WO2009056098A1 - Dichtelement für ein lager, insbesondere für ein wälzlager - Google Patents

Dichtelement für ein lager, insbesondere für ein wälzlager Download PDF

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WO2009056098A1
WO2009056098A1 PCT/DE2008/001720 DE2008001720W WO2009056098A1 WO 2009056098 A1 WO2009056098 A1 WO 2009056098A1 DE 2008001720 W DE2008001720 W DE 2008001720W WO 2009056098 A1 WO2009056098 A1 WO 2009056098A1
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bearing
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sealing element
contact
insert
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Andreas Dätig
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Schaeffler Kg
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
    • F16C33/7843—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc
    • F16C33/7853—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc with one or more sealing lips to contact the inner race
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/002—Conductive elements, e.g. to prevent static electricity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/64—Devices for uninterrupted current collection
    • H01R39/643—Devices for uninterrupted current collection through ball or roller bearing

Definitions

  • Sealing element for a bearing in particular for a rolling bearing
  • the invention relates to a sealing element according to the preamble of claim 1 for a bearing, in particular for a rolling bearing, as well as a rolling bearing according to claim 9.
  • bearings in particular for rolling bearings, an electrically conductive connection between a bearing component, in particular a bearing ring of the rolling bearing, and another bearing component, in particular the other bearing ring of the rolling bearing in such a way that a seal of the rolling bearing designed as a current bridge is.
  • a bearing component in particular a bearing ring of the rolling bearing
  • another bearing component in particular the other bearing ring of the rolling bearing in such a way that a seal of the rolling bearing designed as a current bridge is.
  • currents or signals can be transmitted from one bearing ring out of the bearing or to the other bearing ring.
  • DE 299 16 854 U1 describes a roller bearing having an inner ring, an outer ring and a seal formed as a current bridge, which comprises a sealing element.
  • the sealing element comprises as a conductive insert a solid disc made of a metal and a vulcanized to the body of the disc sealing lip.
  • the electrically conductive contact is formed by a brush contact between an edge of the disc and an end face of the bearing ring against which the sealing lip rests.
  • a contact finger is provided instead of the brush contact, which is formed on the disc as a projection and contacts an end face of the bearing ring as a sliding contact.
  • a tab is provided as a contact element, which is attached to an end face of one of the two bearing rings and is in contact via a brush contact with the end face of the other of the two bearing rings, wherein the actual seal of the bearing through the Latch is bridged.
  • the contact element is in contact with at least one end face of the bearing ring, which proves to be unfavorable that the contact is provided outside the bearing and requires accessibility of the end face or a space requirement on the end face of the at least one bearing ring.
  • the contact element as a contact finger on the body of the electrically conductive insert of the sealing element is disadvantageous that a special geometry of the insert is required, and that a subsequent formation of a sealing element as electrically conductive sealing element is not possible.
  • the gasket comprises an insert of a disk-shaped rigid element made of an electrically conductive material, wherein the insert is arranged on one of the two bearing rings, and an annular contact element with an L-shaped cross section, which is fastened to the other bearing ring.
  • the electrically conductive contact is between the edge of the disc and a Leg formed of the annular contact element. It is unfavorable that the annular contact element is an additional component whose design must be matched to the geometric configuration of the disc, and further that it comes to a surface contact along the circumference of the annular contact element.
  • No. 4,856,915 describes a roller bearing, wherein an electrically conductive disc is provided as an insert of the sealing element on one of the bearing rings, and wherein the disc is in electrically conductive connection with a contact element, which is formed as a ring on the other bearing ring. In this case, there also occurs along the circumference of the ring, a planar contact, which can interfere in particular with the rotation of the two bearing rings to each other.
  • DE 697 12 543 T2 describes a rolling bearing with a seal having a sealing element which contacts both bearing rings of the rolling bearing.
  • the sealing element has a body made of an electrically conductive plastic. In this case, the current occurs there on the sealing element, where the sealing element rests or is attached to the bearing ring.
  • DE 691 08 651 T2 describes a seal with a first conductor element, which is fastened to the seal and electrically conductively contacts a first of the bearing rings of the rolling bearing, and a second conductor element, which is supported on the seal and contacts the second bearing ring of the rolling bearing. There is no current flowing through the body of the seal itself; an electrically conductive connection between the two bearing rings is produced by a contact part which connects the first conductor element with the second conductor element in an electrically conductive manner.
  • US 3,564,477 describes a sealing element with an annular insert made of an electrically conductive metal, wherein the insert has parked tongues which allow an electrical contact with one of the bearing rings.
  • the insert of the sealing element has a complex geometry, also occurs a surface contact between the tongues and the portion of the bearing ring, against which the tongues.
  • the contact element Due to the configuration of the contact element as a cable, it is possible to form existing existing sealing elements with an electrically conductive insert by inserting the cable and by contacting the second portion of the conductor of the cable with the electrically conductive insert as electrically conductive sealing elements or retrofitted.
