DE102023113692A1

DE102023113692A1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE102023113692A1
Application number: DE102023113692.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Werner; Claus Guckenberger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2023-05-25
Filing date: 2023-05-25
Publication date: 2024-11-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein um eine Rotationsachse 2, welche in axiale Richtung a verläuft, angeordnetes Wälzlager 1, umfassend einen Lageraußenring 3, einen Lagerinnenring 4, Wälzkörper 5 in einer Wälzkörperreihe 6, wobei auf einer ersten axialen Seite 9, bezogen auf die Wälzkörperreihe 6, eine Schleuderscheibe 7 am Lagerinnenring 4 angeordnet ist und auf einer zweiten axialen Seite 10, bezogen auf die Wälzkörperreihe 6, ein Dichtring 8 am Lageraußenring 3 angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer Schleuderscheibe und einem Dichtring.
Hintergrund der Erfindung
DE 10 2018 123 495 A1 offenbart ein Kugellager mit einem rotierenden Lagerinnenring und einem drehstarren Lageraußenring, welches auf beiden Seiten eine Dichtungsanordnung aufweist. Die Dichtungsanordnung besteht aus einer einteiligen, aus Stahl hergestellten Schleuderscheibe, die kraftschlüssig am Lagerinnenrings lagefixiert ist. Dabei ist ein Dichtkragen der Schleuderscheibe berührungslos unter Einhaltung eines Spaltmaßes bis an eine Dichtfläche des Lageraußenrings geführt.
WO 2010/054890 A1 offenbart eine Dichtungsanordnung mit einem Dichtungsring und einem Schleuderring, welcher ein zylindrisches Befestigungsteil aufweist. Der Dichtring weist eine radiale, vorspannungsverstärkte Dichtlippe auf, welche mit dem zylindrischen Befestigungsteil des Schleuderrings Kontakt macht. Durch definierte Abstände und Komponentenauslegung soll vermieden werden, dass die radiale Dichtlippe in Richtung des Wälzraumes umklappen kann.
Liegen hohe Dichtungsanforderung vor, kommen je nach Anwendung zusätzlich externe Dichtungen zum Einsatz, welche dem Wälzlager vorgeschaltet werden wie in US2022003319 AA oder US 2021/0348646 A1 . Diese benötigen jedoch zusätzlichen Bauraum.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Wälzlager anzugeben.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Wälzlager mit einem, um eine in axiale Richtung verlaufende Rotationsachse angeordneten, Lageraußenring und einem Lagerinnenring, mit Wälzkörpern in einer Wälzkörperreihe sowie einer Schleuderscheibe und einem Dichtring, wobei die Schleuderscheibe und der Dichtring in radialer Richtung zwischen dem Lagerinnring und dem Lageraußenring angeordnet sind, wobei die Schleuderscheibe auf einer, in axialer Richtung, ersten Seite der Wälzkörperreihe am Lagerinnenring angeordnet ist und der Dichtring auf einer, in axialer Richtung der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite der Wälzkörperreihe am Lageraußenring angeordnet ist und wobei der Dichtring eine erste Dichtlippe aufweist, welche mit dem Lagerinnenring Kontakt macht. Das Wälzlager ist um eine Rotationsachse angeordnet. Die Rotationsachse verläuft in axialer Richtung. Eine radiale Richtung verläuft senkrecht zur Rotationsachse. Ein Lageraußenring und ein Lagerinnenring sind umlaufend um die Rotationsachse angeordnet. Dabei ist der Lageraußenring radial weiter von der Rotationsachse beabstandet ist als der Lagerinnenring, sodass zwischen Lageraußenring und Lagerinnenring ein Spalt in radialer Richtung ausgebildet ist. Im Spalt in radialer Richtung rollen Wälzkörper zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring in einer Wälzkörperreihe ab. Die Wälzkörper können insbesondere als Kugelwälzkörper oder Zylinderrollen ausgebildet sein.
