WO2022258107A1 - Wälzlagervorrichtung - Google Patents

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WO2022258107A1
WO2022258107A1 PCT/DE2022/100414 DE2022100414W WO2022258107A1 WO 2022258107 A1 WO2022258107 A1 WO 2022258107A1 DE 2022100414 W DE2022100414 W DE 2022100414W WO 2022258107 A1 WO2022258107 A1 WO 2022258107A1
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embroidered
bypass conductor
fibers
loop
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Sebastian Giehl
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Definitions

  • the invention relates to a roller bearing device, which consists of at least one cylindrical roller set, a bearing ring and a bypass device.
  • Rotor shafts in electrical machines are mostly mounted with roller bearings. Unwanted voltage potentials often arise between the rotor shafts and housings of electric motors and generators. If no countermeasures are taken, these voltage potentials are discharged via the roller bearings. The current flowing through the affected rolling bearing can generate sparks in the rolling contact between the rolling elements and the raceways. The rolling raceways are damaged by melting indentations or erosion indentations.
  • An example of an upstream seal designed as a bypass conductor is disclosed in DE 102014 010269 B4.
  • the upstream seal is installed in series in front of a main seal and acts as a bypass conductor, creating an electrically conductive connection between two machine elements.
  • the disc-shaped bypass conductor is also intended to protect the sealing lip of the main seal against contamination from the environment and is attached to the main seal.
  • the main seal sits in the housing with a holder formed from an angle plate.
  • bypass conductors In general, roller bearing manufacturers are interested in using such bypass conductors in the direct and immediate vicinity of the roller bearings, which can be exposed to the damage described at the beginning due to the reduction in voltage potential.
  • the bypass conductors should be accommodated in as space-saving a manner as possible. This is why such bypass conductors are integrated into the main seals of roller bearings, for example.
  • Such a device is disclosed in DE 10201524044 A1. The main seal used in this device is interspersed with conductive filler.
  • the object of the invention is to create a roller bearing device that can be produced easily and inexpensively.
  • the bypass conductor which is held by the holder, which is fastened to the bearing ring radially between the bearing ring and the machine element lying radially on the outside, consists of loop-shaped embroidered fibers.
  • the bearing ring sits in the radially outer machine element.
  • the holder sits on the outer ring radially between the bearing ring and a a housing.
  • the holder has one or more retaining rings and one or more retaining disks.
  • bypasses are mostly used in deep groove ball bearings, since the point contact between the rolling element and the raceway, especially in areas of low contact surface pressure, can result in lightning discharges that damage the rolling elements, raceways and lubricants.
  • the bypass is used with a set of cylindrical rollers, although there, as a rule, due to the line-shaped rolling element contact and thus the greater volume resistance, damage caused by current passage is rarely observed.
  • semi-finished products made of fabric are used, which are then laminated into a polymer matrix, mostly due to cheaper and simpler manufacturing implementation.
  • Positioned fibers also known as “tailored fiber placement” are currently only used for aesthetic reasons in visible carbon components or for the targeted reinforcement of functional components, as this creates a great deal of effort in production. Therefore, a special, cost-intensive technology is used here in order to make targeted use of the conductive properties of the carbon fibers, which is inappropriate for the application envisaged here.
  • embroidered fibers used below is to be understood as meaning both individual fibers and fiber pairs or fiber bundles.
  • stitching describes any connection of the fibers, fiber pairs or bundles that uses an additional thread for connection. Sewing, crocheting or the like can also be seen as equivalent here.
  • the discharge device described here is made up both of a holder, which provides cutouts for air permeability, and of the bypass conductor, which is permeable to air and avoids pressure differences.
  • One embodiment of the invention provides that the loop-shaped embroidered fibers of the bypass conductor are embroidered in a meandering shape. Due to the high positioning effort and the high cycle times associated with it, circular components would generally be punched out or radially circumferential, i.e circular patterns are used. In order to make targeted use of the better conductivity in the fiber direction, a loop-shaped design of the bypass conductor is used for the application mentioned here. In the ideal case, this extends from the outer area of the holder to the contact area with the other machine element that can be moved in relation to one another.
  • the loop-shaped embroidered fibers of the bypass conductor are embroidered in a double, superimposed meander shape. This is particularly suitable for realizing an even higher number of individual fibers for the transmission of electrical currents, for reducing the electrical resistance, with a flat design at the same time.
  • the bypass conductor can also be formed in the shape that the embroidered loop shape of the fibers depicts a polygon shape. This means that the loops grip the centre, i.e. the inner machine element.
  • bypass conductor can be designed in such a way that the loop-shaped embroidered fibers of the bypass conductor have fiber cross-sections open proximally towards the axis of rotation.
  • the bypass conductor is constructed in such a way that the loops are realized only in the distal sections and the fiber cross-sections, which point towards the axis of rotation, are open.
  • the bypass conductor represents individual loops that are stitched together.
  • the bypass device can include a bypass conductor in the form that the loop-shaped stitched fibers are stitched with a further, concentrically arranged fiber bundle. An even further improved cohesion of the fibers can thus be ensured and contamination of the bearing or of the installation space of the roller bearing device due to fiber loss is avoided.
  • embroidering it with another, concentrically arranged fiber bundle increases the rigidity of the bypass conductor, which ensures a centric fiber course of the fibers carrying the flow.
  • the loop-shaped embroidered fibers of the bypass conductor of the roller bearing device comprise components of carbon or derivatives of carbon. These components are particularly suitable for current conduction in a bypass conductor of a roller bearing device, since they are characterized by high elasticity with high elongation at break and very good electrical conductivity.
  • the loop-shaped embroidered fibers of the bypass conductor are embroidered on a textile base fabric. This enables the ideal positioning of the production. Furthermore, the bypass conductor can have special characteristics in use with regard to wear and tear and electrical behavior. It is conceivable to dissolve the textile base fabric again in a subsequent step, for example a washing process.
  • bypass conductor is connected to the bearing ring of the cylindrical roller set, that it is radially space-saving not inside the roller bearing but in the seat of the bearing ring - i.e. on the outside of the bearing ring between a housing and the bearing ring of the roller bearing.
  • No separate axial installation space is required for fastening the bypass conductor.
  • the radial installation space is already available due to the dimensions of the bearing ring of the cylindrical roller set. This has a positive effect on the application in rolling bearing devices with sets of cylindrical rollers, in which there is little radial and axial space for accommodating bypasses.
  • the limited space can be fully used to accommodate the bypass device.
  • the components for attaching the bypass conductor therefore do not have to be of such a filigree design and can therefore often also be produced more cost-effectively.
  • the roller bearing device has a set of cylindrical rollers and a bearing ring. It is conceivable that there is another bearing ring or the cylindrical rollers directly unroll on the shaft or hollow shaft.
  • the roller bearing device can also have a seal that is arranged radially between the bearing ring and the shaft, or the bearing rings and another machine element and is formed as desired, for example, has one or more sealing lips in contact. This can thus be in contact with another bearing ring, ie the inner ring, the shaft or a shaft shoulder or an outer ring.
  • the bypass device is arranged on one side of the rolling elements in the axial direction, so that a space is formed between the cylindrical roller set and the bypass device. At least one electrical connection is formed at least between the first and the second machine element via the bypass device. It is therefore also conceivable for further electrically conductive connections between further machine elements to be formed permanently or even preferably so that they can be switched on and off via the bypass device.
  • the bypass device is composed of one or more holders and one or more electrically conductive bypass conductors.
  • the holder sits in or on the bearing ring of the roller bearing.
  • the holder is an arbitrarily designed component that is suitable for holding the bypass conductor in the rolling bearing.
  • the properties of the bypass conductor can be individually matched to the contact or discharge resistance of the rolling bearing.
  • the respective holder and the bypass conductor are electrically conductively connected to one another.
  • the holder itself is conductive or the bypass conductor and the machine element are connected to one another via a separate electrical conductor - for example via a conductive sleeve.
  • the bypass device is designed in such a way that voltage potentials are discharged via this bypass device and not via the cylindrical roller set.
  • two machine elements are rotatably mounted against one another.
  • One of the machine elements or the other machine element can be rotated about the axis of rotation of the roller bearing by means of the cylinder
  • the roller set is mounted or one or the other machine element is fixed to the housing.
  • both machine elements are arranged to be rotatable relative to each other about the axis of rotation of the set of cylindrical rollers.
  • Machine elements are shafts, e.g to be placed against each other.
  • the axis of rotation of the set of cylindrical rollers is always aligned axially in the cases considered, but can run horizontally or vertically as well as oriented obliquely in space. Radial is perpendicular transverse to the axis of rotation.
  • the cylindrical roller set is used for the rotatable mounting of machine parts, elements and assemblies and has cylindrical rolling elements to reduce friction, which roll between the bearing ring and another contact partner, for example a second bearing ring or a shaft, and thus reduce friction in the rotating bearing .
  • the set of cylindrical rollers can have a cage for guiding the rolling elements and, as already mentioned, is installed with a bearing ring and another rolling part, for example with another bearing ring or a shaft, to form a roller bearing arrangement.
  • the roller bearing arrangement can also have more than just one inner and/or outer ring.
  • the bearing ring or the bearing rings is alternatively also divided and has a raceway or a portion of a raceway.
  • One or more outer raceways are usually formed on the radially inner contact partner, ie the shaft or the inner ring, and accordingly one or more inner raceways are formed on the outer ring.
  • the rolling elements rolling off the raceways are roller-shaped bodies. As already mentioned, the roles are often guided and held in cages.
  • the rolling bodies are either arranged one behind the other in a row in the circumferential direction, or alternatively the arrangement has a plurality of rows of rolling bodies arranged next to one another.
