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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 angeordet ist.
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Es existieren eine Reihe von Probleme im Zusammenhang mit der Kontamination von Wälzlagern. 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 als Ringscheibe ausgeformt ist, an deren umfänglich distalen Enden jeweils eine axial in das Wälzlager hinein gerichtete Dichtlippe angeordnet ist, welche in einem korrespondierend in Axialrichtung verlaufenden Innenringeinstich und Außenringeinstich eingreifen, wobei eine der Dichtlippen eine im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittskontur und die andere der Dichtlippen eine im Wesentlichen halbkreisförmige, konvexe Querschnittskontur aufweist.
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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 ermöglichen. Wälzlager können insbesondere zur Fixierung und/oder Lagerung 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 abrollende 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. Ein Wälzlager kann ein- oder mehrreihig ausgebildet sein.
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Der Innenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende 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, wo-bei 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 Wälzlager aufnehmende Lagerung mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Lagerung mit der der Lagerung zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden sein, wobei der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen.
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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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Rollenförmige Wälzkörper können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der symmetrischen Pendelrollen, der asymmetrischen Pendelrollen, der Zylinderrollen, der Nadelrollen und/oder der Kegelrollen.
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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 so ausgebildet, dass die Wälzkörperkugeln und/oder die Wälzkörperrollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst gering gehalten wird. 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 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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Der Innenring kann einen Innenringeinstich aufweisen. In einem Innenringeinstich kann insbesondere eine Deckscheibe, Dichtscheibe und/oder Dichtung insbesondere kraft- und/oder formschlüssig angeordnet sein. Bevorzugt ist der Innenringeinstich als eine umlaufende Nut in dem Innenring ausgebildet.
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Der Außenring kann einen Außenringeinstich aufweisen. In einem Außenringeinstich kann insbesondere eine Deckscheibe, Dichtscheibe und/oder Dichtung insbesondere kraft- und/oder formschlüssig angeordnet sein. Bevorzugt ist der Außenringeinstich als eine umlaufende Nut in dem Außenring ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Dichtlippe, die eine im Wesentlichen halbkreisförmige, konvexe Querschnittskontur aufweist, den korrespondierenden Innenringeinstich nicht kontaktiert und eine Spaltdichtung mit diesem ausbildet, wodurch eine besonders reibungsarme Ausgestaltung der Dichtung ermöglicht wird.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Dichtlippe, die eine im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittskontur aufweist, drehfest in dem Außenringeinstich fixiert ist.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass die Dichtung flächenbündig mit den Stirnseiten des Innenrings und des Außenrings abschließt.
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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.
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Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine Querschnittsansicht der Wälzlageranordnung, und
- 2 eine Querschnittsansicht der Wälzlageranordnung in einer Anschlusskonstruktion.
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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 an jeder Stirnseite 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 ist als Ringscheibe ausgeformt, an deren umfänglich distalen Enden jeweils eine axial in das Wälzlager 2 hinein gerichtete Dichtlippe 10 angeordnet ist, welche in einem korrespondierend in Axialrichtung verlaufenden Innenringeinstich 11 und Außenringeinstich 12 eingreifen. Eine der Dichtlippen 10 - im gezeigten Beispiel die radial obere Dichtlippe 10, welche in den Außenringeinstich 12 eingreift - weist eine im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittskontur auf und die andere der Dichtlippen 10 - im gezeigten Beispiel der 1 die radial untere Dichtlippe 10, die in den Innenringeinstich 11 eingreift - eine im Wesentlichen halbkreisförmige, konvexe Querschnittskontur aufweist.
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Die Dichtlippe 10, die eine im Wesentlichen halbkreisförmige, konvexe Querschnittskontur aufweist, kontaktiert den korrespondierenden Innenringeinstich 11 nicht und bildet eine Spaltdichtung mit diesem aus. So dreht sich der Innenring 3 gegenüber der Dichtlippe 10 im Wesentlichen reibungsfrei. Die Dichtlippe 10, die eine im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittskontur aufweist, ist hingegen drehfest in dem Außenringeinstich 12 fixiert.
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Die Dichtung 9 schließt flächenbündig mit den Stirnseiten des Innenrings 3 und des Außenrings 4 ab, was gut aus der 1 zu erkennen ist. Hierzu ist in dem Innenring 3 und dem Außenring 4 eine entsprechend korrespondierende umlaufende Nutkontur eingebracht.
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2 zeigt das aus der 1 bekannte Wälzlager 2 in einer Anschlusskonstruktion 13. Man erkennt gut, dass die Anschlusskonstruktion 13 die Dichtwirkung der Dichtung 9 unterstützt, indem sie die Dichtung 9 axial in dem Innenring 3 und Außenring 4 sichert.
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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
- Dichtlippe
- 11
- Innenringeinstich
- 12
- Außenringeinstich
- 13
- Anschlusskonstruktion