Der Einsatz von Wälzlagern erfordert in der Regel eine adäquate Schmierung. Während dem Wälzlager einerseits Schmiermittel zur Verfügung gestellt werden muss, um die Reibung zwischen den Wälzkörpern und den Laufbahnen gering zu halten, darf die Menge an Schmiermedium eine bestimmte Schwelle nicht überschreiten. Ansonsten treten Planschverluste im Lager auf und die Lagereffizienz nimmt ab. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Optimierung der Schmierbedingungen im Wälzlager allein nicht zielführend ist. Vielmehr sind die Schmieranforderungen von Komponenten um das Wälzlager herum mit zu berücksichtigen. Im Wälzlager können gute Betriebsbedingungen vorherrschen, wenn eine geringe Durchflussmenge an Schmiermittel zur Verfügung gestellt wird, der Schmiermittelstand also geringgehalten wird. Dies kann beispielsweise durch Schleuderscheiben, welche axial beidseitig zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring angeordnet sind, umgesetzt werden. Auf diese Weise tritt allerdings ein Teil des Schmiermittels durch Spalte zwischen der Schleuderscheibe und einem der Lagerringe ins Wälzlager ein. Das Schmiermedium steht damit anderen Systemkomponenten im unmittelbaren Umfeld des Wälzlagers nicht mehr zur Verfügung. Alternativ kann das Wälzlager axial beidseitig abgedichtet verwendet werden. Dies erfordert häufig zusätzliche Komponenten. Die Reibung und die Wärmeentwicklung wird erhöht, Verschleiß kann auftreten und die Kühlung des Wälzlagers muss intensiviert werden, was zu einer Reduktion der Lagereffizienz führt. Es ist also einerseits sicherzustellen, dass das Wälzlager ausreichend geschmiert wird und andererseits, dass ausreichend Schmiermittel für umgebenden Komponenten zur Verfügung steht und sich nicht im Wälzlager ansammelt. Hierzu wird in axialer Richtung, benachbart zur Wälzkörperreihe, also auf einer ersten Seite der Wälzkörperreihe, eine Schleuderscheibe am Lagerinnenring angeordnet. Die Schleuderscheibe steht mit dem Lagerinnenring in Verbindung und wird im Falle einer Rotation des Lagerinnenrings mitgedreht. Auf diese Weise schleudert sie einen Großteil auftreffender Medien wie Öl durch Zentrifugalkraft weg. Die Schleuderscheibe ist dergestalt, dass ein Spalt in radialer Richtung zum Lageraußenring verbleibt. Auf der zweiten Seite der Wälzkörperreihe, also axial in die andere Richtung angeordnet als die erste Seite, ist im Wälzlager ein Dichtring angeordnet. Anders als die Schleuderscheibe ist der Dichtring nicht am Lagerinnenring, sondern am Lageraußenring befestigt. Der Dichtring verläuft radial und überbrückt den Spalt zwischen Lageraußenring und Lagerinnenring in radialer Richtung. Der Dichtring kann aus einem festen Anteil, wie einer Armierung, bestehen, welcher teilweise oder gänzlich eingefasst ist von einem elastomeren Anteil. Der Dichtring kann einen Dichtkörper und an einem Ende in radialer Richtung eine Befestigungswulst aufweisen, mit welcher er am Lageraußenring angeordnet ist. An einem Ende in radialer Richtung weist der Dichtkörper eine erste Dichtlippe auf, welche den Lagerinnenring tangiert. Durch die den Lagerinnenring tangierende erste Dichtlippe wird das Wälzlager axial einseitig zuverlässig abgedichtet. Schmiermedium tritt auf der abgedichteten Seite des Wälzlagers nicht ins Wälzlager ein, sondern kann weiteren Komponenten vollständig zur Verfügung gestellt werden. Solche Komponenten können etwa weitere Lager oder Synchronisationskomponenten