WO2010063259A1 - Lagerbestandteil sowie lageranordnung mit superabsorber - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a bearing component according to claim 1, in particular a bearing ring or a bearing seal member for a bearing, especially for a rolling bearing, and a bearing assembly according to claim 7.
- the water content of the lubricating oil or fat can be calculated from the moisture content of the the camp or from dew and thus occur or increase during operation of the camp. In the case of heavily loaded bearings, especially rolling bearings, even small amounts of water (0.1 wt .-%) can lead to damage to the bearing and cause the failure of the camp.
- EP 0 661 471 B1 describes a filter sealing element for a roller bearing, wherein the filter sealing element comprises a microporous water-repellent membrane, which does not allow larger water droplets to penetrate into the rolling bearing interior, but is permeable to oil.
- the membrane In order not to allow even smaller drops of water and water molecules to penetrate into the rolling bearing interior, the membrane has a deeper layer of a water-absorbing material. For fluid-lubricated bearings, the membrane proves to be too strong a flow resistance to allow a controlled flow of lubricant through the bearing. If the filter sealing element has to be exchanged because the filter has to be exchanged, the membrane is at the same time exchanged from the water-absorbing material, although its capacity for absorbing water need not yet be exhausted.
- DE 196 05 433 A1 describes a filter for hydraulic fluids in the secondary flow, which comprises a sleeve with a winding of a particle Filter material which is wrapped with a layer which consists of a embedded in a nonwoven or a fabric polymeric superabsorber.
- a particle filter is not readily usable for bearings which are traversed by a lubricant.
- the function of the solid particle removal particulate filter is associated with the function of uptake of water molecules in the polymeric superabsorbent in a single element.
- DE 10 2004 015 506 A1 describes a device for removing water from hydraulic fluid, in particular oil, wherein a solid filter made of an open-pore, porous binder is provided, into which water-absorbing material, in particular dehydrated zeolite, is accommodated.
- the water-absorbent material especially the water-absorbent zeolite, is incorporated as a powder between two screens. Both arrangements take up a lot of space and are not very suitable for storage.
- DE 41 21 733 A1 describes a bearing for a shaft of a cooling water pump, wherein the shaft is mounted in a bearing not described in detail, which is preceded by a ring member of a needle felt of polyester fibers, wherein stored in the ring member coolant continuously evaporated.
- the ring member structurally separate from the bearing is impregnated with a water absorbing material such as a superabsorbent.
- JP 2004019803 AA (abstract) describes an additive based on mineral oil in order to secure a bearing against rust.
- JP 2006112581 AA (Abstract) describes a gasket for a bearing with a sealing element that absorbs water and then swells.
- JP 2000027875 AA (Abstract) describes a seal for a bearing with a sealing element, on whose metallic reinforcement a composite is made of a highly water-absorbent polymer, a cotton-like pulp and a fabric to keep the seal penetrating lubricant anhydrous.
- EP 0 248 572 B1 describes a gasket for a bearing which has a water-resistant, corrosion-preventing grease between the two parts of the gasket.
- a superabsorbent is a plastic that is in the warehouse to absorb many times its own weight in water and store it permanently, without releasing the water again.
- Superabsorbents are permeable to non-polar media such as lubricating oil or greases as well as to large molecules of polar media such as long-chain alcohols.
- Superabsorbents may be formed as a copolymer of acrylic acid and sodium acrylate, wherein the ratio of the monomers may vary.
- a network is formed which expands and tightens when water molecules are taken up, thus preventing the release of the water molecules taken up in the network.
- the superabsorbent itself does not swell when taking up the water molecules, so that absorber comprehensive water-absorbing element substantially retains its defined shape and, for example - once fitted in a suitable receptacle on the body of the bearing component - remains in this receptacle and the flow around the surface of the body of the bearing Gerger knewteils influenced only slightly with the lubricating medium.
- Superabsorbents may also be other materials such as acrylic acid and sodium acrylate, for example, readily biodegradable materials such as starch.
- Superabsorbents are produced and traded as granules or powder.
- the formation of a water-absorbing element which comprises the superabsorber offers the advantage of arranging the superabsorber in a design which is structurally adapted to the bearing or the bearing component.
- Superabsorbents in the form of granules or powders have a high internal surface and thus a high degree of wetting, so that water molecules can be absorbed particularly effectively.
- the granules or the powder offers only low flow resistance in the event that the oil or the fat passes through the superabsorber in the water-absorbing element.
- the water-absorbent member having the granular or powder superabsorbent has a solid but moldable shape, so that the water-absorbent member can be designed as needed.
- the superabsorber of the water-absorbing element is a volume element which has an increased absorption capacity for water molecules compared to hydrophilic or hygroscopic layers.
