DE102023204187A1

DE102023204187A1 - Bogenförmige elektrisch leitende Anordnung für Lager

Info

Publication number: DE102023204187A1
Application number: DE102023204187.1A
Authority: DE
Inventors: Gene A Kovacs
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2023-05-05
Publication date: 2023-11-30
Also published as: US11773908B1; CN117145877A

Abstract

Eine elektrisch leitende Anordnung verhindert den Stromfluss durch die Laufbahnen eines um eine Welle angeordneten Lagers und eines Außenrings, der in einer Bohrung eines äu-ßeren Elements angeordnet ist. Ein bogenförmiger Leiter hat eine Mittellinie, ein inneres radiales Ende, das mit der Welle oder einem Lagerinnenring in Eingriff bringbar ist, ein äußeres radiales Ende und zwei Umfangsenden, die umfänglich voneinander beabstandet sind, so dass ein bogenförmiger Spalt zwischen den beiden Enden definiert ist, wenn der Leiter um die Welle oder den Lagerinnenring installiert ist. Die beiden Umfangsenden definieren einen Spaltwinkel um die Mittellinie, wobei der Spaltwinkel einen Wert von zumindest dreißig Grad hat. Zumindest ein leitender Koppler ist dazu ausgebildet, den Leiter an dem äußeren Element, einem anderen Element oder dem Lageraußenring anzubringen, so dass sich ein elektrisch leitender Pfad durch den Leiter und den zumindest einen Koppler erstreckt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lager und insbesondere auf Erdungsvorrichtungen zum Verhindern, dass elektrischer Strom oder elektrische Ladung durch ein Lager fließt.
Lager, die in elektrischen Maschinen, wie Motoren, Generatoren und ähnlichen Vorrichtungen verwendet werden, können beschädigt werden, wenn elektrischer Strom oder elektrische Ladung durch das Lager fließt, was besonders schädlich für die Lagerlaufbahnen ist. Vorrichtungen wie Erdungsbürsten sind entwickelt worden, um einen alternativen Strompfad bereitzustellen und dadurch zu verhindern, dass ein solcher Strom durch das Lager fließt. Diese Vorrichtungen umfassen häufig mehrere leitende Fasern, die umfänglich um die gesamte Außenfläche der Welle herum beabstandet sind, um einen relativ festen Ring aus Fasern zu bilden, so dass der Strom durch die Fasern zwischen der Welle und dem Gehäuse fließt. Andere Vorrichtungen oder Mechanismen werden bereitgestellt, um das Lager elektrisch zu isolieren, um zu verhindern, dass Strom durch das Lager fließt, und können isolierende Beschichtungen oder Abdeckungen umfassen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung eine elektrisch leitende Anordnung zum Verhindern eines Stromflusses durch die Laufbahnen eines Lagers mit einem Innenring, der um eine Welle angeordnet ist, und einem Außenring, der in einer Bohrung eines äußeren Elements angeordnet ist, wobei die Welle oder das äußere Element um eine zentrale Achse durch die Welle drehbar ist. Die leitende Anordnung umfasst einen bogenförmigen Leiter, der eine Mittellinie, ein inneres radiales Ende, das mit der Welle oder dem Lagerinnenring in Eingriff bringbar ist, ein äußeres radiales Ende und zwei Umfangsenden hat, die umfänglich voneinander beabstandet sind, so dass ein bogenförmiger Spalt zwischen den beiden Enden definiert ist, wenn der Leiter um die Welle oder den Lagerinnenring installiert ist. Die beiden Umfangsenden definieren einen Spaltwinkel um die Mittellinie, wobei der Spaltwinkel einen Wert von zumindest dreißig Grad hat. Zumindest ein leitender Koppler ist ausgebildet, um den Leiter an dem äußeren Element, einem anderen Element oder dem Lageraußenringanzubringen, so dass sich ein elektrisch leitender Pfad durch den Leiter und den zumindest einen Koppler erstreckt.
In einem anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung wieder eine elektrisch leitende Anordnung, wie sie im vorhergehenden Absatz beschrieben ist, und weiter, in der der Leiter ein bogenförmiger Leiter ist, der eine Mittellinie hat und einen bogenförmigen leitenden Halter umfasst. Der Halter hat eine äußere Basiswand und ein Paar von Seitenwänden, die sich von der Basiswand radial nach innen erstrecken, um einen bogenförmigen Kanal und zwei umfänglich beabstandete Umfangsenden zu definieren, so dass ein bogenförmiger Spalt zwischen den beiden Enden definiert ist. Die beiden Umfangsenden des Halters definieren einen Spaltwinkel um die Mittellinie, wobei der Spaltwinkel einen Wert von zumindest dreißig Grad hat. Weiter sind mehrere leitende Fasern umfänglich um die Mittellinie beabstandet, wobei jede Faser ein äußeres radiales Ende, das innerhalb des Kanals des Halters angeordnet ist, und zumindest ein inneres radiales Ende hat, das mit der Welle oder dem Lagerinnenring in Eingriff bringbar ist.
In einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung wieder eine elektrisch leitende Anordnung, wie sie im vorhergehenden Absatz beschrieben ist, und weiter, in der der zumindest eine leitende Koppler eine bogenförmige Platte mit zwei Umfangsenden umfasst, wobei die beiden Umfangsenden umfänglich voneinander beabstandet sind, um einen äu-ßeren bogenförmigen Spielspalt zu definieren, der radial nach außen dem bogenförmigen Spalt beabstandet ist und mit dem bogenförmigen Spalt, der zwischen den Umfangsenden des Leiters definiert ist, kontinuierlich ist. Die beiden Umfangsenden der bogenförmigen Platte definieren einen äußeren Spaltwinkel um die Mittelachse, wobei der äußere Spaltwinkel einen Wert von zumindest dreißig Grad hat. Die leitende bogenförmige Platte hat zumindest eine Befestigungsnase, die an dem äußeren Element, einem anderen Element oder dem Lageraußenring anbringbar ist, um die leitende Anordnung damit zu verbinden. Weiter ist der bogenförmige Halter des Leiters an der bogenförmigen Platte des Kopplers angebracht, so dass sich ein leitender Pfad durch den Leiter und den leitenden Koppler erstreckt.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehende Zusammenfassung sowie die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden. Zur Veranschaulichung der Erfindung sind in den Zeichnungen, die schematisch dargestellt sind, Ausführungsformen gezeigt, die gegenwärtig bevorzugt sind. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten genauen Anordnungen und Ausführungsformen beschränkt ist. In den Zeichnungen:

1 ist eine Draufsicht einer ersten Ausgestaltung einer leitenden Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung von vorne, die um eine Welle angeordnet und mit Maschinenkomponenten verbunden gezeigt ist;
2 ist eine axiale Querschnittsansicht der ersten Ausgestaltung der leitenden Anordnung, die von einem Lager beabstandet und an einem anderen Element einer elektrischen Maschine befestigt gezeigt ist;
3A und 3B, zusammen 3, sind jeweils eine axiale Querschnittsansicht einer zweiten Ausgestaltung der leitenden Anordnung, die in 3A an einem Lageraußenring befestigt und in 3B an einem äußeren Element befestigt gezeigt ist;
4 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Ausgestaltung der leitenden Anordnung;
5 ist eine Draufsicht der ersten Ausgestaltung der leitenden Anordnung von vorne;
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht der ersten Ausgestaltung der leitenden Anordnung;
7 ist eine Draufsicht einer modifizierten Version der ersten Ausgestaltung der leitenden Anordnung von vorne;
8 ist eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausgestaltung der leitenden Anordnung;
9 ist eine Draufsicht der zweiten Ausgestaltung der leitenden Anordnung von vorne;
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht der zweiten Ausgestaltung der leitenden Anordnung;
11 ist eine Draufsicht einer modifizierten Version der zweiten Ausgestaltung der leitenden Anordnung von vorne;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die bestimmte Schritte beim Herstellen eines bevorzugten Leiters darstellt;
13 ist eine axiale Querschnittsansicht des bevorzugten Leiters; und
14 ist eine perspektivische Ansicht des bevorzugten Leiters.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine bestimmte Terminologie wird in der folgenden Beschreibung nur der Einfachheit halber verwendet und ist nicht einschränkend. Die Wörter „innen“, „nach innen“ und „außen“, „nach außen“ beziehen sich auf Richtungen zu bzw. weg von einer bezeichneten Mittellinie oder einem geometrischen Mittelpunkt eines beschriebenen Elements, wobei die jeweilige Bedeutung aus dem Kontext der Beschreibung ohne weiteres ersichtlich ist. Weiter sollen die hier verwendeten Wörter „verbunden“ und „gekoppelt“ jeweils direkte Verbindungen zwischen zwei Elementen ohne dazwischen eingefügte andere Elemente und indirekte Verbindungen zwischen Elementen, bei denen ein oder mehrere andere Elemente dazwischen eingefügt sind, umfassen. Die Terminologie umfasst die oben ausdrücklich erwähnten Wörter, ihre Ableitungen und Wörter mit ähnlicher Bedeutung.
Nun Bezug nehmend auf die Zeichnungen im Detail, wobei gleiche Zahlen verwendet werden, um durchgehend gleiche Elemente zu kennzeichnen, ist in den 1-14 eine elektrisch leitende Anordnung 10 zum Verhindern eines Stromflusses durch die Laufbahnen R_I, R_O eines Lagers 1 gezeigt. Das Lager 1 hat einen Innenring 2, der um eine Welle 3 angeordnet ist, einen Außenring 4, der in einer Bohrung 5 eines äußeren Elements 6 (z. B. einem Gehäuse) angeordnet ist, und mehrere Wälzkörper 7. Die Wälzkörper 7 rollen jeweils gleichzeitig auf den Laufbahnen R_I, R_O ab, um die Lagerringe 2, 4 drehbar zu koppeln. Die Welle 3 oder das äußere Element 6 ist um eine zentrale Achse Ac durch die Welle 3 und das Lager 1 drehbar, und die Welle 3 und das äußere Element 6 sind alle Komponenten eines Motors oder einer anderen elektrischen Maschine M (z.B. eines Generators) oder irgendeiner anderen Maschine mit drehbaren Komponenten, die wahrscheinlich elektrische Ladung akkumulieren oder elektrischen Strom übertragen. In jedem Fall umfasst die leitende Anordnung 10 im Wesentlichen einen bogenförmigen Leiter 12, der mit der Welle 3 oder dem Lageraußenring 4 in Eingriff bringbar ist und einen bogenförmigen Spalt G_A bereitstellt, und zumindest einen leitenden Koppler 14, der dazu ausgebildet ist, den Leiter 12 mit dem äußeren Element 6, einem anderen Element 8 (d. h. einer proximalen Komponente oder Anordnung der Maschine M) oder dem Lageraußenring 4 zu verbinden. Als solche stellt die leitende Anordnung 10 einen oder mehrere elektrisch leitende Pfade bereit, die sich zwischen der Welle 3 und dem äußeren Element 6 oder zwischen der Welle 3 und dem anderen Element 8 der Maschine M durch den Leiter 12 und den zumindest einen Koppler 14 erstrecken, um elektrische Ladung oder Strom davon abzuhalten, durch die Laufbahnen R_I, R_O zu fließen und dadurch Schäden sowohl an den Laufbahnen R_I, R_O als auch an den Wälzkörpern 7 zu verhindern.
