DE102022132961A1

DE102022132961A1 - Rolling bearing arrangement

Info

Publication number: DE102022132961A1
Application number: DE102022132961.5
Authority: DE
Inventors: Thomas Fickert-Guenther; Christina Stöber
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2024-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung (1), umfassend ein Wälzlager (2) mit Lagerringen (3, 4) und Wälzkörpern (5), wobei einer der Lagerringe (3, 4) als Innenring (3) und ein weiterer als Außenring (4) ausgebildet ist und 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 mehrteiliges stromleitendes Element (8) angeordnet ist, welches einen ersten Teil (9), der als scheibenförmigen Körper ausgebildet ist und mit dem Innenring (3) oder mit dem Au-ßenring (4) stromleitend und drehfest verbunden ist und einen zweiten Teil (10) umfasst, der stromleitend mit dem anderen der Lagerringe (3, 4) verbunden ist. Der zweite Teil (10) des stromleitenden Elements (8) ist rotativ beweglich zu den Lagerringen (3, 4) und dem ersten Teil (9) des stromleitenden Elements (8) angeordnet.

The invention relates to a rolling bearing arrangement (1) comprising a rolling bearing (2) with bearing rings (3, 4) and rolling elements (5), wherein one of the bearing rings (3, 4) is designed as an inner ring (3) and another as an outer ring (4), and wherein the inner ring (3) has an inner ring raceway (6) and the outer ring (4) has an outer ring raceway (7), and the rolling elements (5) are mounted in a rolling manner between the inner ring (3) and the outer ring (4), wherein a multi-part current-conducting element (8) is arranged between the inner ring (3) and the outer ring (4), which comprises a first part (9) which is designed as a disk-shaped body and is connected to the inner ring (3) or to the outer ring (4) in a current-conducting and rotationally fixed manner, and a second part (10) which is connected to the other of the bearing rings (3, 4) in a current-conducting manner. The second part (10) of the current-conducting element (8) is arranged to be rotatably movable relative to the bearing rings (3, 4) and the first part (9) of the current-conducting element (8).

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, wherein the inner ring has an inner ring raceway and the outer ring has an outer ring raceway, and the rolling elements are mounted in a rolling manner between the inner ring and the outer ring, wherein a current-conducting element is arranged between the inner ring and the outer ring, which connects the inner ring to the outer ring in a current-conducting 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 infolgedessen 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 rolling bearings are used, 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, for example, lead to a build-up of voltage between the bearing rings of rolling bearings. This voltage is repeatedly reduced by breakdowns. Under unfavorable conditions, this leads to current damage to raceways and rolling elements. This means there is a risk of premature and unexpected failure of the bearing and thus of the entire electrical machine. In addition to the increased maintenance effort, additional costs arise from the machine being down.

Aus dem Stand der Technik sind stromisolierte 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.Current-insulated rolling bearings are known from the state of the art and are designed to prevent harmful bearing currents. For example, rolling bearings with ceramic insulation on the outer or inner ring are used. However, current-insulated rolling bearings are 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 insbesondere in einer nass laufenden Wälzlageranordnung realisiert.In light of the previously known prior art, it is therefore the object of the invention to provide a rolling bearing arrangement with improved protection against harmful bearing currents. In particular, it is also the object of the invention to provide a rolling bearing arrangement which provides protection against harmful bearing currents, in particular in a wet-running rolling bearing arrangement.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit Lagerringen und Wälzkörpern, wobei einer der Lagerringe als Innenring und ein weiterer als Außenring ausgebildet ist und 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 mehrteiliges stromleitendes Element angeordnet ist, welches einen ersten Teil, der als scheibenförmigen Körper ausgebildet ist und mit dem Innenring oder mit dem Außenring stromleitend und drehfest verbunden ist und einen zweiten Teil umfasst, der stromleitend mit dem anderen der Lagerringe verbunden ist und der zweite Teil des stromleitenden Elements rotativ beweglich zu den Lagerringen und dem ersten Teil des stromleitenden Elements angeordnet ist.This object is achieved by a rolling bearing arrangement, comprising a rolling bearing with bearing rings and rolling elements, wherein one of the bearing rings is designed as an inner ring and another as an outer ring, and wherein the inner ring has an inner ring raceway and the outer ring has an outer ring raceway, and the rolling elements are mounted in a rolling manner between the inner ring and the outer ring, wherein a multi-part current-conducting element is arranged between the inner ring and the outer ring, which comprises a first part, which is designed as a disk-shaped body and is connected to the inner ring or to the outer ring in a current-conducting and rotationally fixed manner, and a second part, which is connected to the other of the bearing rings in a current-conducting manner, and the second part of the current-conducting element is arranged so as to be rotatably movable relative to the bearing rings and the first part of the current-conducting element.