- the water-absorbing element with the superabsorber can be permanently connected to the bearing component or the bearing assembly or only when needed, for example in case of repair, if humidity on the Bearing with the bearing component or the bearing assembly penetrates to be added.
- the water-absorbing element may be structurally and functionally different from other elements of the bearing, such as filters for the lubricating medium or
- the water-absorbing element with the superabsorber can be arranged, for example, on a gap seal. If, over time, the sealing effect of the gap seal diminishes, as the sealing gap enlarges, so that water molecules penetrate into the bearing, and the water-absorbing element swells up slightly with the superabsorber due to the increased uptake of the water molecules, the sealing gap may be somewhat be reduced, whereby the life of the seal is increased overall.
- the water-absorbing element is arranged in a receptacle, for example in a groove open on one side, of the body of the bearing component.
- a receptacle can be easily produced on the body of the bearing component.
- a circular-shaped water-absorbing element is easy to form, has a symmetrical shape to the liquid flowing through the bearing, and can be quickly fixed in the receptacle, in particular in the one-sided groove, and removed again, if necessary, without the throughput of the Inside the bearing with the lubricant.
- the water-absorbing element comprises a tissue in which the superabsorber is accommodated.
- the fabric or fleece is easily moldable, of low weight and absorbs large amounts of present as granules or powder superabsorbent.
- the fabric is temperature and media resistant.
- the water-absorbing element comprises a water-semipermeable membrane, and that the semipermeable membrane encloses the superabsorber.
- the semipermeability of the membrane causes water molecules that are not retained in the superabsorbent to be able to return through the membrane directly into the interior of the bearing.
- Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a bearing component according to the invention in a first embodiment of an inventive
- FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a second embodiment of a bearing component according to the invention in a second embodiment of a bearing arrangement according to the invention
- Fig. 3 shows a schematic cross-sectional view of a third embodiment of a bearing component according to the invention in a third embodiment of a bearing assembly according to the invention
- FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a fourth exemplary embodiment of a bearing component according to the invention in a fourth exemplary embodiment of a bearing arrangement according to the invention.
- Fig. 1 shows a formed as a first part 1 of a two-part bearing seal 2 bearing component, wherein the first part 1 is formed as a substantially cross-sectionally L-shaped sealing ring.
- a water-absorbing element 4 is fixedly arranged, which comprises a superabsorber, which is accommodated in a membrane 5 which is semipermeable for water molecules.
- the superabsorber is in turn arranged as a powder in a tissue, wherein the tissue is enclosed by the semipermeable membrane 5.
- the first part 1 is attached to a bearing ring 7 of a roller bearing 8 with a substantially axially extending portion 6.
- the semipermeable membrane 5 has a first, approximately radially extending partial surface 9 and a second partial surface 10 forming an angle of approximately 45 ° with the first partial surface 9.
- the surface of the semipermeable membrane 5 is increased, so that a larger area for the passage of the water molecules from the gap 11 in the
- Bearing seal 2 is made possible to the superabsorbent in the water-absorbing element 4.
- the semipermeable membrane 5 is made of a calendered plastic.
- lubricant such as lubricating oil
- the water-absorbing element 4 passes along the two faces 9, 10 of the semipermeable membrane 5, so that water molecules pass into the water-absorbing element 4 and received in the water-absorbing element 4 in the superabsorber and be bound.
- the water-absorbing element 4 is designed as a substantially dimensionally stable element whose shape is adapted to the surface 3 of the first sub-element 1 of the bearing seal 2.
- Fig. 2 shows a first, as an inner ring 12 and a second, designed as an outer ring 13 of a rolling bearing 8 bearing component.
- the rolling bearing 8 further comprises a plurality of rolling elements 14. Both on the inner ring 12 and on the outer ring 13 are on the rolling elements 14 facing lateral surface 15, 16 recesses 17, 18 are formed, which are designed as circumferential grooves.
- a water-absorbing element 4 is arranged, which is in each case designed as a circular ring and is received approximately in a form-fitting manner in the recesses 17, 18.
- the water-absorbing element 4 comprises a superabsorber, which is received as a powder in a fabric, wherein a water-semipermeable membrane 5, the water-absorbing element 4 to the interior 19 of the rolling bearing 8 closes out.
- the rolling bearing 8 has no bearing seal and no filtering.
- the rolling bearing 8 is flowed through by a lubricant, for example a lubricating oil whose flow is not significantly influenced by the interior 19 through the water-absorbing elements 4.
- FIG. 3 shows a roller bearing 8 with an inner ring 12 and an outer ring 13 as well as rolling elements 14.
- a water-absorbing element 4 is connected indirectly, via a fastening element 27, to the outer ring 13 formed as a bearing component.