  • the bypass is to be understood as the bypassing of a current or a voltage around one or more roller bearings and/or machine parts.
  • the rolling elements and the bearing ring are usually made of bearing steel and touch each other on the or the raceways.
  • the contact zones formed in this way are potential passages for currents, where the dreaded discharges lead to the damage to the raceways already described in the "Background of the invention" chapter.
  • the flows are to be diverted through the bypass or through the bypass device.
  • this can be “controlled” by the fact that the bypass device or in any case the bypass conductor has comparatively lower electrical or specific electrical resistances compared to the roller bearing.
  • the set of cylindrical rollers is insulated against the passage of current.
  • an insulator or an insulating layer is applied between the bearing ring or bearing rings and the machine element on which/in which the bearing ring is seated.
  • the bypass guides the discharges past but not through the set of cylindrical rollers only via the bypass elements of the bypass device seated on the roller bearing.
  • the holder sits on or on the insulated bearing ring and has conductive contact with the machine element.
  • the holder sits on the outer ring and is elastically spring-biased against the housing.
  • the rolling elements are made of non-electrically conductive material such as ceramics. In this case, the bypass device only has to divert the current.
  • the retainer includes one or more retainer rings and one or more retainer washers.
  • An embodiment of the invention provides that the holder or the retaining ring is distributed axially with at least one, preferably several, on the circumference around the axis of rotation of the roller bearing arrangement is provided continuously by a substantially radially extending and ring disc-shaped base body extending recess.
  • the retaining disk engages in the recess with at least one retaining clip and is held on the base body.
  • the bypass conductor is held axially between the electrically conductive retaining ring and the retaining washer.
  • the retaining clip or the retaining clips are positively and/or non-positively latched or hooked into the recess. Such an arrangement is advantageously easy to assemble.
  • the individual parts of the holder can be produced inexpensively from sheet metal.
  • a characteristic of the invention is that the design of the bypass device is aimed exclusively at the electrical conductivity and the installation situation, but not at a sealing function.
  • bypass conductors are integrated into sealing systems, compromises have to be made in terms of the choice of material properties for the seals and the bypass conductor.
  • designing the bypass conductor of a bypass device advantageously only the requirements for electrical conductivity and wear resistance have to be taken into account when selecting and designing the material.
  • a freely permeable passage for media from the environment in front of the bypass holder into the intermediate space is guaranteed in the bypass holder or the bypass device.
  • One way of implementing the roller bearing device is to design the retaining element or the retaining ring in such a way that it has a plurality of clamps distributed over the circumference of one of the bearings or the retaining elements are such clamps. These clamps are arranged radially between the bearing ring and the machine element, for example between the outer ring and a housing or between the inner ring and a shaft, and thereby overlap the bearing ring axially and engage behind the bearing ring radially.
  • the clamps are designed to be elastically resilient and radially pretensioned between one of the machine elements and the bearing ring against one of the bearing rings.
  • the advantage of this is that the zones on the bearing ring to which the retaining ring is fastened or against which the retaining elements are prestressed against the bearing ring are, do not have to be finely machined, because the holding elements are at least radially elastically prestressed against this zone.
  • the elasticity of the individual holding elements is ensured by the fact that they are separated from one another circumferentially around the axis of rotation of the set of cylindrical rollers by the axially continuous recesses.
  • the holding elements are extended starting from a base on the holding ring by a radially extending elastic lever.
  • the retaining element can bridge large tolerances when it is pressed on and is securely fixed axially and radially.
  • the retaining rings are easy and inexpensive to produce from sheet metal or spring steel.
  • a further possibility for the implementation of the roller bearing device provides that one or more clamping elements or retaining clips formed separately on the retaining disk or separately, each or more than one, engage in one of the recesses and the retaining disk and the retaining ring hold together in a form-fitting manner.
  • the bypass conductor is clamped axially between the clamping element and the Hal ter or between the retaining disk and the retaining ring.
  • the Klemmele element can, for example, be a simple clip that is inserted into the recess or the clamping element or the retaining clip are formed on the retaining ring of Hal age.
  • Clamping elements are releasably or non-releasably clamped to the retaining ring and retaining clips are, for example, clipped or snapped into the recesses in a form-fitting manner and, under certain circumstances, can also be released again.
  • the holder rests on the bearing ring in an electrically conductive manner when it is in contact with the bearing ring.
  • the holder is made of electrically conductive material or has a conductive coating or is provided with conductive elements. It is crucial that an electrically conductive connection is formed between the machine element and the holder either via the electrically conductive bearing ring or in direct contact with the holder.
  • the bearing ring is made of a conductive material or has an electrically conductive coating. In general, it can be assumed in this case that the electrical resistance of the bypass device is lower than the electrical resistance in the passage through the roller contacts of the roller bearing arrangement.
  • the rolling contacts are the contacts on which the rolling elements rest on the raceways or tracks during operation or when the respective rolling bearing is at a standstill.
  • the zones of rolling contact are thus the zones in which the rolling bodies roll during operation of the rolling bearing on the rolling raceway(s) of the bearing ring(s) or the shaft.
  • the electrically conductive connection for discharging the voltage potentials between the first and second machine element is established by means of the bypass device.
  • the machine elements housing or shafts can alternatively also be other machine parts. So it is conceivable that the second machine element is also an inner ring of the roller bearing. It is therefore not excluded that at least one bearing ring of the roller bearing is a conductive part of the bypass device.
  • the second machine element is a hollow-cylindrical component.
  • the hollow-cylindrical component is part of the bypass device, in particular when the set of cylindrical rollers is prepared with a bearing ring with a bypass device as a structural unit for assembly.
  • Transmission manufacturers often fight for every millimeter of installation space.
  • the height of the flanges which rise radially above the respective roller raceway at the side of the roller raceways, influences the radial dimensions of the annular gap between the inner ring and outer ring. As a result of these measures, the remaining annular gap for the installation of a bypass device can be too small.
  • a radial contact surface is required for the contact of the bypass conductor with either a machine element or the bearing ring, on which the bypass conductor establishes the conductive transitional contact between the machine element or the bearing ring.
  • a shaft, a hollow shaft or an extended bearing ring can be prepared as a contact surface.
  • conductive coatings on the opposite surface of the bypass conductor are particularly suitable.
  • this contact surface can be prepared on a machine element in the form of a hollow-cylindrical component which is either attached to the bearing ring or is seated on the machine element.
  • the hollow-cylindrical component can be designed in the simplest way as a sleeve cut from a tube or wound or drawn from sheet metal. Such a sleeve can be produced inexpensively and also, for example, wisely provided with a conductive coating. It is advantageously interchangeable with the most diverse versions of itself, without having to change the set of cylindrical rollers per se.
  • the sleeve advantageously saves radial installation space, so that more radial space is available for the bypass device.
  • the sleeve can be specifically designed as a conductive component in terms of its shape and the choice of its materials in a way that would not be possible with a bearing ring, for example - because in general the design and material selection of a bearing ring are paramount to take into account the requirements for the load capacity and service life of a rolling bearing.
  • special friction or sliding properties in the contact zone with the bypass conductor can be advantageously taken into account in the coating or in the choice of material for the sleeve.
  • the set of cylindrical rollers and all the components mentioned so far are designed as a self-retaining structural unit, if necessary also in combination with one or both machine elements. With such a structural unit, the storage and transport capacities are kept positively small on the one hand and on the other hand the effort involved in assembling the roller bearing device in a vehicle transmission, an electrical machine, an electrically operated axle or in any other system is reduced compared to individual assembly the components advantageously lower.
  • the set of cylindrical rollers of the roller bearing device concerned by the invention can be guided with or without a cage(s).
  • a cage has one or two side edges.
  • gearbox manufacturers often fight for every millimeter of installation space. This also has an effect on the requirements for the set of cylindrical rollers, which should consequently be designed in a design that is as space-saving as possible in the axial direction.
  • the aforementioned measure also contributes to saving axial space.
  • This advantage results from the fact that the retaining elements of the retaining ring engage over the bearing ring in the axial direction and engage radially behind it.
  • a radial annular gap is formed between the bearing ring and the machine element.
  • the retaining elements engage from one side of the end of the bearing ring axially in, for example between the Outer ring and the housing formed, an annular gap.
  • Existing installation space is used without the bearing ring having to be lengthened axially for the purpose of a holding zone for fastening the bypass device.
  • roller bearing device in such a way that when using sets of cylindrical rollers with cage(s), at least one end of the side edge delimiting the side edge axially in the direction of the bypass conductor, or even better the entire side edge of the cage, is located radially between the axis of rotation and the holding element of the bypass device runs around the axis of rotation.
  • the fastening for the bypass device does not require any additional space in the axial direction.
  • FIG. 1 an embodiment of a Wälzlagervorrich device 1 according to the invention in a partial section along the axis of rotation 16;
  • FIG. 4 an embodiment of a bypass device 20 in a longitudinal section
  • FIG. 6 the detail Z of the bypass device shown in Figure 4
  • Figure 7 an embodiment of the bypass conductor 23 with looped embroidered fibers in a meander shape
  • the rolling bearing device (1) is formed from the set of cylindrical rollers, a bearing ring (5, 11) and a bypass device (20) and has a first machine element (30) and a second machine element (31).
  • the first machine element (30) can be designed, for example, as a housing (4), the second machine element (31), for example, as a shaft, as a hollow shaft (9) or as a bearing inner ring.
  • the set of cylindrical rollers comprises a plurality of cylindrical rollers (8) and can have a cage (7).
  • the bearing ring (6) is arranged concentrically on an axially aligned axis of rotation (16) of the set of cylindrical rollers (2).