Insbesondere hat der bogenförmige Leiter 12 eine Mittellinie L_C, ein inneres radiales Ende 12a, das mit der Welle 3 oder dem Lagerinnenring 4 in Eingriff bringbar ist, ein äußeres radiales Ende 12b und zwei Umfangsenden 13A, 13B. Die Umfangsenden 13A, 13B des Leiters 12 sind umfänglich voneinander beabstandet, so dass ein bogenförmiger Spalt G_A zwischen den beiden Enden 13A, 13B definiert ist, wenn der Leiter 12 um die Welle 3 oder den Lagerinnenring 2 herum installiert ist. Weiter definieren die beiden Umfangsenden 13A, 13B einen Spaltwinkel θ₁ um die Mittellinie Lc, der einen Wert von zumindest dreißig Grad (30°) und vorzugsweise zwischen etwa neunzig Grad (90°) und etwa zweihundert Grad (200°) hat, obwohl der Leiter 12 mit jedem gewünschten Spaltwinkel θ₁ gebildet sein kann. In jedem Fall ist der bogenförmige Spalt G_A so bemessen, dass ein Durchgang für die Fluidströmung durch das Lager 1 oder ein Spiel für einen Abschnitt des äußeren Elements 6 oder des anderen Elements oder der Komponente 8 (wie in den 1 und 2 gezeigt) bereitgestellt wird, der sich proximal an dem äußeren Element 6 befindet oder sogar darin installiert ist.
Ferner umfasst der zumindest eine leitende Koppler 14 vorzugsweise eine bogenförmige Platte 16 mit inneren und äußeren radialen Enden 16a, 16b, gegenüberliegenden axialen Endflächen 16c, 16d, zwei Umfangsenden 17A, 17B und zumindest einer und vorzugsweise zumindest zwei Befestigungsnasen 18, wobei der bogenförmige Leiter 12 wie unten beschrieben an der Platte 16 angebracht ist. Die beiden Umfangsenden 17A, 17B der Platte 16 sind umfänglich voneinander beabstandet, so dass sie einen radial äußeren Abschnitt des bogenförmigen Spalts G_A bilden, der zwischen den Umfangsenden 13A, 13B des Leiters 12 definiert ist. Die beiden Umfangsenden 17A, 17B der bogenförmigen Platte 16 definieren einen Winkel θ₂ um die Mittellinie L_C, der vorzugsweise einen Wert von zumindest dreißig Grad (30) und am meisten bevorzugt etwa den gleichen Wert (aber etwas weniger) wie der Wert des Winkels θ₁ zwischen den Leiterenden 13A, 13B hat, wie unten besprochen ist. Weiter sind die eine oder mehreren Befestigungsnasen 18 jeweils an dem äu-ßeren Element 6 (3B), der proximalen Maschinenkomponente/dem proximalen Element 8 (1 und 2) oder an dem Lageraußenring 4 (3A) anbringbar, um die leitende Anordnung 10 damit zu verbinden.
Obwohl der zumindest eine leitende Koppler 14 vorzugsweise die bogenförmige Platte 16 umfasst, kann der Koppler 14 stattdessen als ein oder mehrere separate Befestigungselemente (z. B. Nasen, Klammern usw.) ausgebildet sein, die an dem bogenförmigen Leiter 12 angebracht oder integral mit dem Leiter 12 gebildet sind. Obwohl der/die leitende(n) Koppler 14 vorzugsweise so gebildet ist/sind, dass er/sie einen äußeren Abschnitt des Spielspalts G_A bereitstellt/bereitstellen, kann der Koppler 14 durch eine vollständig kreisförmige Platte oder sogar eine teilweise bogenförmige Platte, einen Block usw. bereitgestellt werden, so dass nur der radial innere Abschnitt des Spalts G_A zwischen den Leiterumfangsenden 13A, 13B bereitgestellt wird. Somit kann der zumindest eine Koppler 14 auf jede andere geeignete Weise gebildet werden, die vorzugsweise einen äußeren Abschnitt des bogenförmigen Spalts G_A bereitstellt, aber in jedem Fall die leitende Anordnung 10 in die Lage versetzt, im Allgemeinen wie hierin beschrieben zu funktionieren.