- the fastening element 27 has a body with a receptacle 20, within which the water-absorbing element 4 is arranged.
- the receptacle 20 is arranged in the region of a fastening section 22 of the fastening element 27 by means of a screw connection 21 on the end face of the outer ring 13 designed as a bearing component.
- the superabsorber is provided as a powder, which is separated from a semipermeable membrane 5 for water molecules against the interior 19 of the rolling bearing 8.
- the rolling bearing 8 has on the side facing away from the water-absorbing element 4 side of a seal 23, in particular a filter seal, which keeps away in the interior 19 of the rolling bearing 8 penetrating solids such as particles.
- the fastening element 27 forms with an end portion 24 a gap 26 to a shaft 25, wherein the shaft 25 is rotatably connected to the inner ring 12 of the rolling bearing 8.
- a flow cross section in the region of the filter seal 23 is significantly larger than in the region of the gap 26, so that the fastening element 27 strongly slows down the flow of the lubricating medium in the interior 19 of the rolling bearing 8, so that only a slow flow of the lubricating medium flows past the semipermeable membrane 5 ,
- Fig. 4 shows a bearing assembly comprising two identically designed bearings 8, each having a seal 23.
- On the mutually facing common side of a water-absorbing element 4 is arranged with a superabsorber;
- a recess 17, 18 is provided in each of the two inner rings 12 of the two rolling bearings 8, so that two grooves are formed, which form a shoulder on which the water-absorbing element 4 is arranged.
- Each of the two inner rings 12 of the two rolling bearings 8 is formed as a bearing component, which comprises the water-absorbing element 4 with the superabsorber.
- the water-absorbing element 4 is formed as a substantially dimensionally stable element and has a tissue in which the superabsorbent taken as a powder. Through the tissue of the water-absorbing element 4, the flow of lubricant from one bearing into the other rolling bearing 8 occurs substantially unhindered, so that the water-absorbing element 4 represents only a small flow resistance for the lubricant.
- the bearing component was formed as the first part 1 of a sealing element 2 or as a bearing ring 12, 13, 7 of a rolling bearing 8. It is understood that other bearing components, such as rolling elements or cages for rolling bearings, may be provided as bearing components, which have a water-absorbing element 4, which comprises a superabsorber.
- the bearing component 1, 7, 12, 13 were each the bearing component of a rolling bearing 8. It is understood that bearing components of other types of bearings, such as plain bearings or spherical bearings, a water-absorbing element 4 may have, in or can be arranged directly on the body of the bearing component or indirectly arranged on the body by means of a fastener.
- the water-absorbing element 4 itself is to be regarded as a bearing component, even if the water-absorbing element 4 is not connected directly or indirectly to one of the components of the bearing, but is received in the lubricant circuit of the bearing.
- the water-absorbing element 4 has essentially the sole function of removing water molecules from the lubricant in the lubricant circuit. This function satisfies the water-absorbing element 4 regardless of whether a filter is provided in the lubricant circuit which removes solid particles from the lubricant.
- FIG. 1 In the third embodiment (FIG.
- the water-absorbing element 4 was arranged in a receptacle 20, the receptacle 20 opening to the interior 19 of the roller bearing 8. It is understood that the receptacle 20 may open towards the gap 26 so that the water-absorbing element 4 may come into contact with the semipermeable membrane 5 at the end portion 24 with the lubricant. When water absorption, the water-absorbing element 4 swells and narrows the gap 26, so that the narrowed gap 26 has an improved sealing effect and counteracts further penetration of water.
- water was contained in the lubricant. It is understood that the water-absorbing element can also remove water vapor from the lubricant.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Lagerbestandteil (1, 7), insbesondere Lagerring (7) oder Lagerdichtungselement (1). Die Aufgabe, ein Lagerbestandteil bzw. eine Lageranordnung anzugeben, wobei eine Schädigung des Lagers durch während des Betriebs auftretendes Wasser in dem Schmierstoff unterdrückt werden kann, wird erfindungsgemäß gelöst durch ein wasserabsorbierendes Element (4), das einen Superabsorber umfasst.
Description
Bezeichnung der Erfindung
LAGERBESTANDTEIL SOWIE LAGERANORDNUNG MIT SUPERABSORBER
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Lagerbestandteil nach Anspruch 1 , insbesondere einen Lagerring oder ein Lagerdichtungselement für ein Lager, speziell für ein Wälzlager, sowie eine Lageranordnung nach Anspruch 7.