  • the cylinder roller set (2) is provided with cylindrical rollers (8) arranged radially between the bearing ring (6) and the second machine element (31), this being directed radially transversely to the axis of rotation (16).
  • An electrical connection between the first machine element (30) and the second machine element (31) is formed via the bypass device (20).
  • the bypass device (20) has a holder (21) and at least one electrically conductive bypass conductor (23), the holder (21) and bypass conductor (23) being electrically conductively connected to one another.
  • the holder (21) is fastened to the bearing ring (5, 11) radially between the bearing ring (6) and one of the machine elements (4, 30).
  • the holder holds the bypass conductor (23) with the bearing ring (6) fixed to the machine element (31).
  • the bypass conductor (23) is formed from loop-shaped embroidered fibers.
  • the roller bearing device (1) can have a second machine element 31 designed as a sleeve 13 .
  • This sleeve (13) is provided on the inside and on the side of the bypass device 20 at a diameter step with an internally cylindrical inner seat surface 38 on which the sleeve 13 designed as a hollow cylindrical component is seated, for example held by a press fit.
  • the bypass device 20 has a holder 21 , a holding disk 24 , an electrically conductive bypass conductor 23 and the sleeve 13 .
  • Holding elements 25 are formed on a radially extending base body 27 of a holding ring 22 of the holder 21, of which only one holding element 25 is visible in the illustration according to FIGS.
  • the outer ring 11 is provided with a diameter step on the outside, on which an outer seat surface 39 is formed.
  • the cylindrically trained te outer seat surface 39 has a diameter which is smaller than the outer diameter of the outer ring 11 for the housing seat.
  • the outer seat surface 39 is axially adjoined by a radial depression 40 which could consist of depressions 40 adjacent to one another on the peripheral side, but in this case is designed as an annular groove 40 .
  • Clamps 29 of the holding elements 25 are radially spring-elastic and are pushed onto the overhang during assembly, moving elastically outwards, extending axially over the outer seat surface 39 to the annular groove 40 and finally snapping with the radial projections 41 into the annular groove 40, are then radially locked with the locking projections 41 in the annular groove 40 and are preferably radially against the outer seat surface 39 or are radially biased against this.
  • the bypass conductor 23 is clamped axially between the retaining disk 24 and a base body 27 of the retaining ring 22 .
  • the retaining disk 24 is fixed to the base body 27 with retaining clips 28 .
  • Figures 3 - Figure 3 shows a part of the rolling bearing device 2 without the first machine element 4, 30. This is covered from one side essentially by the retaining ring 22.
  • the retaining ring 22 is provided with existing recesses 26 which are axially continuous through it.
  • the recesses 26 are open radially outwards and are delimited on both sides in the circumferential direction by a respective lever arm 37 of a holding element 25 and in the radial direction inwards by the base body 27 of the retaining ring 22 .
  • the recesses can be windows in a form that is not shown, which are also delimited radially outwards by the material of the base body 27 .
  • the Ausappelun conditions 26 can either have curved contours or the illustrated rectangular contours conditions.
  • the respective retaining clip 28 extends axially through the respective recess 26 and is attached to the retaining ring 22 in a form-fitting manner.
  • FIG. 1-3 An electrically conductive connection between the housing 4 and the bypass device 20 is made via the outer ring 11. In this way, an electrical connection between the first machine element 30 and the second machine element 9 , 3 is formed via the bypass device 20 .
  • the electrical connection leads via the holder 21 to the bypass conductor 23.
  • the bypass conductor 23 is in sliding contact with the second machine element 9, 3 and optionally with the component 13 designed as the sleeve 13 and optionally does not flow from the inner ring 12 conductively insulated and is in contact with the shaft 9, for example through a press fit.
  • the shaft 9 or alternatively the sleeve 35 is the second machine element 31 in this case be designed clearance fit. In this case, the shaft 9 can also optionally be the second machine element 31 .
  • the bypass device 45 consists of a bypass conductor 46 and a holder 47.
  • a retaining ring 50 of the holder 47 is provided with axially extending retaining elements 48.
  • At the respective holding element 48 is a radial before jump 49 forms out for a snap mount on a roller bearing, not shown.
  • the holder 47 also has a holding disk 51 .
  • the bypass conductor 46 is a circular ring disk with a through hole 52 penetrating centrally through the axis of rotation 16.
  • FIGS. 5 and 6 - The detail Y from FIG. 4 is enlarged in FIG. 5 and is not drawn to scale.
  • the detail Z from FIG. 4 is enlarged in FIG. 6 and is not shown to scale.
  • At least the edge area 53 of the annular disk at the through hole 52 is provided for contact with a shaft (not shown), alternatively an inner ring (not shown) or alternatively with a hollow cylindrical component analogous to the component 13 shown in FIG.
  • the bypass conductor 46 is clamped axially between the retaining disk 51 and the retaining ring 50 and consists of a mesh or fabric of flow-conductive carbon fibers.
  • the retaining elements 48 are formed in one piece with the retaining ring 50 and are elastic clamps 55, with the axially directed end of which the radial projection 49 is formed in one piece with one material.
  • the retaining elements 48 are spaced apart from one another on the front side by recesses 56 .
  • Clamping elements 54 are formed in one piece and made of one material on the retaining disk 51 .
  • the retaining disk 51 rests on the back of the bypass conductor 46 and axially penetrates one of the recesses 56 with a clamping element 54 the front side 57 of the retaining ring 50 axially.
  • the retaining disk 51 on the back 59 of the retaining ring 50 and the Klemmele element 54 on the front 57 of the retaining ring 50 form a positive non-detachable clamp connection 60 between the retaining ring 50, the bypass conductor 46 and the retaining disk 51.
  • the retaining ring 50 and the retaining disk 51 are sheet metal cut components and cold formed components.
  • Figures 7, 8, 9 and 10 - Figures 7, 8, 9 and 10 show different versions of the bypass conductor (23) which is formed from loop-shaped embroidered fibers.
  • FIG. 7 The bypass conductor 23/46 is shown schematically with regard to its construction.
  • the loop-shaped embroidered fibers 61 of the bypass conductor (23/46) are embroidered in a meandering shape.
  • the loops 64 are formed both on the distal and on the proximal side to the center of the bypass ladder.
  • the concentrically arranged, embroidered fiber bundle is shown, which serves to improve fiber cohesion.
  • FIG. 8 - The bypass conductor 23/46 is shown schematically in terms of its structure.
  • the loop-shaped embroidered fibers, or fiber bundles 61, of the bypass conductor (23/46) are embroidered in a double, superimposed meander shape.
  • This embodiment also shows the further, concentrically arranged, embroidered fiber bundle.
  • FIG. 9 - The bypass conductor 23/46 is shown schematically in terms of its structure.
  • the loop-shaped embroidered fibers or fiber bundles 61 of the bypass conductor (23/46) have proximally open fiber cross-sections pointing to the axis of rotation.
  • FIG. 10 - the bypass conductor 23/46 shows loop-shaped embroidered fibers or fiber bundles of the bypass conductor (23) in polygonal form.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagervorrichtung (1), welche aus wenigstens einem Zylinderrollensatz, einem Lagerring und einer Bypass-Vorrichtung (20) gebildet ist sowie außerdem ein erstes Maschinenelement (30) und ein zweites Maschinenelement (31 ) aufweist. Über die Bypass-Vorrichtung (20) ist wenigstens eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Maschinenelement (30) und dem zweiten Maschinenelement (31 ) ausgebildet, die mittels eines Bypass-Leiters (23) aus schlaufenförmig verstickten Fasern realisiert ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung Wälzlagervorrichtung Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Wälzlagervorrichtung, welche aus wenigstens einem Zylin derrollensatz, einem Lagerring und einer Bypass-Vorrichtung gebildet ist.
Hintergrund der Erfindung
Rotorwellen in elektrischen Maschinen sind zumeist mit Wälzlagern gelagert. Zwi schen den Rotorwellen und Gehäusen von Elektromotoren und Generatoren entste hen häufig ungewollte Spannungspotenziale. Bei fehlenden Gegenmaßnahmen ent laden sich diese Spannungspotenziale über die Wälzlager. Der dabei durch das be troffene Wälzlager fließende Strom kann Funken im Wälzkontakt zwischen den Wälz körpern und den Laufbahnen generieren. Die Wälzlaufbahnen werden durch Schmelzvertiefungen bzw. Erosionsvertiefungen geschädigt.
Es sind bereits Maßnahmen bekannt, die den Aufbau der Spannungspotenziale bzw. den Abbau dieser Spannungspotenziale über die Wälzlager verhindert sollen. Einge setzt werden zum Beispiel Bypass-Vorrichtungen, mit denen Entladungen über soge nannte Wellenerdungsringe bypassartig um die Wälzlager des Elektromotors „herum“ geführt sind. In DE 10 2016 010 926 A1 ist eine derartige und aus einem Wellener dungsring bestehende Bypass-Vorrichtung offenbart. Dieser Wellenerdungsring weist einen scheibenförmigen elektrisch leitfähigen Bypass-Leiter auf, welcher zum Gehäu se hin zwischen zwei leitfähigen Winkelblechen eingeklemmt ist und welcher innen elastisch vorgespannt an einer Welle anliegt. Die den Halter des Bypass-Leiters bil denden Winkelbleche sind an beliebigen geeigneten Stellen in ein Gehäuse einge setzt. Der Bypass-Leiter besteht aus leitfähigem Material, welches einen geringen Widerstand gegen fließende Ströme aufweist als zum Beispiel Stahl. Der Vorteil einer derartigen Bypass-Vorrichtungen besteht darin, dass der Wellenerdungsring einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Bypass-Leiter werden von der Fachwelt auch gerne in Dichtungsvorrichtungen inte griert. Ein Beispiel einer als Bypass-Leiter ausgeführten Vorschaltdichtung ist mit DE 102014 010269 B4 offenbart. Die Vorschaltdichtung ist einer Hauptdichtung dichtend in Reihe vorgeschaltet und stellt zugleich als Bypass-Leiter eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen zwei Maschinenelementen her. Der scheibenförmige Bypass- Leiter soll zugleich die Dichtlippe der Hauptdichtung gegen Verunreinigungen aus der Umgebung schützen und ist an der Hauptdichtung befestigt. Die Hauptdichtung sitzt mit einem aus einem Winkelblech gebildeten Halter in dem Gehäuse.