sein. Durch die Montage des Dichtrings am Lageraußenring stellt sich aufgrund geringerer Relativgeschwindigkeit weniger Reibung ein als bei einer Montage am Lagerinnenring und damit eine geringere Wärmeentwicklung. Eine Kühlung der Kontaktstelle erfolgt durch das Medium, welches am Spalt, der zwischen der Schleuderscheibe und dem Lageraußenring verbleibt, ein und ausströmt. Je höher die Rotationsgeschwindigkeit des Lagerinnenrings und damit der dort angebrachten Schleuderscheibe, desto weniger Medium kann ins Lagerinnere eintreten. Folglich kommt es auch bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten, bei welchen dieselbe Menge an Schmiermittel aufgrund der erhöhten Geschwindigkeit zu Planschverluste führen würde, zu keinem Effizienzverlust im Wälzlager. Sollte sich dagegen bei geringen Rotationsgeschwindigkeiten, beispielsweise durch entstehende Umgebungsdrücke Medium im Wälzlager ansammeln, tritt das Medium automatisch über den Spalt, der zwischen der Schleuderscheibe und dem Lageraußenring angeordnet ist, umgehend wieder aus dem Lagerinneren aus. Damit passt sich der Stand des Schmiermittels im Wälzlager an den Betriebszustand des Wälzlagers an. Je nachdem, wo im System welche Schmieranforderungen herrschen, kann der Dichtring axial auf einer Seite und die Schleuderscheibe axial auf einer anderen Seite angeordnet werden. So kann das Schmiermedium dort vorgehalten werden, wo es benötigt wird. Das erfindungsgemäße Wälzlager kann insbesondere in Getrieben für die Elektromobilität, aber auch in Schaltgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben zum Einsatz kommen.
Bevorzugtermaßen weist der Dichtring eine zweite Dichtlippe auf, welche den Lagerinnenring kontaktiert. Vorzugsweise weist der Dichtring neben der ersten Dichtlippe die zweite Dichtlippe auf, die ebenfalls den Lagerinnenring tangiert. Die zweite Dichtlippe fungiert als Staubdichtung und schützt das Lagerinnere insbesondere vor Schmutz- und Staubpartikeln. Die zweite Dichtlippe kann insbesondere schräg weg von der Wälzkörperreihe verlaufen, sodass das Ende der zweiten Dichtlippe, welches den Lagerinnenring kontaktiert axial weiter von der Wälzkörperreihe beabstandet ist als der Ursprung der zweiten Dichtlippe.
Vorzugsweise weist der Lagerinnenring auf der zweiten Seite der Wälzkörperreihe eine umlaufende Nut auf, welche in radialer Richtung ausgeprägt ist. Bevorzugtermaßen ist am Lagerinnenring eine Vertiefung in radialer Richtung angeordnet. Die Vertiefung verläuft am Lagerinnenring in Umfangsrichtung und schafft ein Behältnis. Je nach Anordnung der ersten Dichtlippe kann das Behältnis als Reservoir für Schmiermittel verwendet werden, welches durch Rotation des Lagerinnenrings wieder in Richtung der Wälzkörper geschleudert wird. Alternativ kann die Nut störende Partikel oder ein umgebendes Medium auffangen und weg vom Wälzlager schleudern.
Bevorzugtermaßen macht die erste Dichtlippe mit einer Innenfläche der Nut Kontakt. In einer bevorzugten Ausführungsform kontaktiert die erste Dichtlippe eine Seite am Lagerinnenring, welche durch die Nut geschaffen wird. Diese Fläche kann der Nutgrund sein. Insbesondere kann die Innenfläche der Nut die axiale Begrenzungsfläche der Nut sein, die dem Wälzkörper nächstliegend ist. Auf diese Weise hinterschneidet die erste Dichtlippe einen Teil der Innenfläche der Nut, wodurch eine zuverlässige Abdichtung des Inneren des Wälzlagers unterstützt wird.