Für mit flüssigen oder gasförmigen Medien durchsetzte Lager, speziell für mit mittels Öl oder Fett geschmierten Wälzlagern, gewinnt die mögliche Verunreinigung bzw. Schädigung des Lagers nicht nur durch feste Bestandteile des Mediums, sondern auch durch flüssige oder gasförmige Bestandteile des Mediums zunehmend Beachtung.
Lassen sich Verschmutzungen von Medien wie Schmieröl oder Fett durch feste Partikel noch mittels geeigneter Filter mechanisch entfernen, hat sich insbesondere der Wasseranteil des Schmieröls oder des Fettes als zunehmend kritisch für die mögliche Schädigung des Lagers erwiesen. Der Wasseranteil des Schmieröls oder des Fettes kann aus der Feuchtigkeit der Um-
gebung des Lagers oder aus Tau stammen und damit erst während des Betriebs des Lagers auftreten bzw. ansteigen. Im Fall hochbelasteter Lager, insbesondere Wälzlager, können schon geringe Mengen an Wasser (0,1 Gew.-%) zu einer Schädigung des Lagers führen und den Ausfall des Lagers bewirken.
Die Entfernung von Wasser aus dem Schmiermittel des Lagers gewinnt daher zunehmende Beachtung.
EP 0 661 471 B1 beschreibt ein Filterdichtungselement für ein Wälzlager, wobei das Filterdichtungselement eine mikroporöse wasserabstoßende Membran umfasst, die größere Wassertröpfen nicht in das Wälzlagerinnere eindringen lässt, für Öl aber durchlässig ist. Um auch kleinere Wassertropfen sowie Wassermoleküle nicht in das Wälzlagerinnere eindringen zu lassen, weist die Membran eine tiefere Schicht aus einem wasseraufnehmenden Material auf. Für flüssigkeitsgeschmierte Lager erweist sich die Membran als zu starker Strömungswiderstand, um einen geregelten Durchfluss des Schmiermediums durch das Lager zu ermöglichen. Muss das Filterdichtungselement ausgetauscht werden, weil der Filter auszuwechseln ist, wird zugleich die Membran aus dem wasseraufnehmenden Material ausgetauscht, obwohl deren Aufnahmefähigkeit für Wasser noch nicht erschöpft sein braucht. Zu beachten ist weiter, dass bei einem Austausch des Filterdichtungselementes Wassermoleküle in das Wälzlager eindringen, die nach dem Filteraustausch nicht ohne weiteres entfernt werden können. Als un- günstig erweist sich weiter, dass das Aufnahmevermögen der Schicht aus dem wasseraufnehmenden Material nur sehr begrenzt ist. Das beschriebenen Filterdichtungselement behindert nur ein Eintreten von Wasser in das Lager, ist jedoch nicht geeignet, in dem Lager gebildetes Wasser, beispielsweise Tau oder Schwitzwasser, aufzunehmen.
DE 196 05 433 A1 beschreibt einen Filter für hydraulische Flüssigkeiten im Nebenstrom, der eine Hülse mit einer Wicklung aus einem Partikel-
Filtermaterial umfasst, die mit einer Lage umwickelt ist, die aus einem in einem Vlies oder einem Gewebe eingebetteten polymeren Superabsorber besteht. Ein derartiger Partikelfilter ist für Lager, die von einem Schmiermedium durchströmt sind, nicht ohne weiteres verwendbar. Auch in diesem Fall ist die Funktion des Partikel-Filters zum Entfernen von festen Bestandteilen mit der Funktion der Aufnahme von Wassermolekülen in dem polymeren Superabsorber in einem einzigen Element verbunden.
DE 10 2004 015 506 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Entfernen von Wasser aus Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Öl, wobei ein fester Filter aus einem offenporigen, porösen Bindemittel vorgesehen ist, in das wasserabsorbierendes Material, insbesondere entwässerter Zeolith, aufgenommen ist. Alternativ hierzu ist das wasser-absorbierende Material, insbesondere der wasser-absorbierende Zeolith, als Pulver zwischen zwei Sieben aufge- nommen. Beide Anordnungen nehmen einen hohen Platz in Anspruch und sich für Lager wenig geeignet.
DE 41 21 733 A1 beschreibt eine Lagerung für eine Welle einer Kühlwasserpumpe, wobei die Welle in einem nicht näher beschriebenen Lager gelagert ist, dem ein Ringelement aus einem Nadelvlies aus Polyesterfasern vorgelagert ist, wobei in dem Ringelement gespeicherte Kühlflüssigkeit kontinuierlich verdampft. Das von dem Lager baulich getrennte Ringelement ist mit einem wasserabsorbierenden Material wie einem Superabsorber imprägniert.
JP 2004019803 AA (Abstract) beschreibt einen Zusatz auf Mineralölbasis, um ein Lager gegen Rost zu sichern.
