DE102020125004A1 - Rolling bearing arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung (1), umfassend ein Wälzlager (2) mit einem Innenring (3), einem Außenring (4) und Wälzkörpern (5) wobei der Innenring (3) eine Innenringlaufbahn (6) sowie der Außenring (4) eine Außenringlaufbahn (7) aufweist, und die Wälzkörper (5) zwischen Innenring (3) und Außenring (4) wälzend gelagert sind, wobei zwischen dem Innenring (3) und dem Außenring (4) ein stromleitendes Element (8) angeordnet ist, welches den Innenring (3) mit dem Außenring (4) stromleitend verbindet, wobei das stromleitende Element (8) eine erste Ringscheibe (9) und eine zweite Ringscheibe (10) umfasst, wobei die erste Ringscheibe (9) drehfest und elektrisch leitend mit dem Innenring (3) und die zweite Ringscheibe (10) drehfest und elektrisch leitend mit dem Außenring (4) verbunden ist, und die erste Ringscheibe (9) und die zweite Ringscheibe (10) über ein Kontaktelement (11) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.The invention relates to a rolling bearing arrangement (1), comprising a rolling bearing (2) with an inner ring (3), an outer ring (4) and rolling elements (5), the inner ring (3) having an inner ring raceway (6) and the outer ring (4) having a outer ring raceway (7), and the rolling bodies (5) are mounted so as to roll between the inner ring (3) and the outer ring (4), with a current-conducting element (8) being arranged between the inner ring (3) and the outer ring (4) which The inner ring (3) is electrically conductively connected to the outer ring (4), the electrically conductive element (8) comprising a first annular disc (9) and a second annular disc (10), the first annular disc (9) being non-rotatably and electrically conductively connected to the inner ring ( 3) and the second annular disc (10) is non-rotatably and electrically conductively connected to the outer ring (4), and the first annular disc (9) and the second annular disc (10) are electrically conductively connected to one another via a contact element (11).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring und Wälzkörpern wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn sowie der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, und die Wälzkörper zwischen Innenring und Außenring wälzend gelagert sind, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring ein stromleitendes Element angeordnet ist, welches den Innenring mit dem Außenring stromleitend verbindet.The present invention relates to a rolling bearing arrangement comprising a rolling bearing with an inner ring, an outer ring and rolling elements, the inner ring having an inner ring raceway and the outer ring having an outer ring raceway, and the rolling elements being mounted in a rolling manner between the inner ring and the outer ring, a current-conducting element between the inner ring and the outer ring is arranged, which connects the inner ring to the outer ring in an electrically conductive manner.
Beim Einsatz von Wälzlagern z.B. in bzw. an elektrischen Maschinen oder innerhalb eines hybridisierten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, kann es zu einem Stromdurchgang kommen. Die Schaltimpulse von Umrichtern führen beispielsweise zum Aufbau einer Spannung zwischen den Lagerringen von Wälzlagern. Diese Spannung wird durch Durchschläge immer wieder abgebaut. Unter ungünstigen Bedingungen kommt es infolge dessen zu Stromdurchgangsschäden an Laufbahnen und Wälzkörpern. Somit besteht die Gefahr eines vorzeitigen und unerwarteten Ausfalls des Lagers und damit der gesamten elektrischen Maschine. Neben dem erhöhten Wartungsaufwand entstehen durch den Stillstand der Maschine zusätzliche Kosten.When using rolling bearings, e.g. in or on electrical machines or within a hybridized drive train of a motor vehicle, current can pass through. The switching pulses from converters lead, for example, to the build-up of voltage between the bearing rings of rolling bearings. This tension is relieved again and again by breakdowns. Under unfavorable conditions, this can lead to current passage damage to raceways and rolling elements. There is thus the risk of a premature and unexpected failure of the bearing and thus of the entire electrical machine. In addition to the increased maintenance effort, the downtime of the machine results in additional costs.
Aus dem Stand der Technik sind strömisolierte Wälzlager bekannt, die schädliche Lagerströme unterbinden sollen. So werden beispielsweise Wälzlager mit einer Keramikisolierung am Außen- oder Innenring eingesetzt. Stromisolierte Wälzlager sind jedoch vergleichsweise teuer und werden daher nicht allzu häufig eingesetzt.From the prior art, flow-insulated rolling bearings are known which are intended to prevent harmful bearing currents. For example, rolling bearings with ceramic insulation on the outer or inner ring are used. Current-insulated rolling bearings are, however, comparatively expensive and are therefore not used very often.