  • This training or retrofitting is independent of how the electrically conductive insert is geometrically designed, provided that only an electrically conductive contact between the conductor of the cable and the insert is made. Cables are inexpensive to obtain, so that material costs can be saved.
  • the cable or the electrical conductor itself have an inherent rigidity, which stabilize the body of the sealing element.
  • the sliding contact with which the first section of the cable is connected to the section of the bearing component is only punctiform, so that friction and wear occurs only in a small area, which can indeed be made electrically conductive, but wear-reducing.
  • a single electrical conductor or a plurality of electrical conductors is considered, the or may be surrounded by a cable sheath or are, wherein the cable sheath electrically insulated or the head.
  • the actual conductor is an element whose electrically conductive region is essentially one-dimensional.
  • the term "cable" designates the conductor itself. The latter is the case, for example, when the conductor is accommodated in a plastic casing which makes a further, additional cable sheath as insulation superfluous.
  • the conductor or conductors may be configured as a full conductor or as a waveguide, in particular also for the transmission of high-frequency alternating current.
  • the insert is at least partially encased in the body of the sealing element of a plastic layer, and that the cable is at least partially disposed in the plastic layer.
  • the plastic layer thus supports the cable in sections, in particular the second section of the cable electrically connected to the insert is protected against external influences.
  • the contact between the insert and the second portion of the cable may be formed at an end portion of the cable by a lug, and the lug may be received in the plastic layer.
  • the cable is completely received in the plastic layer.
  • the cable can also be encapsulated in the encapsulation of the insert with plastic.
  • the plastic layer forms a sealing lip with a bearing component, and that the cable is arranged in the region of the sealing lip.
  • the conductor is pressed by the applied under mechanical stress on the bearing component sealing lip against the bearing component and a solid, isolated by the sealing lip sliding contact is formed.
  • the one portion of the cable is in contact with a first portion of the at least one bearing ring, which is spaced from a second portion of the bearing ring is, on which the body of the sealing element contacts the bearing ring.
  • the two sections of the bearing ring, on which an electrically conductive sliding contact or a sealing contact of the sealing element is formed spatially separated.
  • the body of the sealing element or its sealing contact forming portion can be configured optimized in terms of function as a seal, while the second portion of the cable or its conductor can be configured in terms of function as a sliding contact. This results in a constructive freedom with respect to the geometric configuration of the two separate portions of the bearing ring and the sealing element. It can also be avoided that particles or electrical discharges occurring during the sliding contact damage the material of the seal and impair the tightness of the seal.
  • the electrically conductive insert of the sealing element can be formed by a reinforcement, for example by a disk made of a rigid material, or by a flexible electrically conductive layer, for example an electrically conductive plastic.
  • the armor or the electrically conductive layer may contact one of the bearing rings, to produce in this way an electrically conductive contact with the bearing ring.
  • At least one of the conductors of the cable is formed from an elastic, in particular resilient, material.
  • the end of the conductor lies under elastic tension against the associated region of the bearing ring.
  • the conductor may be formed of a stiff spring steel.
  • the region of the bearing ring, with which the second section of the cable or of the conductor forms the sliding contact can be particularly configured.
  • This region can, for example, comprise a groove or a radially encircling elevation into which the second section of the conductor or of the cable engages.
  • an undercut is provided in the region into which the second section of the cable or the conductor is inserted;
  • an arranged on the second portion of the cable end may be formed in the manner of an armature, which is guided in the undercut.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a first embodiment of a sealing element according to the invention with a partial view of a bearing according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of a second exemplary embodiment of a sealing element according to the invention with a sectional view of another bearing according to the invention.
  • Fig. 1 shows a detail of a bearing 1 with a first bearing ring 2 and a second bearing ring 3 as bearing components.
  • the bearing 1 comprises a sealing element 4 which has a plastic casing 7 on an outer side 6 facing away from the bearing interior 5.
  • the plastic sheath 7 has a sealing lip 8, which rests in a region 9 of the second bearing ring 3 on the inside.
  • the sealing element 4 further comprises an electrically conductive insert 10, which is designed as a rigid metallic reinforcement, wherein the plastic sheath 7 is attached only to the outwardly facing side of the insert 10, but not on the side facing the bearing 5 side of the insert 10.
  • the sealing element 4 is located with a sealing lip 8 opposite portion in a sealing groove 11 on the first bearing ring 2.
  • the sealing element 4 comprises a first contact element 12, which is arranged in the region of the sealing lip 8 and is surrounded by the plastic, in this case in particular an elastomer.
  • the first contact element 12 is formed as a metallic conductor, a cable sheath is not provided.