Durch die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung kann diese wirkungsvoll gegen unerwünschte Lagerströme geschützt werden. 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 rolling bearing arrangement according to the invention can be effectively protected against undesirable bearing currents. Furthermore, the current-conducting element can be used without structural modifications to an existing rolling bearing. It is also possible to manufacture the current-conducting elements extremely cost-effectively using standard manufacturing processes.

Ferner können bevorzugt die Kontaktelemente einzeln von dem stromleitenden Element lösbar sein, so dass die Kontaktelemente einzeln als Verschleißteil austauschbar ausgeführt sind.Furthermore, the contact elements can preferably be individually detachable from the current-conducting element, so that the contact elements are designed to be individually replaceable as wearing parts.

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 appear 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 be used in particular 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.

Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers abrollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Au-ßenring 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 are arranged between an inner ring and an outer ring of the rolling bearing. Between these three main components, inner ring, outer ring and the rolling elements, rolling friction generally occurs within the rolling bearing. Since the rolling elements in the inner and outer rings can roll preferably 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 that accommodates the rolling bearing to the rolling bearing or the rolling elements. In this case, the shaft can in particular be connected to the side of the outer surface of the inner ring that faces the shaft, with the rolling elements of the rolling bearing rolling on the inner ring raceway opposite this outer surface. The inner ring can be made of a metallic and/or ceramic material. It is fundamentally conceivable to form the inner ring in one or more parts, in particular in two parts.

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 Au-ßenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.The outer ring can in particular connect the bearing that accommodates the rolling bearing to the rolling bearing or the rolling elements. In this case, the bearing can in particular be connected to the side of the outer ring's lateral surface facing the bearing, with the rolling elements of the rolling bearing rolling on the outer ring raceway opposite this lateral surface. The outer ring can be made of a metallic and/or ceramic material. It is fundamentally conceivable to form the outer ring in one piece or in multiple 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.Depending on the type of rolling bearing, the rolling elements have the shape of a ball or a roller. They roll on the raceways of the rolling bearing and have the task of transferring the force acting on a radial rolling bearing from the outer ring to the inner ring and vice versa. In an axial rolling bearing, the rolling elements transfer the forces acting on the axial rolling bearing between the running disks. Roller-shaped rolling elements are also known as roller rolling elements and spherical rolling elements are known 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, for example, be selected 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 elements can be guided in a cage or by rolling element spacers and spaced apart from one another. It is also conceivable to design a cageless rolling bearing, which is also referred to as a full complement rolling bearing. In full complement rolling bearings, neighboring rolling elements can contact one another.

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 designed to be abrasion-resistant, for example by means of an appropriate surface treatment process and/or by applying an appropriate additional material layer. The inner ring raceway can be flat or profiled. A profiled design of the inner ring raceway can, for example, serve to guide the rolling elements on the inner ring raceway. A flat design of the inner ring raceway, on the other hand, can, for example, allow a certain axial displacement of the rolling elements 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 within 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 designed to be abrasion-resistant, for example by means of an appropriate surface treatment process and/or by applying an appropriate 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 design of the outer ring raceway can, for example, serve to guide the rolling elements on the outer ring raceway. A flat design of the outer ring raceway, on the other hand, can, for example, allow a certain axial displacement of the rolling elements on the outer ring raceway.

In der Regel werden bei rotativen Bauteilen undefinierte Kontakte von Maschinenelementen vermieden. Daher werden aus dem Stand der Technik bekannte Leitelemente ortsfest geklemmt oder sind einer definierten Gleitbewegung ausgesetzt. Dem entgegen wird im Rahmen der Erfindung Gegenteiliges vorgeschlagen, wodurch eine ideale reibungsminimierte Stromableitung erreicht wird.As a rule, undefined contacts between machine elements are avoided in rotating components. Therefore, known guide elements from the prior art are clamped in place or are subjected to a defined sliding movement. In contrast, the opposite is proposed within the scope of the invention, whereby an ideal current discharge with minimal friction is achieved.