Im Lichte des vorbekannten Standes der Technik ist es somit die Aufgabe der Erfindung, eine Wälzlageranordnung mit einem verbesserten Schutz vor schädlichen Lagerströmen bereitzustellen. Es ist insbesondere auch die Aufgabe der Erfindung, eine Wälzlageranordnung bereitzustellen, die einen Schutz vor schädlichen Lagerströmen in einer nass laufenden Wälzlageranordnung realisiert.In light of the known prior art, it is therefore the object of the invention to provide a roller bearing arrangement with improved protection against harmful bearing currents. In particular, it is also the object of the invention to provide a roller bearing arrangement which realizes protection against harmful bearing currents in a wet-running roller bearing arrangement.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wälzlageranordnung umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring und Wälzkörpern wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn sowie der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, und die Wälzkörper zwischen Innenring und Außenring wälzend gelagert sind, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring ein stromleitendes Element angeordnet ist, welches den Innenring mit dem Außenring stromleitend verbindet, wobei das strom leitende Element eine erste Ringscheibe und eine zweite Ringscheibe umfasst, wobei die erste Ringscheibe drehfest und elektrisch leitend mit dem Innenring und die zweite Ringscheibe drehfest und elektrisch leitend mit dem Außenring verbunden ist, und die erste Ringscheibe und die zweite Ringscheibe über ein Kontaktelement elektrisch leitend miteinander verbunden sind.This object is achieved by a roller bearing arrangement comprising a roller bearing with an inner ring, an outer ring and rolling elements, the inner ring having an inner ring raceway and the outer ring having an outer ring raceway, and the rolling elements being mounted in a rolling manner between the inner ring and the outer ring, a current-conducting one between the inner ring and the outer ring Element is arranged, which connects the inner ring to the outer ring in a current-conducting manner, the current-conducting element comprising a first washer and a second washer, the first washer in a rotationally fixed and electrically conductive manner to the inner ring and the second washer in a rotationally fixed and electrically conductive manner to the outer ring and the first washer and the second washer are connected to one another in an electrically conductive manner via a contact element.
Durch die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung kann diese wirkungsvoll gegen unerwünschte Lagerströme geschützt werden. Ferner kann durch die Anordnung des Kontaktelements zwischen den drehfest mit den Lagerringen verbundenen Ringscheiben ein besonders sicherer und reibungsarmer Potentialabbau zwischen dem Innenring und dem Außenring erfolgen. Des Weiteren kann das stromleitende Element ohne bauliche Anpassungen eines existierenden Wälzlagers verwendet werden. Es ist des Weiteren möglich, die stromleitenden Elemente äußerst kostengünstig mit Standardfertigungsverfahren herzustellen.The roller bearing arrangement according to the invention can effectively protect it against undesired bearing currents. Furthermore, by arranging the contact element between the annular disks connected non-rotatably to the bearing rings, a particularly safe and low-friction potential reduction can take place between the inner ring and the outer ring. Furthermore, the current-conducting element can be used without structural adaptations to an existing roller bearing. It is also possible to manufacture the electrically conductive elements extremely inexpensively using standard manufacturing processes.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.First, the individual elements of the claimed subject matter of the invention are explained in the order in which they are named in the set of claims and particularly preferred embodiments of the subject matter of the invention are described below.
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. Rolling bearings can in particular be used to enable rotary movements with the lowest possible friction losses. Rolling bearings can be used in particular to fix and / or support axles and shafts, whereby, depending on the design, they absorb radial and / or axial forces and at the same time enable the rotation of the shaft or the components mounted on an axle in this way.
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.For this purpose, rolling elements rolling are arranged between an inner ring and an outer ring of the roller bearing. Between these three main components, the inner ring, outer ring and the rolling elements, mainly rolling friction usually occurs within the rolling bearing. Since the rolling elements in the inner and outer ring can preferably roll on hardened steel surfaces with optimized lubrication, the rolling friction of such bearings is relatively low.