JP 2006112581 AA (Abstract) beschreibt eine Dichtung für ein Lager mit einem Dichtelement, das Wasser absorbiert und dann aufquillt.
JP 2000027875 AA (Abstract) beschreibt eine Dichtung für ein Lager mit einem Dichtungselement, an dessen metallischer Armierung ein Verbund
aus einem stark wasser-absorbierenden Polymer, einem baumwoll-artigen Halbstoff und einem Gewebe angeordnet ist, um durch die Dichtung eindringendes Schmiermittel wasserfrei zu halten.
EP 0 248 572 B1 beschreibt eine Dichtung für ein Lager, die ein wasserbeständiges, korrosionsverhinderndes Fett zwischen den beiden Teilen der Dichtung aufweist.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Lagerbestandteil bzw. eine Lageranordnung anzugeben, wobei eine Schädigung des Lagers durch während des Betriebs auftretendes Wasser in dem Schmierstoff unterdrückt werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Lagerbestandteil nach Anspruch 1 bzw. für eine Lageranordnung nach Anspruch 7 durch ein wasserabsorbierendes Element, das einen Superabsorber umfasst, gelöst.
Als Superabsorber wird ein Kunststoff bezeichnet, der in der Lager ist, ein Vielfaches seines Eigengewichtes an Wasser aufzunehmen und dauerhaft zu speichern, ohne das Wasser wieder abzugeben. Superabsorber sind durchlässig für unpolare Medien wie Schmieröl oder Fette sowie für große Moleküle von polaren Medien wie langkettige Alkohole.
Superabsorber können als Copolymer aus Acrylsäure und Natriumacrylat ausgebildet sein, wobei das Verhältnis der Monomere schwanken kann. Es bildet sich ein Netzwerk, das bei Aufnahme von Wassermolekülen sich auf- weitet und strafft, so dass die Freisetzung der in dem Netzwerk aufgenommenen Wassermoleküle verhindert wird. Der Superabsorber selbst quillt bei der Aufnahme der Wassermoleküle nur wenig auf, so dass das den Super-
absorber umfassende wasserabsorbierende Element seine definierte Form im wesentlichen beibehält und beispielsweise - einmal in eine geeignete Aufnahme an dem Korpus des Lagerbestandteils eingepasst - in dieser Aufnahme verbleibt und die Umströmung der Oberfläche des Korpus des La- gerbestandteils mit dem Schmiermedium nur unwesentlich beeinflusst.
Superabsorber können ebenfalls aus anderen Materialien wie Acrylsäure und Natriumacrylat bestehen, beispielsweise aus biologisch leicht abbaubaren Materialien wie Stärke.
Superabsorber werden als Granulat oder Pulver hergestellt und gehandelt. Die Ausbildung eines wasser-absorbierenden Elementes, das den Superabsorber umfasst, bietet den Vorteil, den Superabsorber in einer auf das Lager bzw. das Lagerbestandteil baulich angepassten Gestalt anzuordnen. Super- absorber in Form von Granulaten oder Pulvern weisen eine hohe innere Oberfläche und damit einen großen Benetzungsgrad auf, so dass besonders wirksam Wassermoleküle aufgenommen werden können. Weiter bietet das Granulat bzw. das Pulver einen nur geringen Strömungswiderstand für den Fall, dass das Öl bzw. das Fett den Superabsorber in dem wasser- absorbierenden Element durchsetzt.
Das wasser-absorbierende Element mit dem als Granulat oder Pulver vorliegenden Superabsorber weist eine feste, aber formbare Gestalt auf, so dass das wasser-absorbierende Element nach Bedarf gestaltet werden kann. Der Superabsorber des wasser-absorbierenden Elementes stellt dabei ein Volumenelement dar, das gegenüber hydrophilen oder hygroskopischen Schichten eine erhöhte Aufnahmefähigkeit für Wassermoleküle aufweist.
Das wasser-absorbierende Element mit dem Superabsorber kann ständig mit dem Lagerbestandteil bzw. der Lageranordnung verbunden sein oder nur bei Bedarf, beispielsweise im Reparaturfall, wenn Luftfeuchtigkeit an das
Lager mit dem Lagerbestandteil oder die Lageranordnung dringt, hinzugefügt werden.
Das wasser-absorbierende Element kann baulich und funktionsmäßig von anderen Elementes des Lagers, wie Filtern für das Schmiermedium oder
Dichtungselementen, getrennt sein, insbesondere können Standard-Lager nachträglich mit einem wasser-absorbierenden Element versehen werden, wenn die standardmäßige Dichtung bzw. das standardmäßige Filterelement ausgetauscht wird. Falls erforderlich, stört das wasser-absorbierende EIe- ment die Funktion der Dichtung ebenso wenig wie die Funktion des Filters.