  • On a first portion 13, the first contact element 12 is fixed to an edge of the insert 10, for example by soldering, on a second portion 14, which represents one end of the first contact element 12, the first contact element 12 forms a sliding contact with the region 9 of the second Bearing ring 3 off.
  • the sealing element 4 comprises a second contact element 15 which is fastened with a first portion 16 at a first end to the body of the insert 10 and which with a second portion 17 at a second end with a portion of the region 9 of the second bearing ring a sliding contact formed.
  • the portion of the region 9 of the second bearing ring 3, with which the first contact element 12 forms the sliding contact, is spaced from the portion with which the second contact element 15 forms the sliding contact.
  • the second contact element 15 is arranged outside the plastic casing 7 and has a cable sheath (not shown) as insulation, wherein the second contact element 15 is arranged completely in the bearing interior 5.
  • the cable sheath gives the second contact element 15 an intrinsic stiffness, so that an L-shaped configuration is formed, wherein one leg of the L is directed onto the region 9 of the second bearing ring 3.
  • the sealing element 4 rests with its sealing lip 8 at a first portion and with the contact element 15 at a second portion, wherein the two portions are spaced apart, so that the sealing effect of the sealing lip 8 and the sliding contact occur at different locations.
  • FIG. 2 shows a second embodiment, which is similar to that shown in FIG. In the following, therefore, the differences between the two embodiments are particularly emphasized, wherein the same reference numerals for identical or comparable features are awarded.
  • FIG. 2 shows a sealing element 18 with a plastic casing 7, which has a sealing lip 8. Within the sealing lip 8 and surrounded there by the plastic, a third contact element 19 is arranged, which is fastened with a first portion 20 at a first end to the insert 10 and with a second portion 21 at a second end with the region 9 of the second bearing ring 3 forms a sliding contact.
  • the contact elements 8, 19 are electrically conductive wires of a flexible material, which are embedded in the respective plastic sheath 7.
  • the sealing element 18 further shows the sealing element 18 with a fourth contact element 22, which is fastened flatly to the insert 10 at a first section 23 with an end near section, for example by means of soldering, and at a second section 24 at its second end to the section 9 forms a further sliding contact.
  • the fourth contact element 22 is arranged with a first longitudinal section 25 within the plastic casing 7 and emerges from the plastic casing 7 with a second longitudinal section 26.
  • the first longitudinal section 25 is approximately three times longer than the second longitudinal section 26. In the region of the first longitudinal section 25, no cable sheathing is provided, so that the fourth contact element 22 is accommodated as a simple conductor in the plastic sheathing 7.
  • the fourth contact element 22 is formed from a resilient material and bears against the area 9 under prestressing.
  • the fourth contact element 22 is made in particular of spring steel and is supported on the plastic casing 7 from. Similar to the second contact element 15, the sealing effect of the sealing lip 8 on a first subarea and the sliding contact of the fourth contact element 22 occur here on a second subregion of the bearing ring 3 which is at a distance from the first subarea.
  • each of the two sealing elements 4, 18 each had two contact elements 12, 15 and 19, 22. It is understood that for each sealing element 4, 8, only one of the contact elements 12, 15, 19 or 22 may be provided. It is also understood that each of the sealing elements 4, 18 may comprise two or more of the contact elements 12, 15, 19 or 22.
  • a further conductive connection for example with the first bearing ring 2 or an outside of the bearing 1 element, wherein the further connection is not shown.
  • the further connection can be configured to the connections shown with the connecting elements 12, 15, 19 or 22.
  • the second portion 14, 17, 21 or 24 was disposed at each end of the contact member 12, 15, 19 or 22. It is understood that the second portion need not be arranged at one end of the contact element, but at a distance from the end of the contact element. It is further understood that a contact element may be provided that has no ends, such as a self-contained ring, which is designed as a conductor or as a cable, wherein the ring along its circumference alternately the insert 10 of the sealing element 4, 18th and the second bearing ring 3 electrically conductively touched.
  • the ring can be designed in the manner of a self-contained corrugated spring for this purpose.
  • the ring may in particular consist of a resilient material which is biased against the bearing ring 3.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dichtelement für ein Lager (1), insbesondere für ein Wälzlager, umfassend ein Korpus mit einer elektrisch leitenden Einlage (10), und ein Kontaktelement (12; 15), das das Korpus mit einem Lagerbestandteil (3) elektrisch leitend verbindet. Die Aufgabe, ein einfach ausgebildetes elektrisch leitfähiges Dichtelement anzugeben, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kontaktelement (12; 15) als Kabel mit einem elektrischen Leiter ausgebildet ist, wobei ein zweiter Abschnitt (14; 17) des Leiters mit dem Lagerbestandteil (3) in Schleifkontakt steht, und wobei ein erster Abschnitt (13; 16) des Kabels mit der Einlage (10) elektrisch leitend verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Lager (1), insbesondere ein Wälzlager.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Dichtelement für ein Lager, insbesondere für ein Wälzlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Dichtelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für ein Lager, insbesondere für ein Wälzlager, sowie ein Wälzlager nach Anspruch 9.
