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Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, 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 angeordnet sind, wobei das Wälzlager ferner eine Dichtung aufweist, die zwischen dem Innenring und dem Außenring sich in radialer Richtung erstreckend angeordnet ist.
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Es existieren eine Reihe von Problemen im Zusammenhang mit der Kontamination von Wälzlagern, die in landwirtschaftlichen Anwendungen eingesetzt werden. Meistens wird versucht das Problem durch die Verwendung von Dichtungsringen mit mehreren Dichtungslippen zu lösen, wodurch jedoch das Drehmoment und die Wärmeentwicklung innerhalb des Lagers erhöht wird und folglich mehr Energie zum Drehen des Lagers benötigt wird.
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Im Lichte des vorbekannten Standes der Technik ist es somit die Aufgabe des Erfindungsgegenstandes eine Wälzlageranordnung bereitzustellen, die einen hohen Schutz vor Eintritt von Schmutzpartikel in das Innere des Wälzlagers bietet und gleichzeitig geringe Reibungswerte sowie eine geringe Wärmeentwicklung aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, 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 angeordnet sind, wobei das Wälzlager ferner eine Dichtung aufweist, die zwischen dem Innenring und dem Außenring sich in radialer Richtung erstreckend angeordnet ist, wobei die Dichtung ferner einen im Querschnitt im Wesentlichen L-Förmigen Dichtring aufweist, wobei auf der nach Außen gerichteten Stirnfläche Oberflächenstrukturen ausgebildet sind, die eine Führung von Verunreinigungen entlang des Dichtrings bewirken.
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Durch den Dichtring mit einer durch Oberflächenstrukturen profilierten Stirnseite kann eine Schmutzabweisung von Schmutzpartikeln wie Schlamm, Staub und Sand erfolgen, so dass diese nicht in das Innere des Wälzlagers gelangen können.
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Wie anhand des Ausführungsbeispiels noch näher erläutert wird, können die Oberflächenstrukturen des Dichtrings ein kreisrundes oder spiralförmiges Profil in Form von Nuten und Schaufeln besitzen, die die Verschmutzungen in Radialrichtung bei Rotation des Dichtrings nach außen treiben und so abweisen. Der Dichtring ist leicht zu montieren und kann insbesondere am Innenring eines Wälzlagers angeordnet sein.
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Die Spiralrillen in Form von Nuten treiben den Schmutz in Richtung von radial verlaufenden Nuten, aus denen die Schmutzpartikel dann zentrifugalkraftbewirkt in Radialrichtung nach Außen geschleudert werden.
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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 können insbesondere dazu verwendet werden, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu übertragen. Wälzlager können insbesondere zur Fixierung von Achsen und Wellen eingesetzt werden, 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.
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Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers rollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers in der Regel hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring bevorzugt auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen können, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering.
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Der Innenring kann insbesondere die zu lagernde Welle mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Welle mit der der Welle zugewandten Seite der Mantelfläche des Innenrings verbunden sein, wobei auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Innenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Innenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Innenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
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Der Außenring kann insbesondere die das Wälzlager aufnehmende Lagerstelle mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Lagerstelle mit der der Lagerstelle zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden sein, wobei der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Außenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
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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 Wälzlagers ab und haben die Aufgabe, die auf ein Radialwälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Bei einem Axialwälzlager übertragen die Wälzkörper die auf das Axialwälzlager wirkenden Kräfte zwischen den Laufscheiben. Rollenförmige Wälzkörper werden auch als Rollenwälzkörper und kugelförmige Wälzkörper als Lagerkugel bezeichnet.
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Wälzkörper können in einem Käfig oder durch Wälzkörperdistanzstücke geführt und voneinander beabstandet sein. Es ist grundsätzlich auch denkbar, ein käfigloses Wälzlager auszubilden, welches auch als vollrolliges Wälzlager bezeichnet wird. Bei vollrolligen Wälzlagern können sich benachbarte Wälzkörper kontaktieren.
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Ein Wälzlager kann einen Käfig aufweisen, wobei der Käfig die Wälzkörper führt. Der Käfig ist so ausgebildet, dass die Lagerkugeln und/oder die Rollenwälzkörper voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst geringgehalten wird. Ferner hält der Käfig die Lagerkugeln und/oder Rollenwälzkörper in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig kann einstückig oder mehrstückig ausgeführt sein.