Das wasser-absorbierende Element mit dem Superabsorber kann beispielsweise an einer Spaltdichtung angeordnet sein. Lässt im Laufe der Zeit die Dichtwirkung der Spaltdichtung nach, indem sich der Dichtspalt vergrößert, so dass verstärkt Wassermoleküle in das Lager eindringen, und quillt das wasser-absorbierende Element mit dem Superabsorber aufgrund der verstärkten Aufnahme der Wassermoleküle leicht auf, so kann der Dichtspalt etwas verringert werden, wodurch die Lebensdauer der Dichtung insgesamt vergrößert wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das wasserabsorbierende Element in einer Aufnahme, beispielsweise in einer einseitig offenen Nut, des Korpus des Lagerbestandteils angeordnet ist. Eine derartige Aufnahme lässt sich an dem Korpus des Lagerbestandteils leicht herstellen. Weiter ist ein kreisring- förmig ausgebildetes wasserabsorbierendes Element leicht auszubilden, weist eine zu der das Lager durchströmenden Flüssigkeit symmetrische Gestalt auf, und lässt sich in der Aufnahme, insbesondere in der einseitig offenen Nut, schnell festlegen und im Bedarfsfall wieder entfernen, ohne den Durchsatz des Lagerinneren mit dem Schmiermittel wesentlich zu beeinflus- sen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das wasserabsorbierende Element ein Gewebe umfasst, in das der Superabsorber aufgenommen ist. Das Gewebe bzw. das Vlies ist leicht formbar, von nur geringem Gewicht und nimmt große Mengen des als Granulat oder Pulver vorliegenden Superabsorbers auf. Weiter ist das Gewebe temperatur- und medienbeständig.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das wasserabsorbierende Element eine für Wasser semipermeable Membran umfasst, und dass die semipermeable Membran den Superabsorber einschließt. Zusätzlich zu dem Superabsorber bewirkt die Semipermeabilität der Membran, dass Wassermoleküle, die in dem Superabsorber nicht festgehalten werden, durch die Membran nicht direkt in das Lagerinnere zurückkehren können.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhän- gigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagerbestandteils in einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Lageranordnung,
Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagerbestand- teils in einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageranordnung,
Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagerbestandteils in einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageranordnung, und
Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagerbestandteils in einem vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageranordnung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 zeigt ein als erstes Teil 1 einer zweiteiligen Lagerdichtung 2 ausgebildetes Lagerbestandteil, wobei das erste Teil 1 als im wesentlichen im Querschnitt L-förmiger Dichtungsring ausgebildet ist. Auf der sich radial erstreckenden Fläche 3 des ersten Teils 1 ist ein wasserabsorbierendes Element 4 feststehend angeordnet, das einen Superabsorber umfasst, der in einer für Wassermoleküle semipermeablen Membran 5 aufgenommen ist. Der Superabsorber ist seinerseits als Pulver in einem Gewebe angeordnet, wobei das Gewebe von der semipermeablen Membran 5 umschlossen ist. Das erste Teil 1 ist mit einem sich im wesentlichen axial erstreckenden Abschnitt 6 an einem Lagerring 7 eines Wälzlagers 8 befestigt.
Die semipermeable Membran 5 weist eine erste, sich annähernd radial erstreckende Teilfläche 9 sowie eine zweite, einen Winkel von ca. 45° mit der ersten Teilfläche 9 bildende Teilfläche 10 auf. Damit ist die Oberfläche der semipermeablem Membran 5 erhöht, so dass eine größere Fläche für den Übertritt der Wassermoleküle aus dem Zwischenraum 11 in der
Lagerdichtung 2 zu dem Superabsorber in dem wasserabsorbierenden Element 4 ermöglicht ist. Die semipermeable Membran 5 ist dabei aus einem kalandrierten Kunststoff hergestellt.
Durch die Lagerdichtung 2 in das Wälzlager 8 hindurchtretendes Schmiermittel, wie Schmieröl, passiert das wasserabsorbierende Element 4 entlang der beiden Teilflächen 9, 10 der semipermeablem Membran 5, so dass Wassermoleküle in das wasserabsorbierende Element 4 übertreten und in dem wasserabsorbierenden Element 4 in dem Superabsorber aufgenommen und gebunden werden. Das wasserabsorbierende Element 4 ist als im wesentlichen formsteifes Element ausgebildet, dessen Form an die Fläche 3 des ersten Teilelementes 1 der Lagerdichtung 2 angepasst ist.