Mit der obigen Grundstruktur stellt die leitende Anordnung 10 ein Mittel, um elektrische Ladung davon abzuhalten, durch die Lagerlaufbahnen R_I, Ro zu fließen, und durch Bereitstellen des bogenförmigen Spalts G_A, entweder eine Öffnung für den Fluidstrom durch das Lager 1 oder/und einen Spielraum für Abschnitte des äußeren Elements 6 oder eines Elements/einer Komponente 8 bereit, das/die proximal zu oder innerhalb des äußeren Elements 6 installiert ist. Ein solcher Spielraum ermöglicht es, die leitende Anordnung 10 in einer bestehenden Anwendung zu installieren, die nicht über den für die Verwendung einer im Wesentlichen kreisförmigen leitenden Anordnung erforderlichen Raum verfügt. Weiter, wenn die Umfangsenden 13A, 13B des Leiters 12 und die Umfangsenden 17A, 17B der bevorzugten leitenden Platte 16 jeweils einen Winkel θ₁, θ₂ definieren, der größer ist als etwa einhundertachtzig Grad (180°), wie in den 7-10 gezeigt, kann die leitende Anordnung 10 um die Welle 3 in einer radialen Richtung installiert werden, im Gegensatz zu einer Installation um ein Ende (nicht gezeigt) der Welle 3 und einer axialen Verschiebung zu einem gewünschten Einbaupunkt. Nachdem oben die grundsätzliche Struktur und die Funktionen beschrieben wurden, werden diese und andere Komponenten der vorliegenden leitenden Anordnung 10 im Folgenden weiter beschrieben.
Unter Bezugnahme nun auf die 4-14 umfasst der Leiter 12 vorzugsweise einen äußeren, bogenförmigen leitenden Halter 20 und mehrere leitende Fasern 22, die sich von dem bogenförmigen Halter 20 radial nach innen erstrecken und so ausgebildet sind, dass sie mit der Welle 3 oder dem Innenring 2 in Eingriff kommen, vorzugsweise mit einem Übermaß (d.h. durch Biegen der Fasern 22) von bis zu fünf Millimetern (5 mm) diametral. Insbesondere hat der bogenförmige Halter 20 ein geschlossenes äußeres radiales Ende 20a, ein offenes inneres radiales Ende 20b, einen ringförmigen Kanal 24, der sich von dem inneren radialen Ende 20b radial nach außen erstreckt, und zwei ringförmige Umfangsenden 21A, 21B, die jeweils die Leiterumfangsenden 13A, 13B bereitstellen. Vorzugsweise umfasst der bogenförmige Halter 20 eine äußere Basiswand 26 und ein Paar von Seitenwänden 28A, 28B, die sich von der Basiswand 26 radial nach innen erstrecken und den umlaufenden Kanal 24 definieren. Außerdem ist der bogenförmige Halter 20 vorzugsweise aus einem leitenden metallischen Material, am meisten bevorzugt aus Aluminium, gebildet, kann aber auch aus einem anderen metallischen Material wie Stahl oder Kupfer, einem leitenden polymeren Material oder einem anderen elektrisch leitenden Material gebildet sein.
Weiter sind die mehreren leitenden Fasern 22 umfänglich um die Mittellinie Lc des Leiters 12 beabstandet und sind vorzugsweise gleichmäßig entlang des gesamten bogenförmigen Umfangs (nicht angegeben) zwischen den Umfangsenden 21A, 2B des bogenförmigen Halters 20 verteilt. Jede leitende Faser 22 hat ein äußeres radiales Ende 22a, das in dem Kanal 24 des Halters 20 angeordnet ist, und zumindest ein inneres radiales Ende 22b, das mit der Welle 3 oder dem Lagerinnenring 2 in Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise umfasst der gebogene Leiter 14 weiter einen gebogenen leitenden Draht 30 (12 und 13), der in dem Halterkanal 24 angeordnet ist. Jede leitende Faser 22 ist um den bogenförmigen Draht 30 gebogen, so dass jede Faser 22 zwei innere radiale Enden 22b hat, die mit der Welle 3 oder dem Lagerinnenring 2 in Eingriff bringbar sind, und im Allgemeinen U-förmig oder V-förmig ist.
Unter besonderer Bezugnahme auf die 12-14 ist der gebogene Leiter 12 vorzugsweise gebildet, indem die mehreren leitenden Fasern 22 entlang einer rechteckigen leitenden Platte 32 verteilt sind, so dass sich jede Faser 22 über beide länglichen Kanten 32a, 32b der Platte 32 erstreckt, wie in 12 gezeigt. Der Draht 30 wird dann so positioniert, dass er sich längs über alle leitenden Fasern 22 erstreckt, und dann werden die länglichen Kantenabschnitte der Platte 32 nach oben gebogen, um die beiden Seitenwände 28A, 28B zu bilden, alle Fasern 22 um den Draht 30 zu falten und den Kanal 24 zu bilden. Vorzugsweise sind die beiden Seitenwände 28A, 28B des bogenförmigen Halters 20 so zueinander abgewinkelt, dass die mehreren leitenden Fasern 22 von den Seitenwänden 28A, 28B „eingeklemmt“ werden, wie in 13 gezeigt ist. Dadurch werden der gebogene Draht 30 und die äußeren Enden 22a der Fasern 22 innerhalb des ringförmigen Kanals 24 gehalten, und mehrere leitende Pfade erstrecken sich von den mehreren Faserschenkeln 22c, 22d und zu den beiden Seitenwänden 28A, 28B und der Basiswand 26 und danach durch den Befestigungsring 12.