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Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Innenringlaufbahn des Innenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
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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 können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Außenringlaufbahn des Außenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Außenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
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Die Außenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Außenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Außenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn erlauben.
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Ein Wälzlager kann eine Dichtung aufweisen, um ein Austreten von Schmiermittel aus dem Wälzlager oder ein Eintreten von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Wälzlager zu verhindern. Hierzu können die eingesetzten Dichtungen mit einer oder mehreren Dichtlippen versehen sein, die an einem Bauteil des Wälzlagers anliegen können. Diese sind derart ausgelegt, dass sie zum einen möglichst über die gesamte Lebensdauer das Lager abdichten, andererseits die Reibung durch die anliegende Dichtung nicht zu hoch ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Dichtring mit dem kurzen freien Schenkel des im Wesentlichen L-förmigen Querschnittsprofil an dem Innenring, insbesondere drehfest, anliegt.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Oberflächenstrukturen Schaufeln umfassen, welche in axialer Richtung aus dem Dichtring herausragen.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass die Oberflächenstrukturen kreisringförmige Nuten aufweisen.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die Oberflächenstrukturen radial verlaufende Nuten aufweisen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass die kreisringförmige Nuten koaxial und in radialer Richtung oberhalb zu den Schaufeln angeordnet sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Nuten in radialer Richtung oberhalb der kreisringförmigen Nuten angeordnet sind.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass der Dichtring aus einem Kunststoff geformt ist.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass die Oberflächenstrukturen monolithisch mit dem Dichtring ausgebildet sind.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass der Dichtring mit seinem radial äußeren Ende an dem Außenring insbesondere berührungslos anliegt.
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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 erfindungsgemäße Wälzlageranordnung in einer schematischen Querschnittsansicht, und
- 2 perspektivische Detailansichten des Dichtrings.
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1 zeigt eine Wälzlageranordnung 1, umfassend ein Wälzlager 2 mit einem Innenring 3, einem Außenring 4, Wälzkörpern 5 und einem Käfig 6. Der Innenring 3 weist eine Innenringlaufbahn 7 auf und der Außenring 4 eine Außenringlaufbahn 8. Die Wälzkörper 5 sind zwischen Innenring 3 und Außenring 4 wälzend gelagert angeordnet. Das Wälzlager 2 besitzt ferner eine Dichtung 9, die zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 4 sich in radialer Richtung erstreckend angeordnet ist.
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Die Dichtung 9 weist einen im Querschnitt im Wesentlichen L-Förmigen Dichtring 10 auf, wobei auf der nach Außen gerichteten Stirnfläche Oberflächenstrukturen 11 ausgebildet sind, die eine Führung von Verunreinigungen entlang des Dichtrings 10 bewirken. Die nach Außen gerichtete Stirnfläche ist die den Lagerkugeln 5 abgewandten Seite des Dichtrings 10.
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Der Dichtring 10 ist mit dem kurzen freien Schenkel des im Wesentlichen L-förmigen Querschnittsprofil an dem Innenring 3 drehfest angeordnet, so dass sich der Dichtring 10 bei einer Rotation des Innenrings 3 mit diesem dreht. Mit seinem radial äußeren Ende liegt der Dichtring 10 an dem Außenring 4 berührungslos an.
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Die Oberflächenstrukturen 11 umfassen Schaufeln 12, welche in axialer Richtung aus dem Dichtring 10 herausragen. Dies ist gut anhand von 2 zu erkennen.
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Man erkennt ferner, dass die Oberflächenstrukturen 11 kreisringförmige Nuten 13 und radial verlaufende Nuten 14 aufweisen. Die kreisringförmige Nuten 13 sind koaxial und in radialer Richtung oberhalb der Schaufeln 12 angeordnet. Die Nuten 14 sind in radialer Richtung oberhalb der kreisringförmigen Nuten 13 angeordnet.
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Der Dichtring 10 ist aus einem Kunststoff geformt, wobei die Oberflächenstrukturen 11 monolithisch mit dem Dichtring 10 ausgebildet sind.
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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
- Wälzkörpern
- 6
- Käfig
- 7
- Innenringlaufbahn
- 8
- Außenringlaufbahn
- 9
- Dichtung
- 10
- Dichtring
- 11
- Oberflächenstrukturen
- 12
- Schaufeln
- 13
- kreisringförmige Nuten
- 14
- Nuten