Bevorzugt ist der zweite Teil des stromleitenden Elements der Wälzlageranordnung, welcher nicht drehfest, sondern rotativ beweglich, also schwimmend in gleicher axialer Ebene zu dem ersten Teil des stromleitenden Elements angeordnet ist. Damit ist der zweite Teil des stromleitenden Elements lediglich radial zu dem ersten Teil versetzt. Dies ist besonders vorteilhaft, da der benötigte Bauraum minimal ist und der erste Teil des stromleitenden Elements immer noch die Dichtwirkung, zumindest im Sinne einer Labyrinthdichtung wahrnehmen kann. Im Hinblick auf den Einbau der Wälzlageranordnung ist diese bevorzugte Ausgestaltung bauraumneutral.Preferably, the second part of the current-conducting element of the rolling bearing arrangement is arranged not in a rotationally fixed manner, but in a rotationally movable manner, i.e. floating, in the same axial plane as the first part of the current-conducting element. The second part of the current-conducting element is thus only offset radially to the first part. This is particularly advantageous because the installation space required is minimal and the first part of the current-conducting element can still perform the sealing effect, at least in the sense of a labyrinth seal. With regard to the installation of the rolling bearing arrangement, this preferred design is installation space-neutral.

Insbesondere ist bevorzugt, dass der zweite Teil des stromleitenden Elements schlaufenförmig ausgebildet ist. Somit ist dieser analog eines Drahtrings teilweise tangential berührend in dem Zwischenraum zwischen ersten des stromleitenden Elements und dem Lagerring, welcher nicht in direkten elektrischen Kontakt mit dem ersten Teil des stromleitenden Elements angeordnet. Hervorzuheben ist, dass der zweite Teil des stromleitenden Elements hierbei lediglich die Form eines Drahtrings aufweist, jedoch nicht aus einem metallischen Draht bestehen muss.In particular, it is preferred that the second part of the current-conducting element is designed in a loop shape. Thus, similar to a wire ring, it is partially in tangential contact in the space between the first part of the current-conducting element and the bearing ring, which is not arranged in direct electrical contact with the first part of the current-conducting element. It should be emphasized that the second part of the current-conducting element only has the shape of a wire ring, but does not have to consist of a metallic wire.

Um den zweiten Teil des stromleitenden Elements der Wälzlageranordnung ideal zu führen, wird vorgeschlagen eine geometrische, über den Umfang verlaufende, Kontur in dem, im direkten elektrischen Kontakt stehenden der Lagerringe, vorzusehen. Dies stellt einen besonderen Vorteil dar, da Lagerringe mit bekannter Kontur, das heißt mit einem Einstich für eine bisher verwendete Dichtlösung, zur Verwendung kommen können.In order to ideally guide the second part of the current-conducting element of the rolling bearing arrangement, it is proposed to provide a geometric contour running around the circumference in the bearing ring that is in direct electrical contact. This represents a particular advantage, since bearing rings with a known contour, i.e. with a recess for a previously used sealing solution, can be used.

Es ist des Weiteren denkbar, dass die Führung des zweiten Teils des stromleitenden Elements durch eine konkave, über den Umfang verlaufende Kontur im ersten Teil des stromleitenden Elements erreicht wird. Somit braucht der nicht mit dem ersten Teil des stromleitenden Elements in Kontakt stehende Lagerring lediglich eine zylindrische Fläche aufweisen.It is also conceivable that the guidance of the second part of the current-conducting element is achieved by a concave contour running over the circumference in the first part of the current-conducting element. Thus, the bearing ring that is not in contact with the first part of the current-conducting element only needs to have a cylindrical surface.