Bevorzugtermaßen weist die Schleuderscheibe, ausgehend vom Lagerinnenring hinführend zum Lageraußenring, folgenden Verlauf auf: ein C-förmiger erster Abschnitt, dessen Öffnung dem Lageraußenring zugewandt ist, gefolgt von einem schräg von der Wälzkörperreihe weg verlaufenden zweiten Abschnitt, gefolgt von einem geradlinig in radialer Richtung verlaufendem dritten Abschnitt, gefolgt von einem schräg zur Wälzkörperreihe hin verlaufenden vierten Abschnitt, gefolgt von einem schräg von der Wälzkörperreihe weg verlaufenden fünften Abschnitt, gefolgt von einem geradlinig in axialer Richtung weg von der Wälzkörperreihe verlaufenden sechsten Abschnitt, welcher parallel zur Rotationsachse verläuft. Bevorzugtermaßen weist die Schleuderscheibe in ihrem Profil mehrere Abschnitte auf. Das Profil ist bezogen auf einen Querschnitt der Schleuderscheibe, dessen Eben von der Rotationsachse und einer, senkrecht zur Rotationsachse in radialer Richtung verlaufenden Geraden aufgespannt wird. An ihrer Verbindungsstelle zum Lagerinnenring weist die Schleuderscheibe einen C-förmigen Abschnitt auf. Die Öffnung des C-förmigen Abschnitts weist zum Lageraußenring, sodass die Form einem U gleicht. Ein Großteil der Schleuderscheibe verläuft in radialer Richtung geradlinig, wobei sich der geradlinig verlaufende Großteil in einem mittleren Bereich der Schleuderscheibe befindet. Ausgehend vom geradlinig verlaufenden Großteil der Schleuderscheibe verlaufen jeweils radial beidseitig Schrägen hin zur Wälzkörperreihe. In radialer Richtung gegenüberliegend zum C-förmigen Abschnitt wird die Schräge fortgesetzt durch eine Schräge, die weg weist von der Wälzkörperreihe. Bildet der sechste Abschnitt, welcher parallel zur Rotationsachse verläuft, das Ende der Schleuderscheibe, so bildet er gleichzeitig einen weiteren Endabschnitt der Schleuderscheibe.
Bevorzugtermaßen folgen der erste Abschnitt, der zweite Abschnitt, der dritte Abschnitt, der vierte Abschnitt, der fünfte Abschnitt und der sechste Abschnitt der Schleuderscheibe unmittelbar aufeinander. Vorzugsweise gehen der C-förmige Abschnitt, die von der Wälzkörperreihe wegweisende Schräge, der radial geradlinig verlaufende Großteil der Schleuderscheibe, die hin zur Wälzkörperreihe weisende Schräge, die weg von der Wälzkörperreihe weisende Schräge und der parallel zur Rotationsachse verlaufende Abschnitt direkt ineinander über. Folgt dem sechsten Abschnitt kein weiterer Abschnitt mehr, bildet der sechste Abschnitt den weiteren Endabschnitt der Schleuderscheibe.
Vorzugsweise weist der Lageraußenring auf der ersten Seite der Wälzkörperreihe an einer, der Wälzkörperreihe zugewandten, radialen Innenseite eine erste Aussparung auf, wobei die erste Aussparung einen, in axialer Richtung verlaufenden, Endabschnitt aufweist, welcher parallel zu einem weiteren Endabschnitt der Schleuderscheibe verläuft, wobei sich der Endabschnitt und der weitere Endabschnitt unmittelbar in radialer Richtung gegenüberliegen. Bevorzugtermaßen weist der Lageraußenring im Bereich, in dessen Richtung sich die Schleuderscheibe radial erstreckt, eine erste Aussparung auf. Die erste Aussparung bildet eine Stufe am Lageraußenring aus und weist einen, in axialer Richtung verlaufenden Endabschnitt auf. Der Endabschnitt erstreckt sich in axialer Richtung bis zum Ende des Lageraußenrings. Der Endabschnitt verläuft parallel zu einem weiteren Endabschnitt, der an der Schleuderscheibe ausgebildet ist. Der weitere Endabschnitt bildet das Ende der Schleuderscheibe. Durch die erste Aussparung verbleibt ein Bord am Lageraußenring, der den Endabschnitt aufweist. Dem Endabschnitt des Lageraußenrings liegt der weitere Endabschnitt der Schleuderscheibe gegenüber, wobei der Endabschnitt und der weitere Endabschnitt parallel zueinander verlaufen. Damit bilden sie gemeinsam einen Dichtspalt aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Lageraußenring auf der zweiten Seite der Wälzkörperreihe eine zweite Aussparung auf, wobei die zweite Aussparung als weitere Nut mit Ausprägung in radialer Richtung zur Aufnahme eines Anfangsabschnitts des Dichtrings ausgeführt ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Aussparung eine konkav gekrümmte Oberfläche auf. Bevorzugtermaßen weist der Lageraußenring auf der zweiten Seite an der dem Lagerinnenring radial zugewandten Seite eine umlaufende weitere Nut auf. Die weitere Nut nimmt einen Abschnitt des Dichtrings auf, der, ausgehend vom Lageraußenring den Anfangsabschnitt des Dichtrings bildet, also den ersten Abschnitt des Dichtrings. Bevorzugtermaßen ist der Grund der weiteren Nut bogenförmig ausgeführt, wobei die Ausbauchung des Bogens in radialer Richtung vom Lagerinnenring weg zeigt. Insbesondere kann der Anfangsabschnitt des Dichtrings als Gegenstück zur konkav gekrümmten Oberfläche der weiteren Nut ausgeformt sein, um so einen festen Dichtungssitz zu fördern.