Aus der Praxis ist bekannt, für Lager, insbesondere für Wälzlager, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Lagerbestandteil, insbesondere einem Lagerring des Wälzlagers, und einem anderen Lagerbestandteil, insbesondere dem anderen Lagerring des Wälzlagers, derart auszubilden, dass eine Dichtung des Wälzlagers als Strombrücke ausgestaltet ist. Auf diese Weise lassen sich Ströme bzw. Signale von dem einen Lagerring aus dem Lager hinaus bzw. zu dem anderen Lagerring übertragen. DE 299 16 854 U1 beschreibt ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring und einer als Strombrücke ausgebildeten Dichtung, die ein Dichtelement umfasst. Das Dichtelement umfasst als elektrisch leitende Einlage eine feste Scheibe aus einem Metall sowie eine an das Korpus der Scheibe anvulkanisierte Dichtlippe. Der elektrisch leitende Kontakt ist durch einen Bürstenkontakt zwischen einem Rand der Scheibe und einer Stirnfläche des Lagerrings ausgebildet, an dem die Dichtlippe anliegt. In einer weiteren Ausführungsform ist anstelle des Bürstenkontaktes ein Kontaktfinger vorgesehen, der an der Scheibe als Vorsprung ausgebildet ist und eine Stirnfläche des Lagerrings als Schleifkontakt kontaktiert. In einer wiederum anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass als Kontaktelement eine Lasche vorgesehen ist, die an einer Stirnfläche eines der beiden Lagerringe befestigt ist und über einen Bürstenkontakt mit der Stirnfläche des anderen der beiden Lagerringe in Kontakt steht, wobei die eigentliche Dichtung des Lagers durch die Lasche überbrückt wird. Bei jedem der drei Ausführungsbeispiele steht das Kontaktelement mit mindestens einer Stirnfläche des Lagerrings in Kontakt, wobei sich als ungünstig erweist, dass der Kontakt außerhalb des Lagers vorgesehen ist und eine Zugänglichkeit der Stirnfläche bzw. einen Platzbedarf an der Stirnfläche des mindestens einen Lagerrings erfordert. Bei der Ausgestaltung des Kontaktelementes als Kontaktfinger an dem Korpus der elektrisch leitenden Einlage des Dichtelementes ist nachteilig, dass eine spezielle Geometrie der Einlage erforderlich ist, und dass eine nachträgliche Ausbildung eines Dichtelementes als elektrisch leitendes Dichtelementes nicht möglich ist.
DE 198 24 022 C2 beschreibt eine Dichtung für ein Wälzlager, bei dem eine Strombrücke zwischen den beiden Lagerringen ausgebildet ist. Die Dichtung umfasst eine Einlage aus einem scheibenförmigen starren Element aus einem elektrisch leitfähigen Material, wobei die Einlage an einem der beiden Lagerringe angeordnet ist, sowie ein ringförmiges Kontaktelement mit L- förmigen Querschnitt, das an dem anderen Lagerring befestigt ist. Der elektrisch leitende Kontakt wird zwischen dem Rand der Scheibe und einem Schenkel des ringförmigen Kontaktelementes ausgebildet. Ungünstig ist, dass das ringförmige Kontaktelement ein zusätzliches Bauteil ist, dessen Ausbildung auf die geometrische Ausgestaltung der Scheibe abgestimmt sein muss, sowie weiter, dass es zu einer flächigen Berührung entlang des Umfangs des ringförmigen Kontaktelementes kommt.
US 4,856,915 beschreibt ein Wälzlager, wobei an einem der Lagerringe eine elektrisch leitende Scheibe als Einlage des Dichtelementes vorgesehen ist, und wobei die Scheibe mit einem Kontaktelement in elektrisch leitender Ver- bindung steht, das als Ring an dem anderen Lagerring ausgebildet ist. In diesem Fall tritt ebenfalls entlang des Umfangs des Rings ein flächiger Kontakt auf, der insbesondere die Drehung der beiden Lagerringe zueinander stören kann.
DE 697 12 543 T2 beschreibt ein Wälzlager mit einer Dichtung, die ein Dichtelement aufweist, das beide Lagerringe des Wälzlagers berührt. Das Dichtelement weist ein Korpus aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff auf. In diesem Fall tritt der Strom dort auf das Dichtelement über, wo das Dichtelement an dem Lagerring anliegt bzw. befestigt ist.
