtscheibe wird durch eine Druckdifferenz bei drehendem Lagerinnenring von einer Gegenfläche abgehoben und legt sich bei stehendem Lagerinnenring infolgedessen die Druckdifferenz wegfällt an die Gegenfläche an. Damit wird die zuvor beschriebene Funktionalität der berührenden Abdichtung im Stillstand und der nicht berührenden Abdichtung im Betriebszustand mit umlaufender Welle erreicht.
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EP 0 497 139 B1 schlägt zum Erreichen derselben Funktionalität vor, im Handstückkopf rund um den Werkzeugschaft eine elastische und im Ruhezustand am Werkzeugschaft ringsum anliegende und ihn nach außen abdichtende Scheibe vorzusehen, die unter der Wirkung des sich im Handstückkopf im Betrieb ausbildenden Überdrucks soweit vom Werkzeugschaft abhebt, dass keine Berührung mehr auftritt. Beim Abschalten der Antriebsluft und dem daraus resultierenden Zusammenbrechen des Überdruckes im Handstückkopf legt sich die elastische Scheibe wieder an den noch rotierenden Werkzeugschaft an und bremst diesen dadurch ab, während gleichzeitig das Eindringen von Verunreinigungen entlang des Werkzeugschaftes infolge des sich ausbildenden Unterdruckes im Gehäuse verhindert wird.
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Die genannten Wälzlager weisen in der Praxis den Nachteil auf, dass sie die maximal erreichbare Drehzahl, insbesondere eines mit Druckluft angetriebenen medizinischen oder kosmetischen Instruments begrenzen, weil der vergleichsweise enge Dichtspalt auch bei von der Gegenfläche abgehobener Dichtscheibe eine Drosselstelle darstellt, die eine bremsende Wirkung erzeugt, oder das Abheben durch Verformen der Dichtscheibe in der Praxis nicht im gewünschten Maße erfolgt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager der dargestellten Art anzugeben, bei welchem eine Änderung des Dichtspaltes zwischen einer Dichtfläche und einer Gegenfläche beim Antreiben des Wälzlagers in stärkerem Ausmaß als bisher erfolgen kann, sodass eine unerwünschte Bremswirkung zumindest weitgehend vermieden wird.
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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.
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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.
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Die Wälzkörper sind zwischen dem ersten Lagerring und 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.
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Das Wälzlager ist bevorzugt als Radiallager ausgeführt, jedoch ist die Erfindung auch bei Axiallagern oder Axial-Radial-Lagern anwendbar. Entsprechend verläuft der Lagerspalt axial in Richtung der Drehachse oder winklig, dann insbesondere senkrecht, hierzu.
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Wenigstens einer der wenigstens zwei Lagerringe, das heißt der erste Lagerring und/oder der zweite Lagerring, sind um eine Drehachse umlaufend positioniert. Beispielsweise ist der zweite Lagerring stationär und wird insbesondere in einem stationären Lagergehäuse gehalten oder durch dieses ausgebildet und der erste Lagerring läuft um die Drehachse um.
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Ferner ist eine Dichtscheibe zum Abdichten des Lagerspaltes vorgesehen, die zusammen mit einer Gegenfläche an einem der beiden Lagerringe einen Dichtspalt begrenzt. Die wenigstens eine Dichtscheibe kann beispielsweise vom zweiten Lagerring, insbesondere Lageraußenring, oder dem stationären Lagergehäuse getragen werden und mit einer unmittelbar oder mittelbar durch den ersten Lagerring, insbesondere Lagerinnenring, gebildeten Gegenfläche den Dichtspalt begrenzen. Jedoch sind auch andere Gestaltungen möglich, beispielsweise mit einer umlaufenden Dichtscheibe, die zusammen mit einer Gegenfläche an einem stationären Bauteil oder ebenfalls umlaufenden Bauteil den Dichtspalt begrenzt.