Schließlich wird die längliche Platte 32 gebogen, um eine bogenförmige Form zu bilden, die einen Innendurchmesser (nicht angegeben) hat, der so bemessen ist, dass er mit der Außenfläche der Welle 3 in Eingriff kommt. Vorzugsweise ist jede leitende Faser 22 aus Kohlenstoff gebildet, kann aber alternativ auch aus einem metallischen Material (z.B. Kupfer, Aluminium), einem leitenden Polymermaterial oder einem anderen geeigneten Material gebildet sein. Obwohl der Leiter 14 vorzugsweise den bogenförmigen Halter 20 und die mehreren leitenden Fasern 22 umfasst, kann der Leiter 20 auf jede andere geeignete Weise gebildet sein. Zum Beispiel kann der Leiter 14 als ein bogenförmiges festes Element (nicht dargestellt) gebildet sein, das aus einem flexiblen, elektrisch leitenden Polymermaterial, Graphit oder einem anderen elektrisch leitenden Material gebildet ist.
Bezugnehmend auf 4-7 ist in einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der bogenförmige Halter 20 des Leiters 12 an der Plattenendfläche 16c (6) angeordnet, und die Kopplerplatte 16 hat weiter mehrere umfänglich beabstandete Halterlaschen 40. Jede Halterlasche 40 ist radial nach innen gebogen, um einen Abschnitt des Halters 20 zwischen der Halterlasche 40 und der Plattenendfläche 16c einzuklemmen, um so den Leiter 12 an der bogenförmigen Platte 16 zu sichern. Weiter umfasst die bogenförmige Platte 16 erste und zweite Befestigungslaschen 42A, 42B, die jeweils axial gebogen sind, um mit einem separaten der Umfangsenden 21A, 21B des bogenförmigen Leiterhalters 20 in Eingriff zu kommen, nachdem der Halter 20 von den Montagelaschen 40 eingeklemmt wurde. Die Befestigungslaschen 42A, 42B wirken von daher, um eine winkelförmige Verschiebung des Leiters 12 gegenüber der bogenförmigen Kopplerplatte 16 zu verhindern.
Unter Bezugnahme auf die 8-11 hat in einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung die bogenförmige Platte 16, die den zumindest einen Koppler 14 bereitstellt, eine teilweise kreisförmige Nut 50 (10), die sich in ein axiales Ende 16c erstreckt, und eine bogenförmige Abdeckung 52, die an dem axialen Plattenende 16c vorzugsweise durch mehrere Befestigungselemente 54 anbringbar ist. Mit dieser Struktur ist der bogenförmige Halter 20 des Leiters 12 innerhalb der teilweise kreisförmigen Nut 40 angeordnet, so dass sich die mehreren leitenden Fasern 20 vom radialen inneren Ende 16b der Platte 16 radial nach innen erstrecken. Die bogenförmige Abdeckung 52 wird anschließend an der bogenförmigen Platte 16, d.h. durch die Befestigungselemente 54, angebracht, um den bogenförmigen Halter 20 in der Nut 40 zu halten. Weiter umfasst der leitende Koppler 20 vorzugsweise ein erstes und ein zweites Befestigungselement 56, 58, die jeweils beweglich mit der bogenförmigen Platte 16 gekoppelt sind und ein Ende 56a bzw. 58a aufweisen, das mit einem separaten der Umfangsenden 21A bzw. 21B des Halters 20 in Eingriff bringbar ist. Der Eingriff der Befestigungselemente 56, 58 mit den Halterenden 21A, 21B verhindert eine winkelförmige Verschiebung des Leiters 12 relativ zur Platte 16.
Genauer gesagt hat die bogenförmige Platte 16 vorzugsweise zwei Blockabschnitte 60, die jeweils an einem separaten Ende 50a, 50b der teilweise kreisförmigen Nut 50 angeordnet sind, und ein Gewindeloch 62 erstreckt sich durch jeden Blockabschnitt 60 zwischen einem Umfangsende 17A oder 17B der Platte 16 und dem benachbarten Ende 50a, 50b bzw. der Nut 50. Mit dieser Struktur umfasst jedes bewegliche Befestigungselement 56, 58 vorzugsweise eine Gewindestange 64, die in das Gewindeloch 62 eines separaten Blockabschnitts 60 eingeschraubt ist. Als solches ist jede Gewindestange 64 durch das Loch 62 vorschiebbar, um die auf das benachbarte Umfangsende 21A oder 21B des Halters 20 ausgeübte Kraft zu erhöhen, und alternativ zurückziehbar, um die auf die Umfangsenden 21A, 21B des Halters ausgeübte Kraft zu verringern.
Bezugnehmend auf 4-11 umfasst in beiden bevorzugten Plattenausgestaltungen die zumindest eine Befestigungsnase 18 der bogenförmigen Platte 16 vorzugsweise zwei Befestigungsnasen 18, wie oben beschrieben ist. Insbesondere erstreckt sich eine erste Nase 70 radial nach außen von der Platte 16 benachbart zu dem einen Umfangsende 17Ader Platte 16 und eine zweite Befestigungsnase 72 erstreckt sich radial nach außen von der Platte 16 benachbart zu dem anderen Plattenumfangsende 17B. Jede Befestigungsnase 70, 72 hat eine Öffnung 74 zur Aufnahme eines Befestigungselements 76 (1), um die Nase 70 oder 72 lösbar mit dem äußeren Element 6, dem anderen Element/Komponente 8 oder dem Lageraußenring 4 zu verbinden und so die leitende Anordnung 10 daran zu sichern.