Generell sind Wälzlager-Hersteller daran interessiert, derartige Bypass-Leiter in direk ter und unmittelbarer Nähe der Wälzlager einzusetzen, die den anfangs geschilderten Schädigungen durch Abbau der Spannungspotenziale ausgesetzt sein können. Dar über hinaus sollen die Bypass-Leiter möglichst platzsparend untergebracht sein. Des halb werden solche Bypass-Leiter zum Beispiel in die Hauptdichtungen von Wälzla gern integriert. Eine derartige Vorrichtung ist mit DE 10201524044 A1 offenbart. Die in dieser Vorrichtung eingesetzte Hauptdichtung ist mit leitfähigem Füllstoff durch setzt.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wälzlagervorrichtung zu schaffen, welche sich einfach und kostengünstig hersteilen lässt.
Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß Erfindung ist vorgesehen, dass der Bypass-Leiter, der von dem Halter, welcher radial zwischen dem Lagerring und dem radial gesehen aussenliegenden Maschinenelemente an dem Lagerring befestigt ist, gehalten wird, aus schlaufenförmig verstickten Fasern besteht. Der Lagerring sitzt dabei in dem radial gesehen außenliegenden Maschinen elemente. Der Halter sitzt auf dem Außenring radial zwischen dem Lagerring und ei- nem Gehäuse. Der Halter weist einen Haltering oder mehr Halteringe sowie eine Hal tescheibe oder mehr Haltescheiben auf. Stromableitende Bypässe finden zumeist bei Rillenkugellagern Anwendung, da bedingt durch den punktförmigen Kontakt zwischen Wälzkörper und Laufbahn, vor allem in Bereichen niedriger Kontaktflächenpressung, blitzartige Entladungen stattfinden können, die Wälzkörper, Laufbahnen und Schmierstoffe schädigen. In dem hier vorliegenden Fall kommt der Bypass bei einem Zylinderrollensatz zum Einsatz, obwohl dort in der Regel, bedingt durch den linienför migen Wälzkörperkontakt und damit den größeren Durchgangswiderstand, Schädi gungen durch Stromdurchgang eher selten zu beobachten sind. Desweiteren kom men bei Carbonfaserbauteilen zumeist auf Grund günstigerer und einfacherer ferti gungstechnischer Umsetzung Halbzeuge aus Gewebe zum Einsatz, die anschließend in eine Polymermatrix einlaminiert werden. Positionierte Fasern, auch unter „Tailored Fibre Placement“ bekannt, werden derzeit lediglich aus ästhetischen Gründen bei Sichtbauteilen aus Carbon oder zur gezielten Versteifung von Funktionsbauteilen ein gesetzt, da dies einen sehr hohen Aufwand in der Fertigung erzeugt. Somit, aus die sen Aspekten für die hier vorgesehen Applikation abwegig, wird hier eine besondere, kostenintensive Technologie eingesetzt, um sich die leitfähigen Eigenschaften der Kohlefasern gezielt zunutze zu machen.
Unter dem nachfolgend zur Verwendung kommenden Begriff „verstickte Fasern“ sind sowohl einzelne Fasern als auch Faserpaare oder Faserbündel zu verstehen. Der Begriff Versticken beschreibt nachfolgend jegliches Verbinden der Fasern, Faserpaa re oder -bündel, welches einen zusätzlichen Faden zum Verbinden nutzt. Als äquiva lent kann hierbei somit auch Vernähen, Verhäkeln oder ähnliches gesehen werden.
Die hier beschriebene Ableiteinrichtung ist sowohl aus einem Halter aufgebaut, der zur Luftdurchlässigkeit Aussparungen vorsieht, als auch aus dem Bypass-Leiter, der luftdurchlässig ist und Druckdifferenzen vermeidet.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die schlaufenförmig verstickten Fa sern des Bypass-Leiters in Mäanderform verstickt sind. Auf Grund des hohen Positio nieraufwandes und damit verbundenen hohen Zykluszeiten würden für kreisförmige Bauteile in der Regel ausgestanzte Geweberonden oder radial umlaufende, also kreisförmige Muster eingesetzt werden. Um gezielt die in Faserrichtung bessere Leit fähigkeit zu nutzen, kommt für die hier genannte Applikation eine schlaufenförmige Ausgestaltung des Bypass-Leiters zur Anwendung. Diese erstreckt sich im idealen Fall vom äußeren Bereich des Halters bis hin zum Kontaktbereich mit dem weiteren, zueinander beweglichen Maschinenelement.
In einer weiteren Ausführungsform sind die schlaufenförmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters in einer doppelten, überlagerten Mäanderform verstickt. Dies ist be sonders geeignet um eine noch höhere Anzahl von Einzelfasern zur Übertragung von elektrischen Strömen, zur Reduzierung des elektrischen Widerstandes, bei gleichzei tig flacher Bauform zu realisieren.
In der Wälzlagervorrichtung kann der Bypass-Leiter auch in der Form ausgebildet sein, dass die verstickte Schlaufenform der Fasern eine Polygonform abbildet. Dies bedeutet, dass die Schlaufen das Zentrum, d.h. das innere Maschinenelement, um greifen.
Weiterhin kann der Bypass-Leiter in der Form ausgebildet sein, dass die schlaufen förmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters zur Rotationsachse hin proximal offene Faserquerschnitte aufweisen. Somit ist der Bypass-Leiter in der Form aufgebaut, dass die Schlaufen lediglich in den distalen Abschnitten realisiert sind und die Faserquer schnitte, die zur Rotationsachse hin weisen, offen sind. Somit stellt der Bypass-Leiter einzelne Schlaufen dar, die miteinander verstickt sind.
Die Bypass-Vorrichtung kann einen Bypass-Leiter in der Form beinhalten, dass die schlaufenförmig verstickten Fasern des mit einem weiteren, konzentrisch angeordne ten, Faserbündel verstickt sind. Somit kann ein noch weiter verbesserter Zusammen halt der Fasern gewährleistet werden und eine Verunreinigung des Lagers oder des Einbauraums der Wälzlagervorrichtung durch Faserverlust vermieden wird. Zudem erhöht das Versticken mit einem weiteren, konzentrisch angeordneten Faserbündel die Steifigkeit des Bypass-Leiters, was einen zentrischen Faserverlauf der ström lei tenden Fasern sicherstellt. Die schlaufenförmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters der Wälzlagervorrichtung umfassen in einer bevorzugten Ausführungsform Bestandteile von Kohlenstoff oder Derivaten des Kohlenstoffs. Diese Bestandteile sind zur Strom leitung in einem By pass-Leiter einer Wälzlagervorrichtung besonders geeignet, da sie durch eine hohe Elastizität mit einer hohen Bruchdehnung sowie einer sehr gute elektrische Leitfähig keit charakterisiert sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Wälzlagervorrichtung sind die schlau fenförmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters auf einem textilen Grundgewebe verstickt. Dies ermöglicht die ideale Positionierung der Fertigung. Des Weiteren kann der Bypass-Leiter so eine besondere Charakteristik im Einsatz hinsichtlich Verschleiß und elektrischem Verhalten aufweisen. Es ist denkbar, das textile Grundgewebe in einem nachfolgenden Schritt, beispielsweise einem Waschvorgang, wieder aufzulö sen.
In die Wälzlagervorrichtung sind eine oder mehrere Bypass-Vorrichtungen integriert. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Bypass-Leiter an den Lagerring des Zylinderollensatzes angebunden ist, dass er radial platzsparend nicht im Inneren des Wälzlagers sondern im Sitz des Lagerrings befestigt ist - d.h. außen am Lagerring zwischen einem Gehäuse und dem Lageringe des Wälzlagers. Es wird für die Befes tigung des Bypass-Leiters kein gesonderter axialer Bauraum benötigt. Der radiale Bauraum steht aufgrund der Abmessungen des Lagerrings des Zylinderrollensatzes bereits zur Verfügung. Dies wirkt sich positiv auf die Anwendung in Wälzlagervorrich tungen mit Zylinderrollensätzen aus, in welchen wenig radialer und axialer Bauraum für die Unterbringung von Bypässen vorhanden ist. Der begrenzte Raum kann voll ständig für die Unterbringung der Bypass-Vorrichtung genutzt werden. Die Bauteile zur Befestigung des Bypass-Leiters müssen darum auch nicht so filigran ausgebildet sein und können deshalb oft auch kostengünstiger hergestellt werden.
Die Wälzlagervorrichtung weist einen Zylinderrollensatz sowie einen Lagerring auf. Es ist denkbar, dass ein weiterer Lagerring vorhanden ist oder die Zylinderrollen direkt auf der Welle oder Hohlwelle abrollen. Die Wälzlagervorrichtung kann zudem eine Dichtung aufweisen, die radial zwischen den dem Lagerring und der Welle, oder dem Lagerringen und einem weiteren Maschinenelement angeordnet ist und beliebig aus gebildet ist, beispielsweise eine oder mehrere Dichtlippen im Kontakt hat. Somit kann diese mit einem weiteren Lagerring, demnach dem Innenring, der Welle oder einem Wellenabsatz oder einem Außenring in Kontakt stehen.