Fig. 2 zeigt ein erstes, als Innenring 12 und ein zweites, als Außenring 13 eines Wälzlagers 8 ausgebildetes Lagerbestandteil. Das Wälzlager 8 umfasst weiter mehrere Wälzkörper 14. Sowohl an dem Innenring 12 als auch an dem Außenring 13 sind an der dem Wälzkörper 14 zugekehrten Mantelfläche 15, 16 Ausnehmungen 17, 18 ausgebildet, die als umlaufende Nuten ausgestaltet sind. In den Ausnehmungen 17, 18 ist jeweils ein wasserabsorbierendes Element 4 angeordnet, das jeweils als Kreisring ausgebildet ist und annähernd formschlüssig in den Ausnehmungen 17, 18 aufgenommen ist. Das wasserabsorbierende Element 4 umfasst einen Superabsorber, der als Pulver in einem Gewebe aufgenommen ist, wobei eine für Wasser semipermeable Membran 5 das wasserabsorbierende Element 4 zu den Innenraum 19 des Wälzlagers 8 hin abschließt.
Das Wälzlager 8 weist keine Lagerdichtung auf sowie keine Filterung. Das Wälzlager 8 wird von einem Schmiermittel durchströmt, beispielsweise einem Schmieröl, dessen Durchfluss durch den Innenraum 19 durch die wasserabsorbierenden Elemente 4 nicht wesentlich beeinflusst wird.
Fig. 3 zeigt ein Wälzlager 8 mit einem Innenring 12 und einem Außenring 13 sowie Wälzkörpern 14. Ein wasserabsorbierendes Element 4 ist mittelbar, über ein Befestigungselement 27, mit dem als Lagerbestandteil ausgebildeten Außenring 13 verbunden. Das Befestigungselement 27 weist ein Korpus mit einer Aufnahme 20 auf, innerhalb derer das
wasserabsorbierende Element 4 angeordnet ist. Die Aufnahme 20 ist im Bereich eines Befestigungsabschnittes 22 des Befestigungselementes 27 mittels einer Schraubverbindung 21 an der Stirnfläche des als Lagerbestandteil ausgebildeten Außenrings 13 angeordnet. Der Superabsorber ist als Pulver vorgesehen, der von einer für Wassermoleküle semipermeablen Membran 5 gegen den Innenraum 19 des Wälzlagers 8 getrennt ist.
Das Wälzlager 8 weist an der von dem wasserabsorbierenden Element 4 abgekehrten Seite eine Dichtung 23, insbesondere eine Filterdichtung, auf, die in den Innenraum 19 des Wälzlagers 8 eindringende Feststoffe wie Partikel fernhält. Das Befestigungselement 27 bildet mit einem Endabschnitt 24 einen Spalt 26 zu einer Welle 25 aus, wobei die Welle 25 mit dem Innenring 12 des Wälzlagers 8 drehfest verbunden ist. Ein Strömungsquerschnitt im Bereich der Filterdichtung 23 ist deutlich größer als im Bereich des Spaltes 26, so dass das Befestigungselement 27 die Strömung des Schmiermediums in dem Innenraum 19 des Wälzlagers 8 stark abbremst, so dass ein nur langsamer Strom des Schmiermediums entlang der semipermeablem Membran 5 vorbeiströmt.
Fig. 4 zeigt eine Lageranordnung, die zwei gleichartig ausgebildete Wälzlager 8 umfasst, die jeweils eine Dichtung 23 aufweisen. Auf der einander zu weisenden gemeinsamen Seite ist ein wasserabsorbierendes Element 4 mit einem Superabsorber angeordnet; hierzu ist in jedem der beiden Innenringe 12 der beiden Wälzlager 8 eine Ausnehmung 17, 18 vorgesehen, so dass zwei Nuten entstehen, die einen Absatz bilden, auf dem das wasserabsorbierende Element 4 angeordnet ist. Jeder der beiden Innenringe 12 der beiden Wälzlager 8 ist als Lagerbestandteil ausgebildet, der das wasserabsorbierende Element 4 mit dem Superabsorber umfasst.
Das wasserabsorbierende Element 4 ist als im wesentlichen formstabiles Element ausgebildet und weist ein Gewebe auf, in dem der Superabsorber
als Pulver aufgenommen ist. Durch das Gewebe des wasserabsorbierenden Elementes 4 tritt der Strom des Schmiermittels von dem einen Lager in das andere Wälzlager 8 im wesentlichen ungehindert, so dass das wasserabsorbierende Element 4 einen nur geringen Strömungswiderstand für das Schmiermittel darstellt.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war der Lagerbestandteil als erstes Teil 1 eines Dichtungselementes 2 oder als Lagerring 12, 13, 7 eines Wälzlagers 8 ausgebildet. Es versteht sich, dass auch andere Lagerbestandteile, beispielsweise Wälzkörper oder Käfige für Wälzlager, als Lagerbestandteile vorgesehen sein können, die ein wasserabsorbierendes Element 4 aufweisen, das einen Superabsorber umfasst.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war das Lagerbestandteil 1 , 7, 12, 13 jeweils das Lagerbestandteil eines Wälzlagers 8. Es versteht sich, dass auch Lagerbestandteile anderer Arten von Lagern, beispielsweise von Gleitlagern oder Gelenklagern, ein wasserabsorbierendes Element 4 aufweisen können, das in oder an das Korpus des Lagerbestandteils direkt angeordnet oder an dem Korpus mittels eines Befestigungselementes mittelbar angeordnet sein kann.