DE 691 08 651 T2 beschreibt eine Dichtung mit einem ersten Leiterelement, das an der Dichtung befestigt ist und einen ersten der Lagerringe des Wälzlagers elektrisch leitend kontaktiert, und einem zweiten Leiterelement, das sich an der Dichtung abstützt und den zweiten Lagerring des Wälzlagers kontaktiert. Durch das Korpus der Dichtung selbst fließt kein Strom; eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Lagerringen wird durch ein Kontaktteil herstellt, das das erste Leiterelement mit dem zweiten Leiterelement elektrisch leitend verbindet. US 3,564,477 beschreibt ein Dichtelement mit einer ringförmigen Einlage aus einem elektrisch leitenden Metall, wobei die Einlage abgestellte Zungen aufweist, die einen elektrischen Kontakt mit einem der Lagerringe ermöglichen. Die Einlage des Dichtelementes weist eine aufwendige Geometrie auf, auch tritt ein flächiger Kontakt zwischen den Zungen und dem Abschnitt des Lagerrings auf, an dem die Zungen anliegen.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein einfach ausgebildetes elektrisch leitfähiges Dichtelement anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Dichtelement erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 für ein Lager nach Anspruch 9 gelöst.
Aufgrund der Ausgestaltung des Kontaktelementes als Kabel ist es möglich, bereits bestehende Dichtelemente mit einer elektrisch leitenden Einlage durch Einführen des Kabels und durch Kontaktieren des zweiten Abschnittes des Leiters des Kabels mit der elektrisch leitenden Einlage als elektrisch leitende Dichtelemente auszubilden bzw. nachzurüsten. Diese Ausbildung bzw. Nachrüstung ist unabhängig davon, wie die elektrisch leitende Einlage geometrisch gestaltet ist, sofern nur ein elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Leiter des Kabels und der Einlage hergestellt ist. Kabel sind preiswert zu erhalten, so dass sich Materialkosten einsparen lassen. Das Kabel bzw. der elektrische Leiter selbst weisen eine Eigensteifigkeit auf, die das Korpus des Dichtelementes stabilisieren. Der Schleifkontakt, mit dem der erste Abschnitt des Kabels mit dem Abschnitt des Lagerbestandteils steht, ist nur punktuell, so dass Reibung und Verschleiß nur in einem geringen Bereich auftritt, der sich zwar elektrisch leitend, aber verschleißmindernd ausgestalten lässt.
Als Kabel wird dabei ein einzelner elektrischer Leiter bzw. mehrere elektrische Leiter angesehen, der bzw. die von einem Kabelmantel umgeben sein kann bzw. sind, wobei der Kabelmantel den bzw. die Leiter elektrisch isoliert. Der eigentliche Leiter ist dabei ein Element, dessen elektrisch leitender Be- reich im wesentlichen eindimensional ist. Sofern es auf eine elektrische Isolierung des bzw. der Leiter nicht ankommt, bezeichnet der Begriff , Kabel' den Leiter selbst. Letzteres ist beispielsweise der Fall, wenn der Leiter in einer Kunststoffummantelung aufgenommen ist, die einen weiteren, zusätzlichen Kabelmantel als Isolierung überflüssig macht. Der bzw. die Leiter können als Vollleiter oder als Hohlleiter, insbesondere auch zur Übertragung von hochfrequentem Wechselstrom, ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einlage in dem Korpus des Dichtelementes von einer Kunststoffschicht zumindest teilweise ummantelt ist, und dass das Kabel mindestens abschnittsweise in der Kunststoffschicht angeordnet ist. Die Kunststoffschicht stützt damit das Kabel abschnittsweise, insbesondere wird der mit der Einlage elektrisch leitend verbundene zweite Abschnitt des Kabels gegen äußere Einflüsse geschützt. Der Kontakt zwischen der Einlage und dem zweiten Abschnitt des Kabels kann an einem Endabschnitt des Kabels durch einen Kabelschuh ausgebildet werden, und der Kabelschuh in der Kunststoffschicht aufgenommen sein.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Kabel vollständig in der Kunststoffschicht aufgenommen ist. Beispielsweise kann das Kabel bei dem Umspritzen der Einlage mit Kunststoff ebenfalls umspritzt werden. Ganz besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kunststoffschicht eine Dichtlippe mit dem einem Lagerbestandteil ausbildet, und dass das Kabel im Bereich der Dichtlippe angeordnet ist. Hierbei ist es ausreichend, wenn zumindest im Bereich der Dichtlippe der Kabelmantel fortgelassen ist, wobei der Leiter durch die unter mechanischer Spannung an dem Lagerbestandteil anliegende Dichtlippe gegen den Lagerbestandteil gedrückt wird und ein fester, durch die Dichtlippe isolierter Schleifkontakt ausgebildet wird.