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, 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.The inner ring can in particular connect the shaft receiving the rolling bearings to the rolling bearing or the rolling elements. In particular, the shaft can be connected to the side of the outer surface of the inner ring facing the shaft, with the rolling elements of the roller bearing rolling on the inner ring raceway opposite this outer surface. The inner ring can be formed from a metallic and / or ceramic material. It is basically conceivable to design the inner ring in one piece or in several pieces, in particular in two pieces.
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. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Außenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.The outer ring can in particular connect the bearing receiving the roller bearing to the roller bearing or the roller bodies. Here can in particular, the bearing can be connected to the side of the outer ring surface facing the bearing, with the outer ring raceway opposite this outer ring rolling the rolling elements of the rolling bearing. The outer ring can be formed from a metallic and / or ceramic material. It is basically conceivable to form the outer ring in one piece or in several pieces, in particular in two pieces.
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.The rolling elements have the shape of a ball or a roller, depending on the type of rolling bearing. They roll on the raceways of the roller bearing and have the task of transferring the force acting on a radial roller bearing from the outer ring to the inner ring and vice versa. In an axial rolling bearing, the rolling elements transmit the forces acting on the axial rolling bearing between the running disks. Roller-shaped rolling elements are also referred to as roller-rolling elements and spherical rolling elements as bearing balls.
Rollenförmige Wälzkörper können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der symmetrischen Pendelrollen, der asymmetrischen Pendelrollen, der Zylinderrollen, der Nadelrollen und/oder der Kegelrollen.Roller-shaped rolling elements can be selected, for example, from the group of symmetrical spherical rollers, asymmetrical spherical rollers, cylindrical rollers, needle rollers and / or tapered rollers.
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.Rolling bodies can be guided in a cage or through rolling body spacers and spaced from one another. In principle, it is also conceivable to design a roller bearing without a cage, which is also referred to as a full complement roller bearing. In the case of full complement rolling bearings, adjacent rolling elements can contact each other.
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. 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.The rolling elements can roll within the rolling bearing, in particular on the inner ring raceway of the inner ring. For this purpose, the surface of the inner ring raceway can advantageously be made correspondingly wear-resistant, for example also by a corresponding surface treatment method and / or by applying a corresponding additional material layer. The inner ring raceway can be flat or profiled. A profiled design of the inner ring raceway can be used, for example, to guide the rolling elements on the inner ring raceway. A planar formation of the inner ring raceway can, however, allow, for example, a certain axial displaceability of the rolling bodies on the inner ring raceway.
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.The rolling elements can roll inside the rolling bearing, in particular on the outer ring raceway of the outer ring. For this purpose, the surface of the outer ring raceway can advantageously be made correspondingly wear-resistant, for example also by a corresponding surface treatment method and / or by applying a corresponding additional material layer.
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.The outer ring raceway can be flat or profiled. A profiled configuration of the outer ring raceway can be used, for example, to guide the rolling elements on the outer ring raceway. A planar formation of the outer ring raceway can, however, allow, for example, a certain axial displaceability of the rolling bodies on the outer ring raceway.
Es ist bevorzugt, dass die erste Ringscheibe und/oder die zweite Ringscheibe aus einem elektrisch leitfähigen, metallischen Material gebildet ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Ringscheibe kostengünstig herstellbar ist und insbesondere hinsichtlich einer Fixierung des Kontaktelements gut konstruktiv anpassbar und fertigungstechnisch herstellbar ist.It is preferred that the first washer and / or the second washer is formed from an electrically conductive, metallic material. In this way it can be achieved that the annular disk can be manufactured inexpensively and, in particular, with regard to a fixation of the contact element, can be structurally adapted and manufactured in terms of manufacturing technology.
Es ist ferner bevorzugt, dass das Kontaktelement aus einem nicht metallischen Material gebildet ist, insbesondere aus einem elektrisch leitfähigem Carbon-Material, wodurch sich ein besonders abriebfestes und elastisches Kontaktelement ausbilden lässt.It is further preferred that the contact element is formed from a non-metallic material, in particular from an electrically conductive carbon material, whereby a particularly abrasion-resistant and elastic contact element can be formed.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die erste Ringscheibe und/oder die zweite Ringscheibe eine Raumform aufweisen, durch die das Kontaktelement zwischen der ersten Ringscheibe und der zweiten Ringscheibe positioniert gehalten ist, wodurch eine besonders einfache, wie sichere Fixierung des Kontaktelements realisiert werden kann.Furthermore, it is preferred that the first washer and / or the second washer have a three-dimensional shape through which the contact element is held in position between the first washer and the second washer, whereby a particularly simple and secure fixation of the contact element can be realized.