Repräsentative, nicht-einschränkende Beispiele der vorliegenden Erfindung wurden oben im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung dient lediglich dazu, dem Fachmann weitere Einzelheiten zur Ausführung bevorzugter Aspekte der vorliegenden Lehre zu vermitteln, und soll den Umfang der Erfindung nicht einschränken.
Darüber hinaus sind Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der obigen detaillierten Beschreibung offenbart sind, möglicherweise nicht notwendig, um die Erfindung im weitesten Sinne zu praktizieren, und werden stattdessen nur gelehrt, um insbesondere repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben. Darüber hinaus können verschiedene Merkmale der oben beschriebenen repräsentativen Beispiele sowie die verschiedenen unabhängigen und abhängigen Ansprüche unten in einer Weise kombiniert werden, die nicht spezifisch und explizit aufgezählt sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsformen der vorliegenden Lehre bereitzustellen.
Alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale sollen zum Zwecke der ursprünglichen schriftlichen Offenbarung sowie zum Zwecke der Einschränkung des beanspruchten Gegenstands unabhängig von den Zusammensetzungen der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen getrennt und unabhängig voneinander offenbart werden. Darüber hinaus sollen alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Entitäten jeden möglichen Zwischenwert oder jede Zwischenentität zum Zweck der ursprünglichen schriftlichen Offenbarung sowie zum Zweck der Einschränkung des beanspruchten Gegenstands offenbaren. Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann im Rahmen der folgenden Ansprüche variiert werden.

Claims

Elektrisch leitende Anordnung zum Verhindern eines Stromflusses durch die Laufbahnen eines Lagers mit einem um eine Welle angeordneten Innenring und einem in einer Bohrung eines äußeren Elements angeordneten Außenring, wobei die Welle oder das äußere Element um eine zentrale Achse durch die Welle drehbar ist, wobei die leitende Anordnung umfasst: einen bogenförmigen Leiter, der eine Mittellinie, ein inneres radiales Ende, das mit der Welle oder dem Lagerinnenring in Eingriff bringbar ist, ein äußeres radiales Ende und zwei Umfangsenden hat, die umfänglich voneinander beabstandet sind, so dass ein bogenförmiger Spalt zwischen den beiden Enden definiert ist, wenn der Leiter um die Welle oder den Lagerinnenring installiert ist, wobei die beiden Umfangsenden einen Spaltwinkel um die Mittellinie definieren, wobei der Spaltwinkel einen Wert von zumindest dreißig Grad hat; und zumindest einen leitenden Koppler, der dazu ausgebildet ist, den Leiter an dem äußeren Element, einem anderen Element oder dem Lageraußenring anzubringen, so dass sich ein elektrisch leitender Pfad durch den Leiter und den zumindest einen Koppler erstreckt.
Leitende Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Spaltwinkel einen Wert zwischen etwa neunzig Grad und etwa zweihundert Grad hat.
Leitende Anordnung nach Anspruch 1, wobei der bogenförmige Spalt so bemessen ist, dass er einen Durchgang für die Fluidströmung durch das Lager oder ein Spiel für einen Abschnitt des äußeren Elements oder ein anderes Element, das sich proximal zu dem äußeren Element befindet oder darin installiert ist, bereitstellt.
Leitende Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Leiter umfasst: einen bogenförmigen leitenden Halter mit einem äußeren radialen Ende, einem inneren radialen Ende und einem ringförmigen Kanal, der sich von dem inneren radialen Ende radial nach außen erstreckt; und mehrere leitende Fasern, die umfänglich um die Mittellinie beabstandet sind, wobei jede Faser ein äußeres radiales Ende, das innerhalb des Kanals des Halters angeordnet ist, und zumindest ein inneres radiales Ende, das mit der Welle oder dem Lagerinnenring in Eingriff bringbar ist, aufweist.
Leitende Anordnung nach Anspruch 4, wobei der Leiter weiter einen bogenförmigen Draht umfasst, der in dem Kanal des leitenden Halters angeordnet ist, und jede leitende Faser um den bogenförmigen Draht gebogen ist, so dass jede Faser zwei innere radiale Enden hat, die mit der Welle oder dem Lagerinnenring in Eingriff bringbar sind.
Leitende Anordnung nach Anspruch 4, wobei der zumindest eine leitende Koppler eine bogenförmige Platte mit zwei Umfangsenden, wobei die beiden Umfangsenden umfänglich voneinander beabstandet sind, um einen äußeren Abschnitt des zwischen den Umfangsenden des Leiters definierten bogenförmigen Spalts zu definieren, und zumindest eine Befestigungsnase umfasst, die an dem äußeren Element, dem anderen Element oder dem Lageraußenring anbringbar ist, wobei der bogenförmige Halter des Leiters an der bogenförmigen Platte angebracht ist.