Ist das Kabel nur abschnittsweise in der Kunststoffschicht aufgenommen, und beispielsweise außerhalb der Kunststoffschicht ein Kabelmantel vorgesehen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der eine Abschnitt des Kabels mit einem ersten Teilbereich des mindestens einen Lagerrings in Kontakt steht, der beabstandet von einem zweiten Teilbereich ist des Lagerrings ist, an dem das Korpus des Dichtelementes den Lagerring berührt. Dabei sind die beiden Teilbereiche des Lagerrings, an denen ein elektrisch leitender Schleifkontakt bzw. eine dichtende Anlage des Dichtelementes ausgebildet ist, räumlich getrennt. Das Korpus des Dichtelementes bzw. dessen die dichtende Anlage ausbildender Abschnitt kann hinsichtlich der Funktion als Dichtung optimiert ausgestaltet sind, während der zweite Abschnitt des Kabels bzw. dessen Leiters im Hinblick auf die Funktion als Schleifkontakt ausgestaltet werden kann. Hierbei ergibt sich eine konstruktive Freiheit hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung der beiden getrennten Teilbereiche des Lagerrings bzw. des Dichtelementes. Ebenfalls kann vermieden werden, dass bei dem Schleifkontakt auftretende Partikel oder elektrische Entladun- gen das Material der Dichtung beschädigen und die Dichtigkeit der Dichtung beeinträchtigen.
Die elektrisch leitende Einlage des Dichtelementes kann durch eine Armierung, beispielsweise durch eine Scheibe aus einem starren Material, oder durch eine biegsame elektrisch leitende Schicht, beispielsweise einen elektrisch leitenden Kunststoff, ausgebildet sein. Die Armierung bzw. die elektrisch leitende Schicht kann einen der Lagerringe berühren, um auf diese Weise einen elektrisch leitenden Kontakt mit dem Lagerring herzustellen.
Vorzugsweise ist mindestens einer der Leiter des Kabels aus einem elastischen, insbesondere federnd nachgiebigen, Material ausgebildet. Das Ende des Leiters liegt dabei unter elastischer Spannung gegen den zugeordneten Bereich des Lagerrings an. Beispielsweise kann der Leiter aus einem steifen Federstahl ausgebildet sein.
Es versteht sich ferner, dass der Bereich des Lagerrings, mit dem der zweite Abschnitt des Kabels bzw. des Leiters den Schleifkontakt ausbildet, besonders ausgestaltet sein kann. Dieser Bereich kann beispielsweise eine Nut oder eine radial umlaufende Erhebung umfassen, in die der zweite Abschnitt des Leiters bzw. des Kabels eingreift. Weiter kann vorgesehen sein, dass in dem Bereich ein Hinterschnitt vorgesehen ist, in den der zweite Abschnitt des Kabels bzw. des Leiters eingeführt ist; hierzu kann ein an dem zweiten Abschnitt des Kabels angeordnetes Ende nach Art eines Ankers ausgebildet sein, der in dem Hinterschnitt geführt ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Dichtelementes mit einer ausschnittsweisen Ansicht eines erfindungsgemäßen Lagers, und
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Dichtelementes mit einer ausschnittsweisen Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Lagers.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise ein Lager 1 mit einen ersten Lagerring 2 und einem zweiten Lagerring 3 als Lagerbestandteile. Das Lager 1 umfasst ein Dichtelement 4, das auf einer von dem Lagerinnern 5 fort weisenden Außenseite 6 eine Kunststoffummantelung 7 aufweist. Die Kunststoffummantelung 7 weist eine Dichtlippe 8 auf, die in einem Bereich 9 des zweiten Lagerrings 3 an dessen Innenseite anliegt. Das Dichtelement 4 umfasst weiter eine elektrisch leitende Einlage 10, die als starre metallische Armierung ausgebildet ist, wobei die Kunststoffummantelung 7 nur an der nach außen weisenden Seite der Einlage 10, nicht aber an der auf das Lagerinnere 5 weisenden Seite der Einlage 10 angebracht ist. Das Dichtelement 4 liegt mit einem der Dichtlippe 8 gegenüberliegenden Abschnitt in einer Dichtnut 11 an dem ersten Lagerring 2 an.
Das Dichtelement 4 umfasst ein erstes Kontaktelement 12, das im Bereich der Dichtlippe 8 angeordnet ist und von dem Kunststoff, hier speziell einem Elastomer, umgeben ist. Das erste Kontaktelement 12 ist als metallischer Leiter ausgebildet, ein Kabelmantel ist nicht vorgesehen. An einem ersten Abschnitt 13 ist das erste Kontaktelement 12 an einem Rand des Einlage 10 befestigt, beispielsweise durch Löten, an einem zweiten Abschnitt 14, der ein Ende des ersten Kontaktelementes 12 darstellt, bildet das erste Kontaktelement 12 einen Schleifkontakt mit dem Bereich 9 des zweiten Lagerrings 3 aus.
