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Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring einer Vielzahl von Wälzkörpern und einem Käfig, wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, wobei die Wälzkörper zwischen Innenring und Außenring wälzend gelagert und durch den Käfig voneinander beabstandet angeordnet sind, sowie jeweils eine an beiden axialen Enden angeordnete Dichtung.
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Eine derartige Wälzlageranordnung ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 218 619 A1 bekannt, welche insbesondere für ein mediengeschmiertes Lager, insbesondere Wälzlager oder Gleitlager, umfassend zwei Lagerringe und je einer an dem jeweiligen Lagerring angeordneten Lagerbahn, und eine Opferanode, die mindestens einem der beiden Lagerringe zugeordnet ist, wobei die Opferanode außerhalb des zwischen den Lagerringen ausgebildeten Lagerinneren angeordnet ist, und wobei die Opferanode mit dem Lagerinneren elektrisch leitend verbunden ist.
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Im Lichte des vorbekannten Standes der Technik ist es somit die Aufgabe der Erfindung, eine Wälzlageranordnung zu schaffen, die im Hinblick auf durch Oxidation beziehungsweise Korrosion verursachten Verschleiß, insbesondere in Umgebungen, die feucht oder der Witterung ausgesetzt sind, optimiert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wälzlageranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung umfasst ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring einer Vielzahl von Wälzkörpern und einem Käfig, wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, wobei die Wälzkörper zwischen Innenring und Außenring wälzend gelagert und durch den Käfig voneinander beabstandet angeordnet sind, sowie jeweils eine an beiden axialen Enden angeordnete Dichtung, wobei eine Außenringnut in Umfangsrichtung in einer Außenringmantelfläche des Außenrings ausgebildet ist und wobei eine Innenringnut in Umfangsrichtung in einer Innenringmantelfläche des Innenrings ausgebildet ist, wobei die Außenringnut und die Innenringnut jeweils einen als Opferanode ausgebildeten Nutinnenring und einen als Nutverschluss ausgebildeten Nutaußenring aufnehmen, wobei der Nutinnenring im Durchmesser kleiner bemessen ist als der Nutaußenring, so dass zwischen Nutinnenring und Nutaußenring eine kreisringförmige Luftschicht ausgebildet ist.
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Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass der als Opferanode ausgebildete Nutinnenring die Wälzlageranordnung vor Korrosion schützt und deren Lebensdauer verlängert werden kann. Die während des Betriebes durch Korrosion verursachte Materialabtragung des Nutinnenrings, kann sich im Bereich zwischen Nutinnenring und Nutaußenring ablagern.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Wälzlager dienen dazu, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu übertragen. Wälzlager werden insbesondere zur Positionierung von Achsen und Wellen eingesetzt, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen. Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers abwälzende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring üblicherweise auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen, ist die Rollreibung dieser Lager relativ gering.
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Die Wälzkörper haben abhängig von der Wälzlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Innenrings und des Außenrings ab und haben die Aufgabe, die auf das Wälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen.
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Der Innenring verbindet die das Wälzlager aufnehmende Welle oder Achse mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern. Dabei wird die Welle oder Achse mit der der Welle oder Achse zugewandten Seite der Mantelfläche des Innenrings verbunden. Auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Innenringlaufbahn wälzen die Wälzkörper des Wälzlagers ab. Der Innenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein.
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Der Außenring verbindet die Wälzlager aufnehmende Lagerung mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern. Dabei wird die Lagerung mit der der Lagerung zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden. Auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn wälzen die Wälzkörper des Wälzlagers. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein.
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Ein Wälzlager kann einen Käfig aufweisen, wobei der Käfig die Wälzkörper führt. Der Käfig ist so ausgebildet, dass die Wälzkörperkugeln und/oder die Wälzkörperrollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst gering gehalten werden kann. Ferner hält der Käfig die Wälzkörperkugeln und/oder Wälzkörperrollen in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein.
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Die Wälzkörper wälzen innerhalb des Wälzlagers auf der Innenringlaufbahn des Innenrings ab. Hierzu muss die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein. Die Innenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Innenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Innenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn erlauben.
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Die Wälzkörper wälzen innerhalb des Wälzlagers auf der Außenringlaufbahn des Außenrings ab. Hierzu muss die Oberfläche der Außenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein.
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Ein Wälzlager weist in der Regel wenigstens eine Dichtung auf, um ein Austreten von Schmiermittel aus dem Wälzlager oder ein Eintreten von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Wälzlager zu verhindern. Üblicherweise berühren hierzu die eingesetzten Dichtungen mit mehreren Dichtlippen den Innen- bzw. Außenring. Diese sind so ausgelegt, dass sie zum einen über die gesamte Lebensdauer das Lager abdichten, andererseits die Reibung nicht zu hoch ist.