Um eine langfristig konstante elektrische Leitfähigkeit sicherzustellen, kontaktiert der zweite Teil des stromleitenden Elements den Lagerring, der mit ihm im direkten elektrischen Kontakt steht und den ersten Teil des stromleitenden Elements unter leichter Vorspannung.In order to ensure a long-term constant electrical conductivity, the second part of the current-conducting element contacts the bearing ring, which is in direct electrical contact with it, and the first part of the current-conducting element under slight prestress.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der erste Teil des stromleitenden Elements der Wälzlageranordnung als Deckscheibe aus Stahl ausgebildet. Dies stellt eine einfache, umformtechnisch geeignete und kostengünstige Möglichkeit der Umsetzung der Erfindung dar. Denkbar ist, dass diese zudem eine leitfähigkeitsverbessernde oder reibungsbeeinflussende Beschichtung aufweist. Durch eine reibungsbeeinflussende Beschichtung kann das Bewegungsverhalten des zweiten Teils des stromleitenden Elements beeinflusst werden.In a preferred embodiment, the first part of the current-conducting element of the rolling bearing arrangement is designed as a cover plate made of steel. This represents a simple, suitable forming technology and cost-effective way of implementing the invention. It is conceivable that this also has a conductivity-improving or friction-influencing coating. The movement behavior of the second part of the current-conducting element can be influenced by a friction-influencing coating.

In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Wälzlageranordnung umfasst der zweite Teil des stromleitenden Elements Kohlenstoff oder Kohlenstofffasern. Dies hat den Vorteil, dass die elektrische Leitfähigkeit besonders hoch ist und eine gute Formgebung gewährleistet ist.In a further preferred embodiment of the rolling bearing arrangement, the second part of the current-conducting element comprises carbon or carbon fibers. This has the advantage that the electrical conductivity is particularly high and good shaping is ensured.

Es ist jedoch auch denkbar, dass der zweite Teil des stromleitenden Elements der Wälzlageranordnung aus einem Flach- oder Runddraht aus Federstahl gebildet wird. Dies kann bei speziellen Einsatzbedingungen von Vorteil sein.However, it is also conceivable that the second part of the current-conducting element of the rolling bearing arrangement is made of a flat or round wire made of spring steel. This can be advantageous under special operating conditions.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without limiting the general inventive concept.

Es zeigen:

1a und b eine erste Ausführungsform eines Wälzlagers mit einem stromleitenden Element in einer schematischen Querschnittsansicht,
2a und b eine zweite Ausführungsform eines Wälzlagers mit einem stromleitenden Element in einer schematischen Querschnittsansicht und
3a und b einen Ausschnitt des stromleitenden Lagers, darstellend zwei Führungsmöglichkeiten des stromleitenden Elements.

Show it:

1a and b a first embodiment of a rolling bearing with a current-conducting element in a schematic cross-sectional view,
2a and b a second embodiment of a rolling bearing with a current-conducting element in a schematic cross-sectional view and
3a and b a section of the current-conducting bearing, showing two guidance options for the current-conducting element.

1a und b zeigt eine erste Ausführungsform der Wälzlageranordnung 1, umfassend ein Wälzlager 2 mit einem Innenring 3, einem Außenring 4 und Wälzkörpern 5. Der Innenring 3 weist eine Innenringlaufbahn 6 sowie der Außenring 4 eine Außenringlaufbahn 7 auf. Die Wälzkörper 5 sind zwischen Innenring 3 und Außenring 4 wälzend gelagert, 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. 1a and b shows a first embodiment of the 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 has an inner ring raceway 6 and the outer ring 4 has an outer ring raceway 7. The rolling elements 5 are mounted in a rolling manner between the inner ring 3 and the outer ring 4, wherein a current-conducting element 8 is arranged between the inner ring 3 and the outer ring 4, which connects the inner ring 3 to the outer ring 4 in a current-conducting manner.