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Erfindungsgemäß ist die Dichtscheibe insgesamt in Richtung der Drehachse oder winklig hierzu (je nach Ausgestaltung des Lagers als Axiallager oder Radiallager) entgegen der Kraft eines elastischen Elementes verschiebbar zwischen einer Dichtposition, in welcher die Dichtscheibe der Gegenfläche vergleichsweise näher ist oder sogar an dieser anliegt, und einer Freigabeposition, in welcher die Dichtscheibe vergleichsweise weiter entfernt von der Gegenfläche positioniert ist und von dieser abgehoben ist.
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Gemäß der Erfindung erfolgt das Abheben beziehungsweise das Entfernen der Dichtscheibe von der Gegenfläche zumindest nicht nur durch elastische Verformung der Dichtscheibe wie beim dargelegten Stand der Technik, sondern die Dichtscheibe wird insgesamt entlang der Drehachse oder winklig hierzu entgegen der Kraft des elastischen Elementes verschoben, wenn sie sich aus der Dichtposition in die Freigabeposition bewegt, und durch die Kraft des elastischen Elementes in Richtung der Gegenfläche verschoben, wenn sie sich aus der Freigabeposition in die Dichtposition bewegt. Dies schließt nicht aus, dass die Dichtschiebe zusätzlich zu ihrer Verschiebbarkeit verformbar, insbesondere elastisch verformbar, ist, sodass eine Anlagefläche der Dichtscheibe, mit welcher die Dichtscheibe in der Dichtposition der Gegenfläche vergleichsweise nahe gegenübersteht oder an dieser anliegt, auch durch Verformung der Dichtscheibe (weiter) von der Gegenfläche abgehoben ist, wenn sich die Dichtscheibe in der Freigabeposition befindet, insbesondere (weiter) von der Gegenfläche abgehoben wird, wenn sich die Dichtscheibe aus der Dichtposition in die Freigabeposition bewegt. Prinzipiell kann auch zuerst diese Verformung der Dichtscheibe erfolgen, also wenn sich die Dichtscheibe noch in der Dichtposition befindet, und anschließend kann die Verschiebung der Dichtscheibe erfolgen.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung erfolgt durch eine Druckdifferenz über der Dichtscheibe, insbesondere bei rotierendem Wälzlager, ein sicheres Abheben der Dichtscheibe von der Gegenfläche, beispielsweise bei einem Wälzlager in einem medizinischen oder kosmetischen Instrument der eingangs dargestellten Art, sodass eine unerwünschte Bremswirkung zumindest weitgehend ausgeschlossen ist. Wenn das Abheben allein aufgrund des Verschiebens der Dichtscheibe in Richtung der Drehachse oder winklig hierzu, also ohne elastische Verformung der Dichtscheibe erfolgt, ist die zuverlässige Vorhersage des sich einstellenden Abstandes der Dichtscheibe zu der Gegenfläche besonders leicht möglich, weil keine Verformungskräfte der Dichtscheibe berücksichtigt werden müssen. Vielmehr ist allein die Kraft des elastischen Elementes für den Widerstand gegen das Verschieben der Dichtscheibe bestimmend. Aber auch bei einer sich zusätzlich verformenden Dichtscheibe kann zumindest ein sich einstellender Mindestabstand entsprechend leicht bestimmt werden.
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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 zumindest durch Verschieben der Dichtscheibe entlang der Drehachse von der Gegenfläche abgehoben.
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Die Gegenfläche kann durch einen der beiden Lagerringe gebildet werden oder durch ein an diesem montiertes Gegenelement.
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Die Gegenfläche kann sich zum Beispiel teilweise oder vollständig in Radialrichtung des Wälzlagers, das heißt senkrecht zur Drehachse, erstrecken. Jedoch kommt auch eine axial Erstreckung, zumindest teilweise in Richtung der Drehachse, beispielsweise bei einem Axiallager, in Betracht.