Vorzugsweise ist der Lagerinnenring auf einer rotierenden Welle montiert oder ist Bestandteil einer rotierenden Welle und der Lageraußenring ist in einem statischen Gehäuse montiert oder ist Bestandteil eines statischen Gehäuses. Bevorzugtermaßen sitzt der Lagerinnenring auf einer rotierenden Welle oder ist gemeinsam mit der rotierenden Welle ausgebildet, während der Lageraußenring Bestandteil eines statischen Gehäuses ist oder fest mit dem Gehäuse verbunden ist. Im Betrieb führt die Anbindung der Schleuderscheibe an den Lagerinnenring dazu, dass die Schleuderscheibe mit dem Lagerinnenring mitrotiert. Der Lageraußenring ist drehstarr im Gehäuse montiert oder wird direkt vom Gehäuse aufgewiesen. Der Eintritt eines Umgebungsmediums wie Öl, welches beispielsweise von einem Getrieberaum auf der ersten Seite in zuströmt, wird durch die Schleuderscheibe reguliert. Auf der in axialer Richtung der Schleuderscheibe gegenüberliegenden ersten Seite dichtet der Dichtring das Wälzlager ab. Folglich fließt das Öl nicht durch das Wälzlager hindurch, sondern steht umgebenden Komponenten zur Verfügung Weist etwa die Welle eine Durchgangsbohrung auf, strömt das Medium auf der zweiten Seite in die Durchgangsbohrung und kann von dort aus zu weiteren Systemkomponenten transportiert werden. Auf diese Weise realisiert das erfindungsgemäße Wälzlager eine bedarfsgerechte Schmierung sowohl des Wälzlagers als auch umgebender Komponenten und kann insbesondere bei Getriebeanwendungen zum Einsatz kommen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellung und zeigen in:

1 eine Teilansicht des erfindungsgemäßen Wälzlagers in einer Querschnittsdarstellung,
2 eine Teilansicht einer Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wälzlagers in einer Anwendung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines als Kugellager ausgebildeten Wälzlagers 1. Die Querschnittsebene wird aufgespannt durch eine Rotationsachse 2 und eine senkrecht dazu in radialer Richtung r verlaufende Gerade. Dabei bedeutet in axialer Richtung a verlaufend in Richtung der Rotationsachse 2 verlaufend. In radialer Richtung r verlaufend ist senkrecht zur Rotationsachse 2 verlaufend. Das Wälzlager 1 setzt sich zusammen aus einem um die Rotationsachse 2 angeordneten Lagerinnenring 4 und einem konzentrisch dazu angeordneten Lageraußenring 3 größeren Durchmessers. Zwischen Lageraußenring 3 und Lagerinnenring 4 ist in radialer Richtung r ein Spalt, also ein Radialspalt, gebildet. Im Radialspalt sind von einem Käfig 30 geführte Wälzkörper 5 in einer Wälzkörperreihe 6 angeordnet. Das Wälzlager 1 weist auf einer ersten axialen Seite 9, welche benachbart zur Wälzkörperreihe 6 liegt, eine Schleuderscheibe 7 auf. Auf einer zweiten axialen Seite 10, welche auf der axial gegenüberliegenden Seite, bezogen auf die Wälzkörperreihe 6, der ersten Seite 9 liegt, weist das Wälzlager 1 einen Dichtring 8 auf. Der Radialspalt zwischen Lageraußenring 3 und Lagerinnenring 4 wird also auf der ersten Seite 9 durch die Schleuderscheibe 7 überbrückt und auf der zweiten Seite 10 durch den Dichtring 8. Die Schleuderscheibe 7 ist umlaufend und erstreckt sich in