Das Dichtelement 4 umfasst ein zweites Kontaktelement 15, das mit einem ersten Abschnitt 16 an einem ersten Ende an dem Korpus der Einlage 10 befestigt ist, und das mit einem zweiten Abschnitt 17 an einem zweiten Ende mit einem Abschnitt des Bereichs 9 des zweiten Lagerrings einen Schleifkontakt ausbildet. Der Abschnitt des Bereichs 9 des zweiten Lagerrings 3, mit dem das erste Kontaktelement 12 den Schleifkontakt ausbildet, ist von dem Abschnitt, mit dem das zweite Kontaktelement 15 den Schleifkontakt ausbildet, beabstandet. Das zweite Kontaktelement 15 ist außerhalb der Kunststoffummantelung 7 angeordnet und weist einen Kabelmantel (nicht dargestellt) als Isolierung aus, wobei das zweite Kontaktelement 15 vollständig im Lagerinnern 5 angeordnet ist. Der Kabelmantel verleiht dem zweiten Kontaktelement 15 eine Eigensteif igkeit, so dass eine L-förmige Ausbildung entsteht, wobei ein Schenkel des L auf den Bereich 9 des zweiten Lagerrings 3 gerichtet ist. Das Dichtelement 4 liegt mit seiner Dichtlippe 8 an einem ersten Teilbereich und mit dem Kontaktelement 15 an einem zweiten Teilbereich an, wobei die beiden Teilbereiche voneinander beabstandet sind, so dass die Dichtwirkung der Dichtlippe 8 und der Schleifkontakt an verschiedenen Stellen auftreten.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, das dem in Fig. 1 dargestellten ähnelt. Im folgenden werden daher insbesondere die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen herausgestellt, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche oder vergleichbare Merkmale vergeben sind. Fig. 2 zeigt ein Dichtelement 18 mit einer Kunststoffummantelung 7, die eine Dichtlippe 8 aufweist. Innerhalb der Dichtlippe 8 und dort von dem Kunststoff umgeben ist ein drittes Kontaktelement 19 angeordnet, das mit einem ersten Abschnitt 20 an einem ersten Ende an der Einlage 10 befestigt ist und mit einem zweiten Abschnitt 21 an einem zweiten Ende mit dem Bereich 9 des zweiten Lagerrings 3 einen Schleifkontakt ausbildet.
War das erste Kontaktelement 8 des ersten Dichtelementes 4 im wesentlichen V-förmig gekrümmt und weist von dem Innern 5 des Lagers 1 weg, so ist das dritte Kontaktelement 19 des zweiten Dichtelementes 18 annähernd S-förmig gekrümmt und weist in das Innere 5 des Lagers 1. In beiden Fällen sind die Kontaktelemente 8, 19 elektrisch leitende Drähte aus einem biegsamen Material, die in die jeweilige Kunststoffummantelung 7 eingelassen sind.
Fig. 2 zeigt weiter das Dichtelement 18 mit einem vierten Kontaktelement 22, das an einem ersten Abschnitt 23 mit einem endnahen Abschnitt flächig an der Einlage 10 befestigt ist, beispielsweise mittels Löten, und an einem zweiten Abschnitt 24 an dessen zweiten Ende mit dem Bereich 9 einen weiteren Schleifkontakt ausbildet. Das vierte Kontaktelement 22 ist mit einem ersten Längsabschnitt 25 innerhalb der Kunststoffummantelung 7 angeordnet und tritt mit einem zweiten Längsabschnitt 26 aus der Kunststoffummantelung 7 heraus. Der erste Längsabschnitt 25 ist ca. dreimal länger als der zweite Längsabschnitt 26. Im Bereich des ersten Längsabschnittes 25 ist keine Kabelummantelung vorgesehen, so dass das vierte Kontaktelement 22 als einfacher Leiter in der Kunststoffummantelung 7 aufgenommen ist. Im Bereich des zweiten Längsabschnittes 26 ist ebenfalls kein Kabelmantel vorgesehen, da das vierte Kontaktelement 22 aus einem federnd nachgiebigen Material ausgebildet ist und unter Vorspannung an dem Bereich 9 anliegt. Das vierte Kontaktelement 22 ist insbesondere aus Federstahl hergestellt und stützt sich an der Kunststoffummantelung 7 ab. Ähnlich wie bei dem zweiten Kontaktelement 15 treten hier die Dichtwirkung der Dichtlippe 8 an einem ersten Teilbereich und der Schleifkontakt des vierten Kontakt- elementes 22 an einem von dem ersten Teilbereich beabstandeten zweiten Teilbereich des Lagerrings 3 auf.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wies jedes der beiden Dichtelemente 4, 18 je zwei Kontaktelemente 12, 15 bzw. 19, 22 auf. Es versteht sich, dass für jedes Dichtelement 4, 8 auch nur eines der Kontaktelemente 12, 15, 19 oder 22 vorgesehen sein kann. Es versteht sich ebenfalls, dass jedes der Dichtelemente 4, 18 zwei oder mehr der Kontaktelemente 12, 15, 19 oder 22 aufweisen kann.