Leitende Anordnung nach Anspruch 6, wobei die beiden Umfangsenden der bogenförmigen Platte einen Winkel in Bezug auf die Mittelachse bilden, wobei der Winkel einen Wert von zumindest dreißig Grad hat.
Leitende Anordnung nach Anspruch 6, wobei die bogenförmige Platte eine teilweise kreisförmige Nut, wobei der bogenförmige Halter des Leiters in der teilweise kreisförmigen Nut angeordnet ist, und eine bogenförmige Abdeckung hat, die an der bogenförmigen Platte angebracht ist, um den bogenförmigen Halter in der Nut zu halten.
Leitende Anordnung nach Anspruch 8, wobei der Halter des Leiters zwei Umfangsenden hat und der zumindest eine leitende Koppler ferner ein erstes und ein zweites Befestigungselement umfasst, die jeweils beweglich mit der bogenförmigen Platte gekoppelt sind und ein Ende haben, das mit einem separaten der Umfangsenden des Halters in Eingriff bringbar ist, um eine winkelförmige Verschiebung des Leiters relativ zur Platte zu verhindern.
Leitende Anordnung nach Anspruch 6, wobei die bogenförmige Platte eine axiale Endfläche, wobei der Halter des Leiters an der Plattenendfläche anordenbar ist, und mehrere umfänglich beabstandete Halterlaschen hat, die jeweils radial nach innen gebogen sind, um einen Abschnitt des Halters zwischen der Halterlasche und der Plattenendfläche einzuklemmen, um den Leiter an der bogenförmigen Platte zu sichern.
Leitende Anordnung nach Anspruch 10, wobei der bogenförmige Halter des Leiters zwei Umfangsenden hat und die bogenförmige Platte des leitenden Kopplers ferner erste und zweite Befestigungslaschen umfasst, die jeweils axial gebogen sind, um mit einem separaten der Umfangsenden des bogenförmigen Halters in Eingriff zu kommen, nachdem der Halter durch die Montagelaschen eingeklemmt ist, um eine winkelförmige Verschiebung des Leiters relativ zur bogenförmigen Platte zu verhindern.
Leitende Anordnung nach Anspruch 6, wobei die zumindest eine Befestigungsnase der bogenförmigen Platte eine erste Nase, die sich von der Platte radial nach außen benachbart zu einem der beiden Umfangsenden der Platte erstreckt, und eine zweite Befestigungsnase umfasst, die sich von der Platte radial nach außen benachbart zu dem anderen der beiden Umfangsenden der Platte erstreckt, wobei jede Befestigungsnase eine Öffnung zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels umfasst, um die Nase lösbar mit dem äußeren Element oder dem Lageraußenring zu verbinden.
Elektrisch leitende Anordnung zum Verhindern eines Stromflusses durch die Laufbahnen eines Lagers mit einem um eine Welle angeordneten Innenring und einem in einer Bohrung eines äußeren Elements angeordneten Außenring, wobei die Welle oder das äußere Element um eine Mittelachse durch die Welle drehbar ist, wobei die leitende Anordnung umfasst einen bogenförmigen Leiter, der eine Mittellinie hat und einen bogenförmigen leitenden Halter umfasst, wobei der Halter eine äußere Basiswand und ein Paar von Seitenwänden hat, die sich von der Basiswand radial nach innen erstrecken, um einen bogenförmigen Kanal und zwei Umfangsenden zu definieren, die umfänglich voneinander beabstandet sind, so dass ein bogenförmiger Spalt zwischen den beiden Enden definiert ist, wenn der Leiter um die Welle oder den Lagerinnenring installiert ist, wobei die beiden Umfangsenden des Halters einen Spaltwinkel um die Mittellinie definieren, wobei der Spaltwinkel einen Wert von zumindest dreißig Grad hat, und wobei mehrere leitende Fasern umfänglich um die Mittellinie beabstandet sind, wobei jede Faser ein äußeres radiales Ende, das innerhalb des Kanals des Halters angeordnet ist, und zumindest ein inneres radiales Ende hat, das mit der Welle oder dem Lagerinnenring in Eingriff bringbar ist; und zumindest einen leitenden Koppler, der dazu ausgebildet ist, den Leiter an dem äußeren Element, einem anderen Element oder dem Lageraußenring anzubringen, so dass sich ein leitender Pfad durch den Leiter und den zumindest einen Koppler erstreckt.
Leitende Anordnung nach Anspruch 13, wobei der Leiter weiter einen bogenförmigen Draht umfasst, der in dem Kanal des leitenden Halters angeordnet ist, und jede leitende Faser um den bogenförmigen Draht gebogen ist, so dass jede Faser zwei innere radiale Enden hat, die mit der Welle oder dem Lagerinnenring in Eingriff bringbar sind.
Leitende Anordnung nach Anspruch 13, wobei der zumindest eine leitende Koppler eine bogenförmige Platte mit zwei Umfangsenden umfasst, wobei die beiden Umfangsenden umfänglich voneinander beabstandet sind, um einen äußeren bogenförmigen Spielspalt zu definieren, der radial nach außen von dem bogenförmigen Spalt, der zwischen den Umfangsenden des Leiters definiert ist, beabstandet ist und mit diesem kontinuierlich ist, wobei die beiden Umfangsenden der bogenförmigen Platte einen Winkel in Bezug auf die Mittelachse definieren, wobei der Winkel einen Wert von zumindest dreißig Grad hat, und wobei zumindest eine Nase an dem äußeren Element, dem anderen Element oder dem Lageraußenring anbringbar ist, wobei der bogenförmige Halter des Leiters an der bogenförmigen Platte angebracht ist.