radiale Richtung r vom Lagerinnenring 4 zum Lageraußenring 3, wobei sie mit dem Lagerinnenring 4 in Verbindung steht, während sie den Lageraußenring 3 nicht berührt. Die Schleuderscheibe 7 ist in radiale Richtung r nicht ausschließlich plan, sondern weist Erhöhungen und Senken auf und ist damit in verschiedene Abschnitte unterteilt. Angrenzend an den Lagerinnenring 4 weist die Schleuderscheibe 7 einen ersten Abschnitt 15 auf. Der erste Abschnitt 15 ist weist ein C-förmiges Profil auf, wobei der erste Abschnitt 15 in Richtung des Lageraußenrings 3 geöffnet ist. Dem ersten Abschnitt 15 schließt sich ein zweiter Abschnitt 16 an. Der zweite Abschnitt 16 verläuft, ausgehend vom ersten Abschnitt 15, schräg weg von der Wälzkörperreihe 6. An den zweiten Abschnitt 16 schließt sich ein dritter Abschnitt 17 an, welcher einen mittleren Abschnitt der Schleuderscheibe 7 bildet. Der dritte Abschnitt 17 verläuft geradlinig in radialer Richtung r. Dem dritten Abschnitt 17 folgt ein vierter Abschnitt 18, welcher, ausgehend vom dritten Abschnitt 17, schräg hin zur Wälzkörper 6 verläuft. Damit bilden der zweite Abschnitt 16, der dritte Abschnitt 17 und der vierte Abschnitt 18 gemeinsam ein U-Profil aus, dessen Öffnung in Richtung der Wälzkörperreihe 6 zeigt. An den vierten Abschnitt 18 schließt sich ein fünfter Abschnitt 19 an, welcher, ausgehend vom vierten Abschnitt 18, schräg weg von der Wälzkörperreihe 6 verläuft. Den Abschluss der Schleuderscheibe 7 bildet ein sechster Abschnitt 20, welcher, ausgehend vom fünften Abschnitt 19, weg von der Wälzkörperreihe 6 verläuft. Der sechste Abschnitt 20 bildet zugleich einen weiteren Endabschnitt 25 der Schleuderscheibe 7 und verläuft parallel zur Rotationsachse 2. Auf der ersten Seite 9, bezogen auf die Wälzkörperreihe 6, weist der Lageraußenring 3 eine erste Aussparung 22 auf. Die erste Aussparung 22 befindet sich auf einer Begrenzungsfläche des Lageraußenrings 3, welche dem Lagerinnenring 4 in radialer Richtung 3 zugewandt ist, also auf einer radialen Innenseite 21 des Lageraußenrings 3. Die erste Aussparung 22 weist einen Endabschnitt 24 auf, welcher parallel zum weiteren Endabschnitt 25 der Schleuderscheibe 7 verläuft. Gemeinsam bilden der Lageraußenring 3 und die Schleuderscheibe 7 damit einen Spalt aus, welcher als Dichtspalt fungiert. Auf der zweiten Seite 10, bezogen auf die Wälzkörperreihe 6, weist der Lageraußenring 3 eine zweite Aussparung 23 auf. Die zweite Aussparung 23 ist umlaufend als weitere Nut ausgeführt und im Profil bogenförmig ausführt. Dabei zeigt der Bogen in radialer Richtung r in Richtung einer radialen Begrenzungsfläche des Lageraußenring 3, an welcher der Außendurchmesser des Lageraußenrings 3 anliegt. Die zweite Aussparung 23 weist also eine konkav gekrümmte Oberfläche 26 auf, welche zur Aufnahme eines Anfangsabschnitts 27 des Dichtrings 8 dient. Der Dichtring 8 steht also in einer festen Verbindung mit dem Lageraußenring 3. Der Dichtring 8 verläuft in radialer Richtung r zum Lagerinnenring 4. Der Lagerinnenring 4 weist auf der zweiten Seite 10 an einer radialen Begrenzungsfläche, welche dem Lageraußenring 3 zugewandt ist, eine Nut 13 