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Bevorzugt ist die Dichtscheibe aus einem Elastomer hergestellt, um die dargestellte elastische Verformbarkeit zu erreichen. Es kommen jedoch auch andere elastische Werkstoffe in Betracht. Besonders, wenn die Dichtscheibe elastisch verformbar ist, kann dieser eine Stützscheibe zugeordnet sein, welche die Dichtscheibe teilweise abdeckt. Die Stützscheibe kann aus einem starren Material hergestellt sein oder sich gemeinsam mit der Dichtscheibe elastisch verformen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Dichtscheibe aus einem starren Material hergestellt. Insbesondere in diesem Fall kann auch eine Stützscheibe entfallen.
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Die Stützscheibe und/oder die Dichtscheibe kann/können aus einem Federstahl hergestellt sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das elastische Element als in Richtung der Drehachse oder winklig hierzu wirkender Federring ausgeführt, beispielsweise als Wellfederring, der bevorzugt in Umfangsrichtung um die Drehachse unterbrochen ist, um ihn in eine Radialnut in einem der beiden Lagerringe oder in einem Gehäuse (hierauf wird später noch Bezug genommen) oder Lagergehäuse einzusetzen. Bevorzugt ist die Umfangslänge des Wellfederringes derart bemessen, dass sich die Umfangsenden im montierten Zustand des Wellfederringes nicht überlappen, beispielsweise unmittelbar in Umfangsrichtung gegenüberstehen oder aneinander anliegen.
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Wenn eine Stützscheibe vorgesehen ist, die sich insbesondere in Radialrichtung zur Drehachse nur über einen Teil der Dichtscheibe erstreckt, so kann die Stützscheibe beispielsweise zwischen dem elastischen Element und der Dichtscheibe positioniert sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Stützscheibe einteilig mit dem elastischen Element ausgeführt. Beispielsweise weist die Stützscheibe eine Mehrzahl von aus einem Grundkörper in Richtung der Drehachse oder winklig hierzu hervorstehenden Laschen auf, die elastisch einfederbar sind. Mit diesen Laschen stützt sich die Stützscheibe an einem axialen oder radialen Widerlager oder der Dichtscheibe zumindest mittelbar ab. Wenn sich die Laschen an dem Widerlager zumindest mittelbar abstützen, so kann der Grundkörper zumindest mittelbar an der Dichtscheibe abgestützt sein. Wenn sich die Laschen an der Dichtscheibe abstützen, so kann sich der Grundkörper an dem axialen Widerlager zumindest mittelbar abstützen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Dichtscheibe und das elastische Element in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen, derart, dass die Dichtscheibe innerhalb des Gehäuses in Richtung der Drehachse oder winklig hierzu verschiebbar ist. Das Gehäuse kann dann vom ersten oder vom zweiten Lagerring oder von einem diese umgebenden Lagergehäuse getragen werden. Beispielsweise können die Dichtscheibe und das elastische Element sowie insbesondere die Stützscheibe in dem gemeinsamen Gehäuse vormontiert werden und anschließend kann das Gehäuse an dem Lagerring oder dem Lagergehäuse montiert werden, beispielsweise durch Einpressen und/oder Einkleben und/oder Einschrauben. Durch die axiale Positionierung des Gehäuses kann die gewünschte Vorspannung zwischen der Dichtscheibe und der Gegenfläche eingestellt werden.