Die Bypass-Vorrichtung ist auf einer Seite der Wälzkörper in axialer Richtung ange ordnet, so dass zwischen dem Zylinderrollensatz und der Bypass-Vorrichtung ein Zwi schenraum ausgebildet ist. Über die Bypass-Vorrichtung ist wenigstens eine elektri sche Verbindung zumindest zwischen dem ersten und dem zweiten Maschinenele ment ausgebildet. Es ist also auch denkbar, dass über die Bypass-Vorrichtung auch weitere elektrisch leitende Verbindungen zwischen weiteren Maschinenelementen permanent oder sogar vorzugsweise zu- und abschaltbar ausgebildet sind.
Die Bypass-Vorrichtung ist aus einem oder mehreren Haltern und einem oder mehre ren elektrisch leitfähigen Bypass-Leitern zusammengesetzt. Der Halter sitzt erfin dungsgemäß in einem bzw. auf dem Lagerring des Wälzlagers. Der Halter ist ein be liebig ausgeführtes Bauteil, welches geeignet ist, den Bypass-Leiter im Wälzlager zu halten. Die Eigenschaften des Bypass-Leiters können exakt individuell auf den Durchgangs- bzw. Entladungswiderstand des Wälzlagers abgestimmt werden.
Der jeweilige Halter und der Bypass-Leiter sind elektrisch leitfähig miteinander ver bunden. Der Halter ist selbst leitend oder der Bypass-Leiter und das Maschinenele ment sind über einen separaten elektrischen Leiter miteinander verbunden - bei spielsweise über eine leitende Hülse. Generell ist die Bypass-Vorrichtung so ausge führt, dass sich Spannungspotenziale über diese Bypass-Vorrichtung und nicht über den Zylinderrollensatz entladen.
Mit dem mindestens einen Zylinderrollensatz sind zwei Maschinenelemente gegenei nander drehbar gelagert. Dabei ist eines der Maschinenelemente oder das andere Maschinenelement um die Rotationsachse des Wälzlagers rotierbar mittels des Zylin- derrollensatz gelagert oder das eine bzw. andere Maschinenelement ist gehäusefest. Alternativ sind beide Maschinenelemente relativ zueinander um die Rotationsachse des Zylinderrollensatz rotierbar angeordnet. Maschinenelemente sind Wellen, bei spielsweise Rotorwellen einer elektrischen Maschine, Gehäuse, beispielsweise La gerschilde oder Gehäuse bzw. Gehäuseabschnitte oder Lagerschilde einer elektri schen Maschine, Zahnräder oder Wellen bzw. Gehäuse eines Getriebes oder beliebi ge andere Maschinenelemente, die geeignet sind, mittels Wälzlagern aneinander oder gegeneinander gelagert zu werden.
Die Rotationsachse des Zylinderrollensatz ist in den betrachteten Fällen immer axial ausgerichtet und kann aber horizontal oder vertikal als auch schräg orientiert im Raum verlaufen. Radial ist senkrecht quer zur Rotationsachse.
Der Zylinderrollensatz dient der drehbaren Lagerung von Maschinenteilen, - Elementen und Baugruppen und weist zur Verminderung der Reibung zylindrische Wälzkörper auf, welche zwischen Lagerring und einem weiteren Kontaktpartner, bei spielsweise einem zweiten Lagerring oder einer Welle abwälzen und somit die Rei bung in der drehbaren Lagerung verringern.
Der Zylinderrollensatz kann einen Käfig zur Führung der Wälzkörper aufweisen und wird, wie schon zuvor ausgeführt, mit einem Lagerring und einem weiteren Abrollpart ner, zum Beispiel mit einem weiteren Lagerring oder einer Welle zur einer Wälzlager anordnung verbaut. Alternativ kann die Wälzlageranordnung auch mehr als nur einen Innen- und oder Außenring aufweisen. Darüber ist der Lagerring, oder die Lagerringe alternativ auch geteilt und weisen eine Laufbahn oder einen Anteil einer Laufbahn auf. Am radial innenliegenden Kontaktpartner, also der Welle oder dem Innenring sind gewöhnlich eine oder mehrere Außenlaufbahnen ausgebildet und am Außenring dementsprechend eine oder mehrere Innenlaufbahnen. Die an den Laufbahnen ab wälzenden Wälzkörper sind rollenförmige Körper. Die Rollen sind, wie bereits zuvor genannt, oft in Käfigen geführt und gehalten. Die Wälzkörper sind entweder in einer Reihe in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet oder alternativ weist die Anord nung mehrere nebeneinander angeordnete Reihen Wälzkörper auf. Unter dem Bypass ist im Sinne der Erfindung die Umführung eines Stromes bzw. ei ner Spannung um ein oder mehrere Wälzlager und oder/Maschinenteile zu verstehen. Die Wälzkörper und der Lagerring sind gewöhnlich aus Wälzlagerstahl und berühren sich an der, beziehungsweise den Laufbahnen. Die dabei gebildeten Kontaktzonen sind potenzielle Durchgänge für Ströme, an denen die gefürchteten Entladungen zu den bereits im Kapitel „Hintergrund der Erfindung“ beschriebenen Beschädigungen der Laufbahnen führen.
Durch den Bypass bzw. durch die Bypass-Vorrichtung sollen die Ströme umgeleitet werden. Das kann zum einen dadurch „gesteuert“ werden, dass die Bypass- Vorrichtung bzw. auf jeden Fall der Bypass-Leiter gegenüber dem Wälzlager ver gleichsweise geringere elektrische oder spezifische elektrische Widerstände aufwei sen.
Es ist denkbar, dass der Zylinderrollensatz gegen Stromdurchgang isoliert ist. Bei spielsweise ist es denkbar, dass zwischen dem Lagerring bzw. Lagerringen und dem Maschinenelement, auf/in welchem der Lagerring sitzt, ein Isolator bzw. eine Isolati onsschicht aufgebracht ist. In diesem Fall führt der Bypass die Entladungen nur über die Bypass-Elemente der an dem Wälzlager sitzenden Bypass-Vorrichtung an dem Zylinderrollensatz vorbei aber nicht hindurch. In diesem Fall sitzt der Halter an bzw. auf dem isolierten Lagerring und hat aber leitenden Kontakt mit dem Maschinenele ment. Zum Beispiel sitzt der Halter auf dem Außenring und ist elastisch federnd ge gen das Gehäuse vorgespannt. Alternativ oder kombiniert mit anderen Maßnahmen ist es auch denkbar, dass die Wälzkörper zum Beispiel aus nicht elektrisch leitendem Material wie zum Beispiel Keramik sind. Die Bypass-Vorrichtung muss in diesem Fall den Strom nur umleiten.
Wie zuvor erwähnt, weist der Halter einen Haltering oder mehr Halteringe sowie eine Haltescheibe oder mehr Haltescheiben auf. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Halter bzw. der Haltering mit wenigstens einer, vorzugsweise mehrerer am Umfang um die Rotationsachse des Wälzlageranordnung verteilten, sich axial durchgängig durch einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden und ringschei benförmig ausgebildeten Grundkörper erstreckenden Ausnehmung versehen ist. Die Haltescheibe greift mit wenigstens einem Halteclip in die Ausnehmung ein und ist an dem Grundkörper gehalten. Der Bypass-Leiter ist axial zwischen dem elektrisch leit fähigen Haltering und der Haltescheibe gehalten. Der Halteclip oder die Halteclips sind formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Ausnehmung verrastet oder einge hakt. Eine derartige Anordnung lässt sich vorteilhaft einfach montieren. Die Einzelteile des Halters sind kostengünstig aus Blech herstellbar.
Ein Charakteristikum der Erfindung liegt darin, dass das Design der Bypass- Vorrichtung ausschließlich auf die Stromleitfähigkeit und die Einbausituation aber nicht auf eine Dichtfunktion gerichtet ist. Wenn Bypass-Leiter in Dichtungssysteme integriert werden, müssen Kompromisse hinsichtlich der Wahl von Materialeigen schaften der Dichtungen und auch des Bypass-Leiters eingegangen werden. Bei der Auslegung des Bypass-Leiters einer Bypass-Vorrichtung müssen bei der Wahl und Gestaltung des Materials vorteilhaft nur die Anforderungen an die Strom leitfähigkeit und Verschleißfestigkeit berücksichtigt werden. In dem Bypass-Halter bzw. der By pass-Vorrichtung ist eine für Medien frei durchlässiger Durchgang von der Umgebung vor des Bypass-Halters aus in den Zwischenraum garantiert.
Eine Möglichkeit der Umsetzung der Wälzlagervorrichtung ist, das Halteelement bzw. den Haltering so auszuführen, dass er mehrere über den Umfang des einen der La gerringe verteilt Klammern aufweist bzw. die Halteelemente derartige Klammern sind. Diese Klammern sind radial zwischen dem Lagerring und dem Maschinenelement, beispielsweise zwischen dem Außenring und einem Gehäuse bzw. zwischen dem Innenring und einer Welle angeordnet und übergreifen dabei den Lagerring axial und hintergreifen den Lagerring radial. Die Klammern sind elastisch federnd ausgebildet und radial zwischen einem der Maschinenelemente und dem Lagerring radial gegen den einen der Lagerringe vorgespannt.