Das stromleitende Element 8 ist mehrteilig, wobei ein ersten Teil 9 als scheibenförmigen Körper ausgebildet ist und in 1a und b mit Außenring 4 stromleitend und drehfest verbunden ist. Weiterhin umfasst das stromleitende Element einen zweiten Teil 10, der stromleitend mit dem Innenring 3 verbunden ist und rotativ beweglich zu dem Innenring 3 und dem ersten Teil 9 des stromleitenden Elements angeordnet ist. Der zweite Teil 10 des stromleitenden Elements 8 ist in gleicher axialer Ebene zu dem ersten Teil 9 des stromleitenden Elements 8 angeordnet. 1a zeigt die Wälzlageranordnung 1 in einem schematischen Querschnitt bei 0°, 1b bei einem schematischen Querschnitt wie er beispielsweise bei 90° in Rotationsrichtung dazu ausgebildet sein könnte. Deutlich wird hier, dass der zweite Teil 10 des stromleitenden Elements somit asymmetrisch ausgeführt sein kann und somit zu dem Innenring 3 und dem ersten Teil des stromleitenden Elements 9 elastisch vorgespannt sein kann. Aus 1 geht hervor, dass der zweite Teil des stromleitenden Elements 10 in schlaufenform ausgebildet sein kann, beispielsweise in Form eines Drahtes.The current-conducting element 8 is made up of several parts, with a first part 9 being designed as a disc-shaped body and 1a and b is connected to the outer ring 4 in a current-conducting and rotationally fixed manner. The current-conducting element also comprises a second part 10 which is connected to the inner ring 3 in a current-conducting manner and is arranged so as to be rotatably movable relative to the inner ring 3 and the first part 9 of the current-conducting element. The second part 10 of the current-conducting element 8 is arranged in the same axial plane as the first part 9 of the current-conducting element 8. 1a shows the rolling bearing arrangement 1 in a schematic cross section at 0°, 1b in a schematic cross-section such as could be formed at 90° in the direction of rotation. It is clear here that the second part 10 of the current-conducting element can thus be designed asymmetrically and can thus be elastically prestressed to the inner ring 3 and the first part of the current-conducting element 9. 1 It can be seen that the second part of the current-conducting element 10 can be designed in loop form, for example in the form of a wire.

Aus den 1a und 1 b geht des Weiteren hervor, dass der zweite Teil 10 des stromleitenden Elements 8 durch eine geometrische, über den Umfang verlaufende, Kontur in dem, im direkten elektrischen Kontakt stehenden der Innenring 3, geführt wird.From the 1a and 1 b It is further apparent that the second part 10 of the current-conducting element 8 is guided by a geometric contour running over the circumference in the inner ring 3, which is in direct electrical contact.

Die Führung des zweiten Teils 10 des stromleitenden Elements 8 kann auch durch eine Kontur, beispielsweise durch eine im Schnitt konkave, über den Umfang verlaufende Kontur, erfolgen. Diese beiden Möglichkeiten können entweder getrennt voneinander oder in Kombination umgesetzt werden.The second part 10 of the current-conducting element 8 can also be guided by a contour, for example by a contour that is concave in section and runs around the circumference. These two options can be implemented either separately or in combination.

2a und b zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei hier der erste Teil des stromleitenden Elements 8 mit dem Innenring 3 stromleitend und drehfest verbunden ist. Der zweite Teil 10 des stromleitenden Elements ist stromleitend mit dem Außenring 4 verbunden und rotativ beweglich zu dem Außenring 4 und dem ersten Teil 9 des stromleitenden Elements angeordnet. 2a and b shows a further embodiment, in which the first part of the current-conducting element 8 is connected to the inner ring 3 in a current-conducting and rotationally fixed manner. The second part 10 of the current-conducting element is connected to the outer ring 4 in a current-conducting manner and is arranged so as to be rotatably movable relative to the outer ring 4 and the first part 9 of the current-conducting element.

Wie in 1a und b zeigt auch 2a die Wälzlageranordnung 1 in einem schematischen Querschnitt bei 0° und 1b den denkbaren Zustand im schematischen Querschnitt bei 90° in Rotationsrichtung dazu.As in 1a and b also shows 2a the rolling bearing arrangement 1 in a schematic cross section at 0° and 1b the conceivable State in schematic cross-section at 90° in the direction of rotation.

3a und b stellt zwei Führungsmöglichkeiten des stromleitenden Elements dar. In 3a wird der zweite Teil 10 des stromleitenden Elements durch den Lagerring 3 oder 4 geführt. Wie bei den 1a und b sowie 2a und b, zeigen die 3a und b die denkbare Position des zweiten Teils des stromleitenden Elements in einem schematischen Querschnitt bei 0° und und 90° in Rotationsrichtung dazu. 3a and b represents two possibilities for guiding the current-conducting element. In 3a the second part 10 of the current-conducting element is guided through the bearing ring 3 or 4. As with the 1a and b and 2a and b, show the 3a and b the conceivable position of the second part of the current-conducting element in a schematic cross-section at 0° and 90° in the direction of rotation thereto.