Leitende Anordnung nach Anspruch 15, wobei eines der folgenden vorliegt: die bogenförmige Platte hat eine teilweise kreisförmige Nut, wobei der bogenförmige Halter des Leiters in der teilweise kreisförmigen Nut angeordnet ist, wobei eine bogenförmige Abdeckung an der bogenförmigen Platte angebracht ist, um den bogenförmigen Halter in der Nut zu halten; und die bogenförmige Platte hat eine axiale Endfläche, wobei der Halter des Leiters an der Plattenendfläche anordenbar ist, und mehrere umfänglich beabstandete Halterlaschen, die jeweils radial nach innen gebogen sind, um einen Abschnitt des Halters zwischen der Halterlasche und der Plattenendfläche einzuklemmen, um den Leiter an der bogenförmigen Platte zu sichern.
Elektrisch leitende Anordnung zum Verhindern eines Stromflusses durch die Laufbahnen eines Lagers mit einem um eine Welle angeordneten Innenring und einem in einer Bohrung eines äußeren Elements angeordneten Außenring, wobei die Welle oder das äußere Element um eine Mittelachse durch die Welle drehbar ist, wobei die leitende Anordnung umfasst: einen bogenförmigen Leiter, der eine Mittellinie hat und einen bogenförmigen leitenden Halter umfasst, wobei der Halter eine äußere Basiswand und ein Paar von Seitenwänden hat, die sich von der Basiswand radial nach innen erstrecken, um einen bogenförmigen Kanal und zwei Umfangsenden zu definieren, die umfänglich voneinander beabstandet sind, so dass ein bogenförmiger Spalt zwischen den beiden Enden definiert ist, wobei die beiden Umfangsenden des Halters einen Spaltwinkel um die Mittellinie definieren, wobei der Spaltwinkel einen Wert von zumindest dreißig Grad hat, und mehrere leitende Fasern umfänglich um die Mittellinie beabstandet sind, wobei jede Faser ein äußeres radiales Ende, das innerhalb des Kanals des Halters angeordnet ist, und zumindest ein inneres radiales Ende hat, das mit der Welle oder dem Lagerinnenring in Eingriff bringbar ist; und einen leitenden Koppler, der eine bogenförmige Platte mit zwei Umfangsenden umfasst, wobei die beiden Umfangsenden umfänglich voneinander beabstandet sind, so dass sie einen radial äußeren Abschnitt des bogenförmigen Spalts definieren, der zwischen den Umfangsenden des Leiters definiert ist, wobei die beiden Umfangsenden der bogenförmigen Platte einen äußeren Spaltwinkel um die Mittelachse definieren, wobei der äußere Spaltwinkel einen Wert von zumindest dreißig Grad hat, und zumindest eine Befestigungsnase an dem äußeren Element, einem anderen Element oder dem Lageraußenring anbringbar ist, wobei der bogenförmige Halter des Leiters an der bogenförmigen Platte angebracht ist, so dass sich ein leitender Pfad durch den Leiter und den leitenden Koppler erstreckt.
Leitende Anordnung nach Anspruch 17, wobei der Leiter weiter einen bogenförmigen Draht umfasst, der in dem Kanal des leitenden Halters angeordnet ist, und jede leitende Faser um den bogenförmigen Draht gebogen ist, so dass jede Faser zwei innere radiale Enden hat, die mit der Welle oder dem Lagerinnenring in Eingriff bringbar sind.
Leitende Anordnung nach Anspruch 17, wobei eines der folgenden vorliegt: die bogenförmige Platte hat eine teilweise kreisförmige Nut, wobei der bogenförmige Halter des Leiters in der teilweise kreisförmigen Nut angeordnet ist, wobei eine bogenförmige Abdeckung an der bogenförmigen Platte angebracht ist, um den bogenförmigen Halter in der Nut zu halten; und die bogenförmige Platte hat eine axiale Endfläche, wobei der Halter des Leiters an der Plattenendfläche anordenbar ist, und mehrere umfänglich beabstandete Halterlaschen, die jeweils radial nach innen gebogen sind, um einen Abschnitt des Halters zwischen der Halterlasche und der Plattenendfläche einzuklemmen, um den Leiter an der bogenförmigen Platte zu sichern.
Anordnung nach Anspruch 19, wobei der leitende Koppler weiterhin eines der folgenden umfasst: ein erstes und ein zweites Befestigungselement, die jeweils beweglich mit der bogenförmigen Platte gekoppelt sind und ein Ende haben, das mit einem separaten der Umfangsenden des Halters in Eingriff bringbar ist, um eine winkelförmige Verschiebung des Leiters relativ zur Platte zu verhindern; und erste und zweite Befestigungslaschen, die jeweils axial von einem Rest der Platte gebogen sind, um mit einem separaten der Umfangsenden des bogenförmigen Halters in Eingriff zu kommen, nachdem der Halter durch die Montagelaschen eingeklemmt ist, um eine winkelförmige Verschiebung des Leiters relativ zu der bogenförmigen Platte zu verhindern.