Der Vorteil dabei ist, dass die Zonen an dem Lagerring, an welcher der Haltering be festigt ist bzw. gegen welche die Halteelemente gegen den Lagerring vorgespannt sind, nicht feinbearbeitet werden müssen, denn die Halteelemente sind zumindest radialelastisch gegen diese Zone vorgespannt. Die Elastizität der einzelnen Halteele mente ist dadurch gewährleistet, dass diese umfangsseitig um die Rotationsachse des Zylinderrollensatzes durch die axial durchgängigen Ausnehmungen voneinander getrennt sind. Dadurch sind die Halteelemente ausgehend von einer Basis am Halte ring um einen sich radial erstreckenden elastischen Hebel verlängert. In Verbindung mit einer Schnappgeometrie kann das Halteelement beim Aufpressen große Toleran zen überbrücken und ist sicher axial sowie radial fixiert. Die Halteringe sind aus Blech oder Federstahl einfach und kostengünstig herzustellen.
Eine weitere Möglichkeit der Umsetzung der Wälzlagervorrichtung sieht vor, dass ein oder mehrere an der Haltescheibe bzw. separat ausgebildete Klemmelemente bzw. Halteclips, jedes/jeder jeweils oder auch mehr als eines/einer, in eine der Ausneh mungen eingreifen und die Haltescheibe und den Haltering formschlüssig aneinander halten. Dabei ist der Bypass-Leiter axial zwischen dem Klemmelement und dem Hal ter bzw. zwischen der Haltescheibe und dem Haltering eingeklemmt. Das Klemmele ment kann zum Beispiel eine einfache Klammer sein, die in die Ausnehmung einge setzt wird oder das Klemmelement bzw. der Halteclip sind an dem Haltering des Hal ters ausgebildet. Klemmelemente sind lösbar oder unlösbar an den Haltering ge klemmt und Halteclips sind zum Beispiel in die Ausnehmungen formschlüssig geclipst bzw. eingeschnappt und unter Umständen auch wieder lösbar.
Weiterhin denkbar ist, dass der Halter im Kontakt mit dem Lagerring elektrisch leitend an dem Lagerring anliegt. Der Halter ist aus elektrisch leitfähigem Material oder leitfä hig beschichtet bzw. mit leitfähigen Elementen versehen. Entscheidend ist, dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Maschinenelement und dem Halter entweder über den elektrisch leitfähigen Lagerring oder im direkten Kontakt mit dem Halter ausgebildet ist. Der Lagerring ist aus einem leitfähigen Werkstoff bzw. elektrisch leitfähig beschichtet. Generell ist in diesem Fall davon auszugehen, dass der elektrische Widerstand der Bypass-Vorrichtung geringer ist als der elektrische Widerstand im Durchgang durch die Wälzkontakte der Wälzlageranordnung. Die Wälzkontakte sind die Kontakte, an denen im Betrieb oder bei Stillstand des je weiligen Wälzlagers die Wälzkörper an der oder den Laufbahnen anliegen. Die Zonen des Wälzkontakts sind damit die Zonen, in denen die Wälzkörper bei Betrieb des Wälzlagers an der oder den Wälzlaufbahnen des oder der Lagerringe oder der Welle abrollen. Die elektrisch leitfähige Verbindung zu Entladung der Spannungspotenziale zwischen dem ersten und zweiten Maschinenelement wird mittels der Bypass- Vorrichtung hergestellt. Wie schon anfangs erwähnt, können die Maschinenelemente Gehäuse oder Wellen alternativ auch andere Maschinenteile sein. So ist denkbar, dass das zweite Maschinenelement auch ein Innenring des Wälzlagers ist. Somit ist es nicht ausgeschlossen, dass wenigstens ein Lagerring des Wälzlagers leitender Bestandteil der Bypass-Vorrichtung ist.
Es ist weiterhin denkbar, dass das zweite Maschinenelement ein hohlzylindrisches Bauteil ist. In diesem Fall ist das hohlzylindrische Bauteil Bestandteil der Bypass- Vorrichtung, insbesondere dann, wenn der Zylinderrollensatz mit einem Lagerring mit Bypass-Vorrichtung als eine Baueinheit zur Montage vorbereitet ist. Oft wird bei Ge triebeherstellern um jeden Millimeter Bauraum gekämpft. Die Höhe der Borde, die sich seitlich der Wälzlaufbahnen radial über die jeweilige Wälzlaufbahn erheben, be einflusst die radiale Abmessung des Ringspaltes zwischen dem Innenring und Außen ring. Durch diese Maßnahmen kann der durch den verbleibenden Ringspalt für den Einbau einer Bypass-Vorrichtung zu gering sein. Darüber hinaus wird eine radiale Kontaktfläche für den Kontakt des Bypass-Leiters mit entweder einem Maschinene lement oder dem Lagerring benötigt, auf der der Bypass-Leiter den leitenden Über gangskontakt zwischen dem Maschinenelement oder dem Lagerring herstellt. Dazu kann entweder eine Welle, eine Hohlwelle oder ein verlängerter Lagerring als Kontakt fläche vorbereitet sein. Hierbei sind stromleitende Beschichtungen an der Gegenlauf fläche des Bypass-Leiters besonders geeignet. Weiterhin kann diese Kontaktfläche auf einem Maschinenelement in Form eines hohlzylindrischen Bauteils, welches ent weder an dem Lagerring befestigt ist oder auf dem Maschinenelement sitzt, vorberei tet werden. Das hohlzylindrische Bauteil kann in einfachster Weise als eine von einem Rohr abgestochene oder aus einem Blech gewickelte bzw. gezogene Hülse ausgebil det sein. Eine derartige Hülse lässt sich kostengünstig hersteilen und auch beispiels- weise mit einer leitfähigen Beschichtung versehen. Sie ist vorteilhaft gegen verschie denster Ausführungen ihrer selbst austauschbar, ohne dass der Zylinderrollensatz an sich geändert werden muss.
Durch die Hülse wird vorteilhaft radialer Bauraum gespart, sodass mehr radialer Platz für die Bypass-Vorrichtung zur Verfügung steht. Darüber hinaus kann die Hülse vor teilhaft hinsichtlich ihrer Gestalt als auch in der Wahl ihrer Werkstoffe gezielt als leit fähigen Komponente so ausgeführt werden, wie das beispielsweise bei einem Lager ring nicht möglich wäre - denn generell sind bei der Gestaltung und der Werkstoff wahl eines Lagerrings vorrangig die Anforderungen an die Tragfähigkeit und Lebens dauer eines Wälzlagers zu berücksichtigen. Darüber hinaus können bei der Beschich tung bzw. bei der Werkstoffwahl der Hülse vorteilhaft besondere Reib- bzw. Gleitei genschaften in der Kontaktzone mit dem Bypass-Leiter berücksichtigt werden.
Der Zylinderrollensatz sowie alle bisher erwähnten Komponenten sind, gegebenen falls auch darüber hinaus in Kombination mit einem oder beiden Maschinenelementen als eine in sich selbsthaltende Baueinheit ausgeführt. Durch eine derartige Baueinheit werden zum einen die Lager- und Transportkapazitäten positiv klein gehalten und zum anderen ist der Aufwand bei der Montage der Wälzlagervorrichtung in ein Fahr zeuggetriebe, eine elektrische Maschine, eine elektrisch betriebene Achse oder in eine andere beliebige Anlage im Vergleich zu einer Einzelmontage der Komponenten vorteilhaft geringer.
Der Zylinderrollensatz der von der Erfindung betroffenen Wälzlagervorrichtung kann mit oder ohne Käfig(e) geführt sein. Ein Käfig weist einen oder zwei Seitenränder auf. Oft wird bei Getriebeherstellern, wie zuvor schon erwähnt, um jeden Millimeter Bau raum gekämpft. Das wirkt sich auch auf die Anforderungen an den Zylinderrollensatz aus, welche folgerichtig in möglichst axial platzsparende Bauweise ausgeführt sein sollen. Die vorgenannte Maßnahme trägt auch dazu bei, axialen Bauraum zu sparen. Dieser Vorteil ergibt sich daraus, dass die Halteelemente des Halterings den Lager ring in axialer Richtung übergreifen und radial hintergreifen. Dazu ist, wie mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, eine radialer Ringspalt zwischen dem Lagerring und dem Maschinenelement ausgebildet. Die Halteelemente greifen von einer Seite vom Ende des Lagerring aus axial in den, beispielsweise zwischen dem Außenring und dem Gehäuse ausgebildeten, Ringspalt ein. Vorhandener Bauraum wird genutzt, ohne dass der Lagerring zwecks einer Haltezone zur Befestigung der Bypass-Vorrichtung axial verlängert werden muss.
Es ist denkbar, die Wälzlagervorrichtung so auszuführen, dass bei dem Einsatz von Zylinderrollensätzen mit Käfig(en) zumindest ein den Seitenrand axial in Richtung des Bypass-Leiters begrenzendes Ende des Seitenrandes oder besser noch der gesamte Seitenrand des Käfigs radial zwischen der Rotationsachse und dem Halteelement der Bypass-Vorrichtung um die Rotationsachse verläuft. Die Befestigung für die Bypass- Vorrichtung benötigt axial keinen zusätzlichen Bauraum.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
- Figur 1 - ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagervorrich tung 1 in einem Teilschnitt entlang der Rotationsachse 16;
- Figur 2 - ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzla gervorrichtung 1 in einem Teilschnitt entlang der Rotationsachse 16;
- Figur 3 - ein Ausführungsbeispiel der Wälzlagervorrichtung nach Figur 1 ohne das erste Maschinenelement (4)
- Figur 4 - ein Ausführungsbeispiel einer Bypass-Vorrichtung 20 in einem Längsschnitt;
- Figur 5 - das Detail Y der in Figur 4 dargestellten Bypass-Vorrichtung;
Figur 6 - das Detail Z der in Figur 4 dargestellten Bypass-Vorrichtung, - Figur 7 - ein Ausführungsbeispiel des Bypass-Leiters 23 mit schlaufenförmig verstickten Fasern in Mäanderform,
- Figur 8 - ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bypass-Leiters 23 mit schlau fenförmig verstickten Fasern in überlagerter Mäanderform,
- Figur 9 - ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bypass-Leiters 23 mit zur Ro tationsachse proximal offenen Faserquerschnitte und
- Figur 10 - ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bypass-Leiters 23 mit schlau fenförmig verstickten Fasern in Polygonform.