Dabei kann entweder eine spezielle Kontur vorgesehen werden oder bei bestehenden Lagerringausführungen direkt der Einstich oder Sitz der Dichtung zur Verwendung kommen. In 3b wird der zweite Teil 10 des stromleitenden Elements durch den ersten Teil des stromleitenden Elements 9 geführt. Erkennbar ist hier die dafür vorgesehene Kontur.Either a special contour can be provided or, in the case of existing bearing ring designs, the groove or seat of the seal can be used directly. 3b the second part 10 of the current-conducting element is guided through the first part of the current-conducting element 9. The contour provided for this can be seen here.

Bei beiden Führungsmöglichkeiten ist die jeweilige Gegenlauffläche als zylindrische Fläche dargestellt. Es ist jedoch auch denkbar, die beiden zuvor genannten Führungsmöglichkeiten zu kombinieren. Dies würde auch im Lagerbetrieb nicht zu einer Überbestimmung führen, da zum einen der zweite Teil 10 des stromleitenden Elements eine gewisse Elastizität und zudem keinen festen Sitz aufweist und somit rotativ zu beiden Kontaktpartner beweglich ist.In both guide options, the respective counter-running surface is shown as a cylindrical surface. However, it is also conceivable to combine the two previously mentioned guide options. This would not lead to overdetermination in bearing operation either, since the second part 10 of the current-conducting element has a certain elasticity and is not firmly seated and is therefore rotatably movable relative to both contact partners.

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 as explanatory. The following patent 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. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' features, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: WälzlageranordnungRolling bearing arrangement
22: Wälzlagerroller bearing
33: InnenringInner ring
44: AußenringOuter ring
55: WälzkörperRolling elements
66: InnenringlaufbahnInner ring raceway
77: AußenringlaufbahnOuter ring raceway
88th: stromleitendes Elementcurrent-conducting element
99: erster Teil des stromleitenden Elementsfirst part of the current-conducting element
1010: zweiter Teil des stromleitenden Elementssecond part of the current-conducting element

Claims

Rolling bearing arrangement (1), comprising a rolling bearing (2) with bearing rings (3, 4) and rolling elements (5), wherein one of the bearing rings (3, 4) is designed as an inner ring (3) and another as an outer ring (4), and wherein the inner ring (3) has an inner ring raceway (6) and the outer ring (4) has an outer ring raceway (7), and the rolling elements (5) are mounted in a rolling manner between the inner ring (3) and the outer ring (4), wherein a multi-part current-conducting element (8) is arranged between the inner ring (3) and the outer ring (4), which comprises a first part (9), which is designed as a disk-shaped body and is connected to the inner ring (3) or to the outer ring (4) in a current-conducting and rotationally fixed manner, and a second part (10), which is connected to the other of the bearing rings (3, 4) in a current-conducting manner, characterized in that the second part (10) of the current-conducting Element (8) is arranged to be rotatably movable relative to the bearing rings (3, 4) and the first part (9) of the current-conducting element (8).

Rolling bearing arrangement (1) according to Claim 1 , characterized in that the second part (10) of the current-conducting element (8) is arranged in the same axial plane as the first part (9) of the current-conducting element (8).

Rolling bearing arrangement (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the second part (10) of the current-conducting element (8) is loop-shaped.

Rolling bearing arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second part (10) of the current-conducting element (8) is guided by a geometric contour running over the circumference in the bearing ring (3, 4) which is in direct electrical contact.

Rolling bearing arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second part (10) of the current-conducting element (8) is guided by a concave contour extending over the circumference in the first part (9) of the current-conducting element (8).

Rolling bearing arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second part (10) of the current-conducting element (8) contacts the first part (9) of the current-conducting element and the bearing rings (3, 4) in direct electrical contact with it under slight prestress.

Rolling bearing arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first part (9) of the current-conducting element (8) is designed as a cover plate made of steel.

Rolling bearing arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second part (10) of the current-conducting element (8) comprises carbon or carbon fibers.

Rolling bearing arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second part (9) of the current-conducting element (8) is formed by a flat or round wire made of spring steel.