Umfasst das Lager einen geschlossenen Schmiermittelkreislauf, so ist das wasserabsorbierende Element 4 selbst als Lagerbestandteil anzusehen, auch wenn das wasserabsorbierende Element 4 nicht direkt oder indirekt mit einem der Bestandteile des Lagers verbunden ist, sondern in dem Schmiermittelkreislauf des Lagers aufgenommen ist. In diesem Fall hat das wasserabsorbierende Element 4 die im wesentlichen einzige Funktion, Wassermoleküle aus dem Schmiermittel in dem Schmiermittelkreislauf zu entfernen. Diese Funktion erfüllt das wasserabsorbierende Element 4 unabhängig davon, ob ein Filter in dem Schmiermittelkreislauf vorgesehen ist, der feste Partikel aus dem Schmiermittel entfernt.
Bei dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) war das wasserabsorbierende Element 4 in einer Aufnahme 20 angeordnet, wobei die Aufnahme 20 sich zu dem Innenraum 19 des Wälzlagers 8 öffnet. Es versteht sich, dass die Aufnahme 20 sich zu dem Spalt 26 hin öffnen kann, so dass das wasserabsorbierende Element 4 mit der semipermeablen Membran 5 an dem Endabschnitt 24 mit dem Schmiermittel in Kontakt kommen kann. Bei Wasseraufnahme quillt das wasserabsorbierende Element 4 auf und verengt den Spalt 26, so dass der verengte Spalt 26 eine verbesserte Dichtwirkung aufweist und einem weiteren Eindringen von Wasser entgegenwirkt.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war Wasser in dem Schmiermittel enthalten. Es versteht sich, dass das wasserabsorbierende Element auch Wasserdampf aus dem Schmiermittel entfernen kann.
Bezugszeichenliste
1 erstes Teil der Lagerdichtung 2
2 Lagerdichtung
3 Fläche des ersten Teils 1
4 wasserabsorbierendes Element
5 semipermeable Membran
6 axial erstreckender Abschnitt
7 Lagerring
8 Wälzlager
9 erste Teilfläche
10 zweite Teilfläche
11 Zwischenraum
12 Innenring
13 Außenring
14 Wälzkörper
15 äußere Mantelfläche des Innenrings 12
16 innere Mantelfläche des Außenrings 13
17 Ausnehmung an dem Innenring 12
18 Ausnehmung an dem Außenring 13
19 Innenraum des Wälzlagers 8
20 Aufnahme
21 Schraubverbindung
22 Befestigungsabschnitt
23 Dichtung
24 Endabschnitt
25 Welle
26 Spalt
27 Befestigungselement
Claims
1. Lagerbestandteil (1 , 7, 12, 13), insbesondere Lagerring (7, 12, 13) oder Lagerdichtungselement (1 ), gekennzeichnet durch ein wasserabsorbierendes Element (4), das einen Superabsorber umfasst.
2. Lagerbestandteil nach Anspruch 1 , wobei das wasserabsorbierende Element (4) in einer Aufnahme (17, 18) des Korpus des Lagerbestandteils (12, 13) angeordnet ist.
3. Lagerbestandteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserabsorbierende Element (4) ein Gewebe umfasst, in das der Superabsorber aufgenommen ist.
4. Lagerbestandteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass das wasserabsorbierende Element (4) eine für Wasser semipermeable Membran (5) umfasst, und dass die semipermeable Membran (5) den Superabsorber abschnittsweise einschließt.
5. Lagerbestandteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Lagerbestandteil (1) als zweiteilige Lagerdichtung ausgebildet ist, und dass das wasserabsorbierende Element (4) zwischen den Teilen (1) der Lagerdichtung (2) angeordnet ist.
6. Lagerbestandteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Superabsorber als Granulat oder Pulver vorliegt.
7. Lageranordnung, umfassend ein Lager (8), das von einem Schmiermittel durchsetzt ist, gekennzeichnet durch ein wasserabsorbierendes Element (4), das einen Superabsorber umfasst.
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