Figur 1 - Die Wälzlagervorrichtung (1) ist aus dem Zylinderrollensatz, einem Lager ring (5, 11) und einer Bypass-Vorrichtung (20) gebildet und weist ein erstes Maschi nenelement (30) und ein zweites Maschinenelement (31) auf. Das erste Maschinene lement (30) kann beispielsweise als Gehäuse (4) ausgebildet sein, das zweite Ma schinenelement (31) beispielsweise als Welle, als Hohlwelle (9) oder als Lagerinnen ring. Der Zylinderrollensatz umfasst eine Mehrzahl von Zylinderrollen (8) und kann einen Käfig (7) aufweisen. Der Lagerring (6) ist dabei konzentrisch auf einer axial ausgerichteten Rotationsachse (16) des Zylinderrollensatzes (2) angeordnet. Der Zy linderrollensatz (2) ist mit radial zwischen dem Lagerring (6) und dem zweiten Ma schinenelement (31) angeordneten Zylinderrollen (8) versehen, wobei dieser radial quer zur Rotationsachse (16) gerichtet ist. Über die Bypass-Vorrichtung (20) ist eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Maschinenelement (30) und dem zwei ten Maschinenelement (31) ausgebildet. Die Bypass-Vorrichtung (20) weist einen Hal ter (21) und wenigstens einen elektrisch leitfähigen Bypass-Leiter (23) auf, wobei der Halter (21) und Bypass-Leiter (23) elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Der Halter (21) ist radial zwischen dem Lagerring (6) und einem der Maschinenelemente (4, 30) an dem Lagerring (5, 11) befestigt. Der Halter hält den Bypass-Leiter (23), wobei der Lagerring (6) an dem Maschinenelement (31) befestigt ist. Der Bypass- Leiter (23) ist aus schlaufenförmig verstickten Fasern gebildet. Figuren 2 - Die Wälzlagervorrichtung (1) kann in einer bevorzugten Ausführung ein als eine Hülse 13 ausgeführtes zweites Maschinenelement 31 aufweisen. Dies Hülse (13) ist innen und seitens der Bypass-Vorrichtung 20 an einer Durchmesser-Stufe mit einer innenzylindrisch ausgebildeten Innen-Sitzfläche 38 versehen, an der die als hohlzylindrisches Bauteil ausgeführte Hülse 13, beispielsweise durch einen Presssitz gehalten, sitzt.
Die Bypass-Vorrichtung 20 weist einen Halter 21, eine Haltescheibe 24, einen elektrisch leitfähigen Bypass-Leiter 23 und die Hülse 13 auf. An einem sich radial er streckenden Grundkörper 27 eines Halterings 22 des Halters 21 sind Halteelemente 25 ausgebildet, von welchen in der Darstellung nach Figur 1 und 2 lediglich ein Hal teelement 25 sichtbar ist. Der Außenring 11 ist außen mit einer Durchmesser-Stufe versehen, an der eine Außen-Sitzfläche 39 ausgebildet ist. Die zylindrisch ausgebilde te Außen-Sitzfläche 39 weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der Außen durchmesser des Außenrings 11 für den Gehäusesitz. Der Außen-Sitzfläche 39 schließt sich axial eine radiale Vertiefung 40 an, welche aus umfangsseitig zueinander benachbarten Vertiefungen 40 bestehen könnte, in diesem Fall jedoch als eine Ringnut 40 ausgebildet ist. Klammern 29 der Halteelemente 25 sind radial federelas tisch und werden bei der Montage auf den Überhang aufgeschoben, bewegen sich dabei elastisch nach außen, erstrecken sich axial über die Außen-Sitzfläche 39 bis zur Ringnut 40 und schnappen schließlich mit den radialen Vorsprüngen 41 in die Ringnut 40 ein, sind anschließend radial mit den Rastvorsprüngen 41 in der Ringnut 40 verrastet und liegen dabei vorzugsweise radial an der Außen-Sitzfläche 39 an bzw. sind gegen diese radial vorgespannt.
Der Bypass-Leiter 23 ist axial zwischen der Haltescheibe 24 und einem Grundkörper 27 des Halterings 22 eingeklemmt. Die Haltescheibe 24 ist mit Halteclips 28 an dem Grundkörper 27 fest. Von den Halteclips 28 ist im Bild aufgrund der Schnittdarstellung lediglich ein Halteclip 28 sichtbar. In der Wälzlagervorrichtung 2 besteht eine elektri sche Verbindung zwischen dem Außenring 11 über die Klammern 29 und die Ring- scheibe 22 zu dem Bypass-Leiter 23 und von dem Bypass-Leiter 23 auf die Hülse 35 und von der Hülse 35 auf den das zweite Maschinenelement 9, 31.
Figuren 3 - Figur 3 zeigt einen Teil der Wälzlagervorrichtung 2 ohne das erste Ma schinenelement 4, 30. Diese ist von der einen Seite im Wesentlichen durch den Hal tering 22 abgedeckt. Der Haltering 22 ist mit durch ihn axial durchgängig hindurchge henden Ausnehmungen 26 versehen. Die Ausnehmungen 26 sind in diesem Falle radial nach außen hin offen und zu beiden Seiten in Umfangsrichtung hin durch je weils einen Hebelarm 37 eines Halteelements 25 und in radialer Richtung nach innen durch den Grundkörper 27 des Halterings 22 begrenzt. Alternativ ist es auch möglich, dass die Ausnehmungen Fenster in nicht dargestellter Form sind, welche auch radial nach außen von dem Material des Grundkörpers 27 begrenzt sind. Die Ausnehmun gen 26 können wahlweise kurvenförmige Konturen oder die dargestellten rechtecki gen Konturen aufweisen. Der jeweilige Halteclip 28 greift durch die jeweilige Ausneh mung 26 axial hindurch und ist an dem Haltering 22 formschlüssig befestigt.
Figur 1-3 - Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Gehäuse 4 und der Bypass-Vorrichtung 20 ist über den Außenring 11 hergestellt. Über die Bypass- Vorrichtung 20 ist auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Maschinenelement 30 und dem zweiten Maschinenelement 9, 3 ausgebildet. Die elektrische Verbindung führt über den Halter 21 zu dem Bypass-Leiter 23. Der By pass-Leiter 23 liegt schleifend im Kontakt mit dem zweiten Maschinenelement 9, 3 und gegebenenfalls dem als die Hülse 13 ausgebildeten Bauteil 13 ist wahlweise von dem Innenring 12 nicht ström leitend isoliert und steht zum Beispiel durch einen Presssitz im Kontakt mit der Welle 9. Die Welle 9 oder alternativ die Hülse 35 ist in diesem Falle das zweite Maschinenelement 31. Zwischen der Hülse 35 und der Welle 9 kann ein radialer Luftspalt zumindest in der Größe einer Spielpassung ausgebildet sein. In diesem Fall kann auch wahlweise die Welle 9 das zweite Maschinenelement 31 sein. Figur 4 - Die Bypass-Vorrichtung 45 besteht aus einem Bypass-Leiter 46 und aus einem Halter 47. Ein Haltering 50 des Halters 47 ist mit sich axial erstreckenden Hal teelementen 48 versehen. An dem jeweiligen Halteelement 48 ist ein radialer Vor sprung 49 für eine Schnapphalterung an einem nicht dargestellten Wälzlager ausge bildet. Der Halter 47 weist außerdem eine Haltescheibe 51 auf. Der Bypass-Leiter 46 ist eine Kreisringscheibe mit einem zentral durch die Rotationsachse 16 durchstoße nen Durchgangsloch 52.
Figuren 5 und 6 - Das Detail Y aus der Figur 4 ist in Figur 5 vergrößert und nicht maßstäblich dargestellt. Das Detail Z aus der Figur 4 ist in Figur 6 vergrößert und nicht maßstäblich dargestellt. Zumindest der Kantenbereich 53 der Kreisringscheibe am Durchgangsloch 52 ist für den Kontakt mit einer nicht dargestellten Welle, alterna tiv einem nicht dargestellten Innenring oder alternativ mit einem hohlzylindrischen Bauteil analog des in Figur 1 dargestellten Bauteils 13 vorgesehen. Der Bypass-Leiter 46 ist axial zwischen der Haltescheibe 51 und dem Haltering 50 eingeklemmt und besteht aus einem Geflecht bzw. Gewebe von ström leitfähigen Carbonfasern. Die Halteelemente 48 sind einteilig-einmaterialig mit dem Haltering 50 ausgebildet und sind elastische Klammern 55, mit deren axial gerichteten Ende einteilig-einmaterialig jeweils der radialen Vorsprung 49 ausgebildet ist. Die Halteelemente 48 sind um fangsseitig durch Ausnehmungen 56 zu einander distanziert.