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Wenn das elastische Element zusätzlich zu der Stützscheibe vorgesehen ist, so kann auch das elastische Element, das dann insbesondere aus einem Federstahl hergestellt ist, eine Mehrzahl von aus einem Grundkörper in Richtung der Drehachse oder winklig hierzu hervorstehenden, elastisch einfederbaren Laschen aufweisen, welche die Kraft zur Rückverschiebung der Dichtscheibe in ihre Dichtposition bewirken und gegen welche Kraft die Dichtscheibe beim Überführen in ihre Freigabeposition in Richtung der Drehachse oder winklig hierzu verschoben wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dichtscheibe einteilig mit dem elastischen Element ausgeführt. Beispielsweise kann die Dichtscheibe dann einen Grundkörper aufweisen, sowie eine Mehrzahl von aus dem Grundkörper in Richtung der Drehachse oder winklig hierzu hervorstehenden, elastisch einfederbaren Laschen, welche das elastische Element ausbilden. Insbesondere gemäß dieser Ausführungsform ist dann die Dichtscheibe aus einem Federstahl hergestellt, der jedoch zur besseren Abdichtung im Bereich der Anlagefläche, welche der Gegenfläche gegenübersteht oder an dieser anliegt, mit einer Deckschicht, insbesondere elastischen Deckschicht, versehen sein kann.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das elastische Element in eine Nut in einem der beiden Lagerringe oder in das Gehäuse derart eingesetzt, dass es ausschließlich an einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden Umfangsfläche anliegt. Auf eine Schräge kann also verzichtet werden.
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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.
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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.
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Dadurch, dass bei einer Ausführungsform die Dichtscheibe insbesondere nicht nur den Dichtspalt minimiert, sondern bevorzugt zugleich die Funktion einer Schleuderscheibe aufweisen kann, welche schädliche Partikel nach außen wegschleudert und damit vom Lagerinnenraum fernhält, kann eine besonders gute Abdichtung des Wälzlagers erreicht werden.
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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.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden. Es zeigen:
- 1 den Zustand einer Dichtscheibe in einem erfindungsgemäßen Wälzlager bei der Drehzahl Null;
- 2 den Zustand der Dichtscheibe in dem erfindungsgemäßen Wälzlager bei umlaufendem Lagerinnenring und einer Druckdifferenz über der Dichtscheibe;
- 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wälzlagers mit einem als Federring ausgeführten elastischen Element;
- 4 eine mögliche Gestaltung mit in einem Gehäuse vormontierter Dichtscheibe, Stützscheibe und Federelement;
- 5 eine Ausgestaltung mit in einem Gehäuse vormontierter Dichtscheibe und Federelement, das einteilig mit einer Stützscheibe ausgeführt ist;
- 6 ein Ausführungsbeispiel einer Dichtscheibe für ein erfindungsgemäßes Wälzlager, die einteilig mit dem elastischen Element ausgeführt ist;
- 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Dichtscheibe, die einteilig mit dem elastischen Federelement ausgeführt ist;
- 8 eine exemplarische Darstellung eines zahnärztlichen Handinstrumentes (Dentalhandstücks), bei dem wenigstens ein erfindungsgemäßes Wälzlager vorgesehen werden kann.
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In der 1 ist ein Wälzlager mit einem ersten Lagerring 1 und einem zweiten Lagerring 2 schematisch dargestellt. Der erste Lagerring 1 läuft um die Drehachse 5 um. Dabei wälzen die zwischen dem ersten Lagerring 1 und dem zweiten Lagerring 2 in einem Lagerspalt 4 positionierten Wälzkörper auf beiden Lagerringen 1, 2 ab.
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Der Lagerspalt 4 wird durch eine Dichtscheibe 6 abgedichtet, die sich entlang der Drehachse 5 in der Axialrichtung des Wälzlagers bewegen kann.
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In der 1 ist eine Dichtposition der Dichtscheibe 6 gezeigt, in der 2 ist eine Freigabeposition der Dichtscheibe 6 gezeigt. Die Dichtposition nimmt die Dichtscheibe 6 dann ein, wenn keine Druckdifferenz über der Dichtscheibe 6 oder eine Druckdifferenz unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes vorliegt, das heißt der Druck im Lagerspalt 4 nicht oder nur geringfügig größer als in der Umgebung ist. Die Freigabeposition nimmt die Dichtscheibe 6 ein, wenn die Druckdifferenz über der Dichtscheibe 6 den Grenzwert erreicht oder überschreitet, das heißt wenn der Druck im Lagerspalt 4 ausreichend groß ist die Kraft des elastischen Elementes 8, welches die Dichtscheibe 6 in Richtung der Dichtposition drückt, zu überwinden.