In diesem Zusammenhang kann es ebenfalls bevorzugt sein, dass das Kontaktelement an der ersten Ringscheibe oder der zweiten Ringscheibe kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig fixiert ist.In this context, it can also be preferred that the contact element is fixed to the first annular disk or the second annular disk in a non-positive and / or form-fitting and / or cohesive manner.
Ganz besonders bevorzugt ist es, dass das Kontaktelement und die erste Ringscheibe oder das Kontaktelement und die zweite Ringscheibe mittels einer Snap-In Verbindung aneinander fixiert sind, so dass eine einfache, wie sichere Montage des Kontaktelements an einer Ringscheibe realisierbar ist.It is very particularly preferred that the contact element and the first washer or the contact element and the second washer are fixed to one another by means of a snap-in connection, so that the contact element can be easily and securely mounted on an washer.
Um eine besonders sichere mechanische Kontaktierung der Ringscheiben mit dem Kontaktelement zu gewährleisten, kann es gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die zweite Ringscheibe so ausgeformt und an dem Außenring angeordnet ist und/oder die erste Ringscheibe so ausgeformt und an dem Innenring angeordnet ist, dass das Kontaktelement vorgespannt zwischen der ersten Ringscheibe und der zweiten Ringscheibe angeordnet ist. Neben der sicheren mechanischen - und somit auch elektrischen - Kontaktierung, kann durch die Vorspannung auch eine Verschleißnachstellung erfolgen, wenn das Kontaktelement einem mechanischen Abrieb unterliegen sollte.In order to ensure particularly secure mechanical contact between the ring disks and the contact element, it can be provided according to a particularly preferred embodiment of the invention that the second ring disk is shaped in this way and arranged on the outer ring and / or the first ring disk is shaped in this way and on the inner ring is arranged that the contact element is arranged preloaded between the first annular disc and the second annular disc. In addition to the secure mechanical - and thus also electrical - contacting, the preload can also be used to adjust wear if the contact element should be subject to mechanical abrasion.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention is explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive concept.
Es zeigen:
-
1 eine erste Ausführungsform eines Wälzlagers mit einem stromleitenden Element in einer schematischen Querschnittsansicht, und -
2 eine zweite Ausführungsform eines Wälzlagers mit einem stromleitenden Element in einer schematischen Querschnittsansicht.
-
1 a first embodiment of a rolling bearing with an electrically conductive element in a schematic cross-sectional view, and -
2 a second embodiment of a roller bearing with an electrically conductive element in a schematic cross-sectional view.
Die
Das stromleitende Element
Die erste Ringscheibe
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der
Zur Aufnahme und drehfesten Fixierung kann die erste Ringscheibe
Um eine hinreichend gute mechanische und somit elektrische Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement
In der Ausführungsform der Wälzlageranordnung
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.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but rather as explanatory. The following claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. Insofar as the claims and the above description define “first” and “second” features, this designation serves to distinguish between two features of the same type without defining an order of precedence.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- WälzlageranordnungRolling bearing arrangement
- 22
- Wälzlagerroller bearing
- 33
- InnenringInner ring
- 44th
- AußenringOuter ring
- 55
- WälzkörperRolling elements
- 66th
- InnenringlaufbahnInner ring raceway
- 77th
- AußenringlaufbahnOuter ring raceway
- 88th
- Elementelement
- 99
- RingscheibeWasher
- 1010
- RingscheibeWasher
- 1111th
- KontaktelementContact element
- 1212th
- KontaktnaseContact nose
Claims (7)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102020125004.5A DE102020125004A1 (en) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | Rolling bearing arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102020125004.5A DE102020125004A1 (en) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | Rolling bearing arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102020125004A1 true DE102020125004A1 (en) | 2021-12-30 |
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ID=78827047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020125004.5A Withdrawn DE102020125004A1 (en) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | Rolling bearing arrangement |
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Country | Link |
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Citations (4)
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DE102018115732A1 (en) | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Rolling bearings with integrated current discharge function |
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2020
- 2020-09-25 DE DE102020125004.5A patent/DE102020125004A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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