An der Haltescheibe 51 sind einteilig-einmaterialig Klemmelemente 54 ausgebildet. Die Haltescheibe 51 liegt rückseitig an dem Bypass-Leiter 46 an und durchgreift je weils mit einem Klemmelement 54 axial eine der Ausnehmungen 56. Das Klemmele ment 54 hintergreift den Haltering 50 an der Vorderseite 57 des Halterings 50 axial und liegt mit seinem radialen Ende 58 an der Vorderseite 57 des Halterings 50 axial an. Die Haltescheibe 51 an der Rückseite 59 des Halterings 50 und das Klemmele ment 54 an der Vorderseite 57 des Halterings 50 bilden eine formschlüssige nicht lösbare Klemmverbindung 60 zwischen dem Haltering 50, dem Bypass-Leiter 46 und der Haltescheibe 51. Der Haltering 50 und die Haltescheibe 51 sind aus Blech ge schnittene Bauteile und kalt geformte Bauteile. Figuren 7, 8, 9 und 10 - Figuren 7, 8, 9 und 10 zeigen unterschiedliche Ausführun gen des Bypass-Leiter (23) der aus schlaufenförmig verstickten Fasern gebildet ist.
Figur 7 - Der Bypass-Leiter 23/46 ist schematisch hinsichtlich seines Aufbaus darge- stellt. Hierbei sind die schlaufenförmig verstickten Fasern 61 des Bypass-Leiters (23/46) in Mäanderform verstickt. Die Schlaufen 64 sind sowohl auf der distalen als auch auf der proximalen Seite zum Bypass-Leiter-Zentrum ausgebildet. Des Weiteren wird das konzentrisch angeordnete, verstickte Faserbündel dargestellt, welches dem verbesserten Faserzusammenhalt dient.
Figur 8 - Der Bypass-Leiter 23/46 ist schematisch hinsichtlich seines Aufbaus darge stellt. Hierbei sind die schlaufenförmig verstickten Fasern, beziehungsweise Faser bündel 61 , des Bypass-Leiters (23/46) in doppelter, überlagerter Mäanderform vers tickt. Auch diese Ausführung zeigt das weitere, konzentrisch angeordnete, verstickte Faserbündel dargestellt.
Figur 9 - Der Bypass-Leiter 23/46 ist schematisch hinsichtlich seines Aufbaus darge stellt. Hierbei weisen die schlaufenförmig verstickten Fasern, beziehungsweise Faser bündel 61, des Bypass-Leiters (23/46) zur Rotationsachse weisend proximal offene Faserquerschnitte auf.
Figur 10 - Der Bypass-Leiter 23/46 zeigt in der hier dargestellten Ausführungsform schlaufenförmig verstickte Fasern, beziehungsweise Faserbündel des Bypass-Leiters (23) in Polygonform auf.
Bezugszeichen
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Claims

Patentansprüche
1. Wälzlagervorrichtung (1), welche aus wenigstens einem Zylinderrollensatz, ei nem Lagerring und einer Bypass-Vorrichtung (20) gebildet ist sowie außerdem ein erstes Maschinenelement (30) und ein zweites Maschinenelement (31) aufweist, wobei: der Zylinderrollensatz eine Mehrzahl von Zylinderrollen und einen Käfig umfasst, und der Lagerring (6) konzentrisch auf einer axial ausgerichteten Rotations achse (16) der Wälzlagervorrichtung (2) angeordnet sind, der Zylinderrollensatz (2) mit radial zwischen dem Lagerring (6) und dem zweiten Maschinenelement (31) angeordneten Zylinderrollen (8) verse hen ist, und wobei diese radial quer zur Rotationsachse (16) gerichtet ist, über die Bypass-Vorrichtung (20) wenigstens eine elektrische Verbin dung zwischen dem ersten Maschinenelement (30) und dem zweiten Maschinenelement (31) ausgebildet ist, die Bypass-Vorrichtung (20) einen Halter (21) und wenigstens einen elektrisch leitfähigen Bypass-Leiter (23) aufweist, und wobei der Halter (21) und Bypass-Leiter (23) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, der Halter (21) radial zwischen dem Lagerring (2) und einem Maschi nenelemente (30) an dem Lagerring (5, 11) befestigt ist sowie den By pass-Leiter (23) hält, wobei der Lagerring (2) an dem Maschinenelement (30) befestigt ist, und wobei der Bypass-Leiter (23) aus schlaufenförmig verstickten Fa sern gebildet ist.
2. Wälzlagervorrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei die schlaufenförmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters (23) mäanderförmig verstickt sind.
3. Wälzlagervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die schlaufenförmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters (23) in einer doppelt überlagerten Mäanderform verstickt sind.
4. Wälzlagervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die schlaufenförmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters (23) in Polygonform angeordnet sind.
5. Wälzlagervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die schlaufenförmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters (23) zur Rotationsachse proximal offene Faserquerschnitte aufweisen.
6. Wälzlagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schlaufenförmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters (23) mit einem weiteren, konzentrisch angeordneten, Faserbündel verstickt sind.
7. Wälzlagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schlaufenförmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters (23) Bestandteile von Kohlenstoff oder Derivaten des Kohlenstoffs umfassen.
8. Wälzlagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schlaufenförmig verstickten Fasern des Bypass-Leiters (23) auf einem textilen Grundgewebe verstickt sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023124730A1 (de) 2023-09-13 2025-03-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Ableiteinheit einer elektrischen Maschine

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021114965B4 (de) * 2021-06-10 2023-02-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlagervorrichtung
DE102023110736B4 (de) * 2023-04-26 2026-02-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlagervorrichtung
DE102023110751A1 (de) * 2023-04-26 2024-10-31 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlagervorrichtung
DE102023123822B4 (de) * 2023-09-05 2025-03-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bypass-Vorrichtung und Wälzlagervorrichtung mit einer Bypass-Vorrichtung
DE102023124200A1 (de) * 2023-09-08 2025-03-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bypass-Vorrichtung mit verbesserter Kontaktfläche und Wälzlagervorrichtung mit einer Bypass-Vorrichtung mit verbesserter Kontaktfläche
US12612942B2 (en) * 2023-11-03 2026-04-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Drivetrain assembly for an electric vehicle including an electrically conductive shunt washer
DE102024104020A1 (de) * 2024-02-14 2025-08-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlagervorrichtung
DE102024105583A1 (de) * 2024-02-28 2025-08-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bypass-Vorrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016010926A1 (de) 2016-03-03 2017-09-07 Kaco Gmbh + Co. Kg Wellenerdungsring
US20190063500A1 (en) * 2017-08-29 2019-02-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rolling bearing assembly including a crimped sealing assembly having a grounding element
DE102018115732A1 (de) * 2018-06-29 2020-01-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager mit integrierter Stromableitfunktion
DE102014010269B4 (de) 2014-07-11 2020-06-18 Carl Freudenberg Kg Vorschaltdichtung, Vorschaltdichtungsanordnung und Dichtring, umfassend die Vorschaltdichtung

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100491692B1 (ko) * 1999-11-15 2005-05-25 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 회전베어링
US8632251B2 (en) * 2010-06-24 2014-01-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bearing closure/shield for current passage in electric equipment
DE102015206520A1 (de) 2015-04-13 2016-10-13 Schunk Bahn- Und Industrietechnik Gmbh Ableitungseinrichtung
US9790995B2 (en) * 2015-10-19 2017-10-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bearing seal with integrated grounding brush
DE102015224044A1 (de) 2015-12-02 2016-10-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Dichtungselement und Dichtungsanordnung
DE102017106695B3 (de) * 2017-03-29 2018-04-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager mit integrierter Stromableitfunktion
US10253818B1 (en) * 2017-12-11 2019-04-09 Schaefler Technologies Ag & Co. Kg Bearing with electrical shunt
DE102018117315A1 (de) 2018-07-18 2020-01-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager und Lageranordnung mit diesem
WO2020194191A1 (en) 2019-03-25 2020-10-01 Troy Lance Timm Grounding device
DE102019112825A1 (de) 2019-05-16 2020-11-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Adaptionsblech für Wälzlager mit integrierter Stromableitung
CN114641921B (zh) 2019-12-11 2024-04-02 舍弗勒技术股份两合公司 用于从电动马达的转子释放电荷的放电装置
IT202000005578A1 (it) * 2020-03-17 2021-09-17 Skf Ab Assieme conduttivo ad attrito ridotto per cuscinetti
CN111379788A (zh) * 2020-04-24 2020-07-07 舍弗勒技术股份两合公司 轴承及密封装置
DE102021114965B4 (de) 2021-06-10 2023-02-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlagervorrichtung
DE102021121292B4 (de) 2021-08-17 2025-10-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlageranordnung, elektrische Maschine und Antriebsstrang
DE102021121290B4 (de) 2021-08-17 2025-11-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlageranordnung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014010269B4 (de) 2014-07-11 2020-06-18 Carl Freudenberg Kg Vorschaltdichtung, Vorschaltdichtungsanordnung und Dichtring, umfassend die Vorschaltdichtung
DE102016010926A1 (de) 2016-03-03 2017-09-07 Kaco Gmbh + Co. Kg Wellenerdungsring
US20190063500A1 (en) * 2017-08-29 2019-02-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rolling bearing assembly including a crimped sealing assembly having a grounding element
DE102018115732A1 (de) * 2018-06-29 2020-01-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager mit integrierter Stromableitfunktion

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023124730A1 (de) 2023-09-13 2025-03-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Ableiteinheit einer elektrischen Maschine
DE102023124730B4 (de) 2023-09-13 2025-03-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Ableiteinheit einer elektrischen Maschine

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Publication number Publication date
CN117203438A (zh) 2023-12-08
DE102021114964A1 (de) 2022-12-15
US12516702B2 (en) 2026-01-06
DE102021114964B4 (de) 2023-02-23
US20240271665A1 (en) 2024-08-15

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