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Wie man sieht, ist eine Anlagefläche 6.3 der Dichtscheibe 6 in der Dichtposition einer Gegenfläche 7 am ersten Lagerring 1 vergleichsweise näher oder liegt an dieser an, wohingegen der Abstand zwischen der Dichtscheibe 6 beziehungsweise der Anlagefläche 6.3 derselben und der Gegenfläche 7 in der Freigabeposition vergleichsweise größer ist. Somit ist ein Dichtspalt zwischen der Gegenfläche 7 und der Dichtscheibe 6 in der Dichtposition zumindest im Wesentlichen geschlossen, wohingegen er in der Freigabeposition freigegeben wird.
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Erfindungsgemäß wird die Dichtscheibe 6 insgesamt entlang der Drehachse 5 verschoben, wenn sie sich aus Dichtposition in die Freigabeposition oder zurück bewegt. Wie in der 2 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, kann aber zusätzlich eine reversible elastische Verformung der Dichtscheibe 6 erfolgen, um den Dichtspalt in der Freigabeposition noch weiter frei zu geben beziehungsweise den Abstand der Dichtscheibe 6, genauer dessen Anlagefläche 6.3, zur Gegenfläche 7 zu vergrößern.
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In den 1 und 2 ist das elastische Element 8 symbolisch durch ein Federsymbol dargestellt. Als elastisches Element 8 kommt jegliches Element in Betracht, das reversibel einfederbar ist, um die dargestellte Bewegung der Dichtscheibe 6 entlang der Drehachse 5 zu ermöglichen und um die hierfür notwenige Rückführkraft zu erzeugen.
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In der 3 ist ein konkreteres Ausführungsbeispiel für ein Federelement 8 dargestellt, siehe besonders die Einzelheit a. Dieses ist als in Richtung der Drehachse 5 wirkender Federring 17 ausgeführt. Der Federring 17 ist in eine Nut 9 im zweiten Lagerring 2 eingesetzt, stützt sich in Richtung der Drehachse 5 einerseits an einem durch einen Vorsprung gebildeten Widerlager des zweiten Lagerringes 2 ab und andererseits über eine Stützscheibe 18 an der Dichtscheibe 6, die mit ihrer von der Stützscheibe 18 abgewandten Anlagefläche an einer senkrecht zur Drehachse 5 verlaufenden Umfangsfläche einer weiteren Nut 20 im zweiten Lagerring 2 anliegt.
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Der Federring 17 ist über seinem Umfang unterbrochen ausgeführt, sodass er im Durchmesser durch Zusammendrücken verkleinert werden kann und damit in die Nut 9 eingesetzt werden kann. Im eingesetzten Zustand sind sich die beiden freien Enden des Federrings 17 bevorzugt besonders nahe, ohne einander zu überlappen.
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Bei der Ausgestaltung gemäß der 4 ist ein Gehäuse 19 vorgesehen, das eine Hülsenform aufweist und welches die Dichtscheibe 6, die Stützscheibe 18 und das elastische Element 8 aufnimmt. Damit können die Dichtscheibe 6, die Stützscheibe 18 und das elastische Element 8 in dem Gehäuse 19 vormontiert werden und dann kann das Gehäuse 19 in den zweiten Lagerring 2 eingesetzt werden.
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Abweichend von der Gestaltung in der 4 könnte das Gehäuse 19 im gezeigten Querschnitt auch eine U-Form aufweisen, das heißt die Dichtscheibe 6 auf der dem elastischen Element 8 beziehungsweise der Stützscheibe 18 abgewandten Seite teilweise umgreifen.