Bei beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen besteht zusätzlich zu der elektrisch leitenden Verbindung mit dem zweiten Lagerring 3 eine weitere leitende Verbindung, beispielsweise mit dem ersten Lagerring 2 oder einem außerhalb des Lagers 1 befindlichen Element, wobei die weitere Verbindung nicht dargestellt ist. Die weitere Verbindung kann aber den dargestellten Verbindungen mit den Verbindungselementen 12, 15, 19 oder 22 ausgestaltet sein.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen war der zweite Abschnitt 14, 17, 21 oder 24 jeweils an einem Ende des Kontaktelementes 12, 15, 19 oder 22 angeordnet. Es versteht sich, dass der zweite Abschnitt nicht an einem Ende des Kontaktelementes, sondern in einem Abstand zu dem Ende des Kontaktelementes angeordnet sein braucht. Es versteht sich weiter, dass auch ein Kontaktelement vorgesehen sein kann, dass keine Enden aufweist, beispielsweise ein in sich geschlossener Ring, der als Leiter bzw. als Kabel ausgebildet ist, wobei der Ring entlang seines Umfangs abwechselnd die Einlage 10 des Dichtelementes 4, 18 und den zweiten Lagerring 3 elektrisch leitend berührt. ODer Ring kann hierzu nach Art einer in sich geschlossenen Wellfeder ausgebildet sein. Der Ring kann insbesondere aus einem federnden Material bestehen, das gegen den Lagerring 3 vorgespannt ist.
Bezugszeichenliste
1 Lager
2 erster Lagerring 3 zweiter Lagerring
4 Dichtelement
5 Lagerinneres
6 Außenseite des Dichtelementes 4
7 Kunststoffummantelung 8 Dichtlippe
9 Bereich des zweiten Lagerrings 3
10 Einlage
11 Dichtnut
12 erstes Kontaktelement 13 erster Abschnitt des ersten Kontaktelementes 12
14 zweiter Abschnitt des ersten Kontaktelementes 12
15 zweites Kontaktelement
16 erster Abschnitt des zweiten Kontaktelementes 15
17 zweiter Abschnitt des zweiten Kontaktelementes 15 18 Dichtelement
19 drittes Kontaktelement
20 erster Abschnitt des dritten Kontaktelementes 19
21 zweiter Abschnitt des dritten Kontaktelementes 19
22 viertes Kontaktelement 23 erster Abschnitt des vierten Kontaktelementes 22
24 zweiter Abschnitt des vierten Kontaktelementes 22
25 erster Längsabschnitt des vierten Kontaktelementes22
26 zweiter Längsabschnitt des vierten Kontaktelementes 22

Claims

Patentansprüche
1. Dichtelement für ein Lager (1), insbesondere für ein Wälzlager, umfassend ein Korpus mit einer elektrisch leitenden Einlage (10), und ein Kontaktelement (12; 15; 19; 22), das das Korpus mit einem
Lagerbestandteil (3) elektrisch leitend verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (12; 15; 19; 22) als Kabel mit einem elektrischen Leiter ausgebildet ist, wobei ein zweiter Abschnitt (14; 17; 21 ; 24) des Leiters mit dem Lagerbestandteil (3) in Schleifkontakt steht, und wobei ein erster Abschnitt (13; 16; 20; 23) des Kabels mit der Einlage (10) elektrisch leitend verbunden ist.
2. Dichtelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (10) von einer Kunststoffschicht (7) zumindest teilweise ummantelt ist, und dass das Kabel bzw. der Leiter des Kabels (12; 15; 19; 22) mindestens abschnittsweise in der Kunststoffschicht (7) angeordnet ist.
3. Dichtelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (12; 19) vollständig in der Kunststoffschicht (7) aufgenommen ist.
4. Dichtelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (7) eine Dichtlippe (8) mit dem einem Lagerbestandteil (3) ausbildet, und dass der Leiter des Kabels (12; 19) in der Dichtlippe (8) angeordnet ist.
5. Dichtelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (22) nur abschnittsweise in der Kunststoffschicht (7) aufgenommen ist, und dass der zweite Abschnitt (24) des Kabels (22) mit einem ersten Teilbereich des mindestens einen Lagerrings (3) in Kon- takt steht, der beabstandet von einem zweiten Teilbereich ist des Lage rrings (3) ist, an dem das Korpus des Dichtelementes den Lagerring (3) berührt.
6. Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Einlage (10) als elektrisch leitende Armierung ausgebildet ist.
7. Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage als biegsame elektrisch leitende Schicht ausgebildet ist.
8. Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (22) einen oder mehrere Leiter aus einem elastischen Material umfasst.
9. Lager, insbesondere Wälzlager mit mindestens einem Lagerring, umfassend ein Dichtelement (4; 18) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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