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Eine Opferanode ist eine Elektrode aus einem Stück unedlem Metall, das an Geräten und Fahrzeugen zum Schutz von Funktionsteilen aus anderen (edleren) Metallen, speziell Eisen, Stahl und Messing, gegen Kontaktkorrosion eingesetzt wird. Aus der Praxis ist grundsätzlich bekannt, ein der Korrosion unterliegendes Bauteil mit einer Opferanode aus einem elektrochemisch weniger edlen Material als das zu schützende Bauteil elektrisch leitend zu verbinden, so dass das Material der Opferanode anstelle des Materials des Bauteils korrodiert und aufgelöst wird. Damit wird die Funktion korrosionsanfälliger und aufwendig angefertigter Funktionsteile länger gewährleistet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass das Wälzlager auf der Außenringmantelfläche des Außenrings und auf der Innenringmantelfläche des Innenrings jeweils zwei axial voneinander beabstandete Nuten aufweist. Es kann somit in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass eine gleichmäßige Lastverteilung, der auf die Wälzlageranordnung einwirkenden Kräfte, gewährleistet wird und ausreichend Material als Opferanode bereitgestellt werden kann.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass der Nutinnenring aus Metall besteht, vorzugsweise aus Magnesium, einer Aluminiumlegierung oder aus Zink besteht und der Nutaußenring vorzugsweise aus Kunststoff oder Kunststoffkomposit besteht. Hierdurch kann erreicht werden, dass durch den elastischen und nicht elektrisch leitend ausgebildeten Nutaußenring der elektrisch leitend ausgebildete Nutinnenring einerseits in der Nut eingekapselt wird, und andererseits der Nutinnenring durch seine Opferanodeneigenschaft die durch Oxidation / Korrosion verursachte Materialabtragung auf den umgebenden Lagersitz und der Welle verhindert.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung im Axialschnitt,
- 2 eine Explosionsansicht der Wälzlageranordnung, und
- 3 die Teilansicht der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung im Axialschnitt.
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Die 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung 1 im Axialschnitt, die ein Wälzlager 2 umfasst. Das Wälzlager 2 besitzt einen Innenring 3 und einen Außenring 4 sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper 5, die voneinander durch einen Käfig 6 beabstandet sind. Der Außenring 4 weist zwei in der Außenringmantelfläche 11 in Umfangsrichtung ausgebildete, axial voneinander beabstandete Außenringnuten 10 auf. Der Innenring 3 weist ebenfalls zwei in der Innenringmantelfläche 13 in Umfangsrichtung ausgebildete, axial voneinander beabstandete Innenringnuten 12 auf.
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Die 2 zeigt eine Explosionsansicht des Wälzlagers 2. Das Wälzlager 2 weist einen Innenring 3, einen Außenring 4, eine Vielzahl von Wälzkörpern 5, einen Käfig 6 und zwei als Dichtringe ausgebildete Dichtungen 9 auf. Die jeweils als Opferanode ausgebildeten Nutinnenringe 14 und die jeweils als Nutverschluss ausgebildeten Nutaußenringe 15 werden nach Montage formschlüssig durch die Innenringnut 12 (in 3 dargestellt) und die Außenringnut 10 (in 3 dargestellt) aufgenommen.
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Die 3 zeigt in einer Teilansicht den Axialschnitt durch die ebenfalls aus der 1 grundsätzlich bekannte Wälzlageranordnung 1, die ein Wälzlager 2 umfasst. Das Wälzlager 2 besitzt einen Innenring 3, einen Außenring 4, mit einer Vielzahl von Wälzkörpern 5, sowie jeweils eine an beiden axialen Enden des Wälzlagers 2 angeordnete Dichtung 9. Der Innenring 3 weist eine Innenringlaufbahn 7 auf und der Außenring 4 weist eine Außenringlaufbahn 8 auf.
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Die 3 zeigt ferner, dass der Außenring 4 zwei Außenringnuten 10 aufweist, die in Umfangsrichtung in der Außenringmantelfläche 11 des Außenrings 4 ausgebildet sind und dass zwei Innenringnuten 12 in Umfangsrichtung in der Innenringmantelfläche 13 des Innenrings 3 ausgebildet sind. Die Außenringnuten 10 und die Innenringnuten 12 sind jeweils derart ausgestaltet, dass sie einen als Opferanode ausgebildeten Nutinnenring 14 und einen als Nutverschluss ausgebildeten Nutaußenring 15 formschlüssig aufnehmen.
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Des Weiteren zeigt 3, dass die Nutinnenringe 14 im Durchmesser kleiner bemessen sind als die Nutaußenringe 15, und derart ausgestaltet sind, dass zwischen den Nutinnenringen 14 und den Nutaußenringen 15, eine zylindrische, kreisringförmige Luftschicht 16 ausgebildet ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlageranordnung
- 2
- Wälzlager
- 3
- Innenring
- 4
- Außenring
- 5
- Wälzkörper
- 6
- Käfig
- 7
- Innenringlaufbahn
- 8
- Außenringlaufbahn
- 9
- Dichtung
- 10
- Außenringnut
- 11
- Außenringmantelfläche
- 12
- Innenringnut
- 13
- Innenringmantelfläche
- 14
- Nutinnenring
- 15
- Nutaußenring
- 16
- Luftschicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012218619 A1 [0002]