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Die Ausgestaltung gemäß der 4 kann gegebenenfalls auch ohne die Stützscheibe 18 auskommen.
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Bei der Ausgestaltung gemäß der 5, bei der wiederum ein Gehäuse 19 entsprechend der Ausgestaltung der 4 vorgesehen ist, welches jedoch auch entfallen könnte, sind die Stützscheibe 18 und das elastische Element 8 einteilig ausgeführt. So weist die Stützscheibe 18 einen Grundkörper 18.1 und in Richtung der Drehachse 5 von diesem vorstehende Laschen 18.2 auf, welche elastisch einfederbar sind und damit das elastische Element 8 ausbilden, siehe insbesondere die Einzelheit in 5a.
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Die Stützscheibe 18 kann beispielsweise durch Stanzen und Biegen hergestellt werden, insbesondere aus einem Federstahl. Durch geeignete Auslegung der federnden Laschen 18.2 wird die gewünschte Federsteifigkeit erzeugt.
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Bei den in den 3 bis 5 gezeigten Ausgestaltungen können die Stützscheiben 18 starr sein oder aus einem Material, das die in der 2 angedeutete elastische Verformung der Dichtscheibe 6 durch eine entsprechende eigene Verformung unterstützt.
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In der 6 ist schematisch dargestellt, dass die Dichtscheibe 6 einteilig mit dem elastischen Element 8 ausgeführt sein kann. Beispielsweise ist ein elastisches Material stoffschlüssig auf eine Seite der Dichtscheibe 6 aufgetragen.
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In der 7 ist schematisch dargestellt, dass die Dichtscheibe 6 einen Grundkörper 6.1 und eine Vielzahl von axial, das heißt in Richtung der Drehachse 5 hervorstehenden elastisch einfedernden Laschen 6.2 aufweist, die das elastische Element 8 bilden. Demgemäß kann die Gestaltung der Dichtscheibe 6 entsprechend der Gestaltung der Stützscheibe 18 in der 5 erfolgen.
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Wenn die Dichtscheibe 6 aus einem Federstahl hergestellt ist, kann vorteilhaft eine Deckschicht 10 vorgesehen sein, die die Anlagefläche 6.3 ausbildet. Die Deckschicht 10 kann insbesondere vergleichsweise weicher als der Grundkörper 6.1 ausgeführt sein.
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Bei dem in der 8 exemplarisch dargestellten zahnärztlichen Handinstrument, wobei die Schnittdarstellung nur den vorderen Teil mit einem Gehäuse 11, das Kopfgehäuse genannt wird, zeigt, in welchem eine Welle 12 mittels der Wälzlager 13, 14 drehbar gelagert ist, ist an der Welle 12 ein Rotor 15 in Form eines Turbinenrades befestigt, der mittels Druckluft angetrieben wird. Am axialen Ende der Welle 12 kann ein Werkzeug 16 befestigt werden. Ein Wälzlager oder beide Wälzlager 13, 14 können mit der erfindungsgemäßen Abdichtung versehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erster Lagerring
- 2
- zweiter Lagerring
- 3
- Wälzkörper
- 4
- Lagerspalt
- 5
- Drehachse
- 6
- Dichtscheibe
- 6.1
- Grundkörper
- 6.2
- Lasche
- 6.3
- Anlagefläche
- 7
- Gegenfläche
- 8
- elastisches Element
- 9
- Nut
- 10
- Deckschicht
- 11
- Gehäuse
- 12
- Welle
- 13
- Wälzlager
- 14
- Wälzlager
- 15
- Rotor
- 16
- Werkzeug
- 17
- Federring
- 18
- Stützscheibe
- 18.1
- Grundkörper
- 18.2
- Lasche
- 19
- Gehäuse
- 20
- Nut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012000757 A1 [0004]
- EP 0497139 B1 [0005]