auf. Die Nut 13 ist in radialer Richtung r ausgeprägt und, ebenso wie der Dichtring 8, umlaufend ausgebildet. Der Dichtring 8 weist eine erste Dichtlippe 11 und eine zweite Dichtlippe 12 auf. Die erste Dichtlippe 11 kontaktiert eine Innenfläche 14 der Nut 13. Die Innenfläche 14 der Nut 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel die innenliegende Fläche der Nut 13, die in axialer Richtung der Wälzkörperreihe 6 am nächsten liegt. Durch die Nut 13 verbleibt an der dem Lageraußenring 3 zugewandten radialen Begrenzungsfläche am Lagerinnenring 4 ein Abschnitt, welcher axial weiter zur Wälzköperreihe 6 beabstandet ist als die Nut 13 und mit welchem die zweite Dichtlippe 12 Kontakt macht. Damit liegen sowohl die erste Dichtlippe 11 als auch die zweite Dichtlippe 12 am Lagerinnenring 4 an.
Im laufenden Betrieb rotiert der Lagerinnenring 4 mit der dort angeordneten Schleuderscheibe 7. Der Dichtring 8 bleibt statisch wie auch der Lageraußenring 3, an welchem der Dichtring 8 fixiert ist. Auf der ersten Seite 9, an welcher sich die Schleuderscheibe 7 befindet, einströmendes Medium prallt weitegehend von der Schleuderscheibe 7 ab, beziehungsweise werden durch Zentrifugalkraft von der Schleuderscheibe 7 weggeschleudert. Ein Teil des Mediums, gelangt an der Schleuderscheibe 7 vorbei, treten ins Wälzlager 1 ein und fungieren als Schmiermittel. Auf der zweiten Seite 10 der Wälzkörperreihe 6 befindet sich der Dichtring 8, welcher Schmutzpartikel und ein Medium, wie Öl, an einem Eintritt ins Innere des Wälzlagers 1 hindert. Im Ruhezustand und bei geringen Drehzahlen des Wälzlagers 1 kann das Medium über den Spalt, der zwischen dem Lageraußenring 3 der Schleuderscheibe 7 gebildet ist, ins Innere des Wälzlagers 1 gelangen. Allerdings kann das Medium umgehend auch wieder austreten, sodass eine unkontrollierte Ansammlung an Medium verhindert wird. Bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten schirmt die Schleuderscheibe 7 einen größeren Teil eines Umgebungsmediums ab. Gleichzeitig befördert sie einen größeren Teil wieder aus dem Inneren des Wälzlagers 1 heraus als bei geringen Rotationsgeschwindigkeiten. Damit kann auch in diesem Zustand eine unkontrollierte Ansammlung an Medium verhindert wird. Durch eine solche automatische Regulierung des Medienstands im Wälzlager 1, können Planschverluste vermieden werden. Der Dichtring 8 unterbindet gleichzeitig den Eintritt eines Mediums auf der zweiten Seite 10, sodass ein Medium, wie Schmiermittel, weitergeleitet werden kann, um weiteren Komponenten, wie etwa weiteren Lagern, zur Verfügung zu stehen. Die lagerintegrierte Kombination bestehend aus dem Dichtring 8 und der Schleuderscheibe 7 ermöglicht damit durch eine bedarfsgerechte Schmierung einen effizienten Betrieb des Wälzlagers 1 und zugleich eine bedarfsgerechte Schmierung umgebender Komponenten.
2 zeigt eine geschnittene Teilansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wälzlagers 1 in einer Anwendung. Die dargestellte Querschnittsebene wird aufgespannt durch eine Rotationsachse 2 und eine senkrecht dazu in radialer Richtung r verlaufende Gerade. Dabei ist in axialer Richtung a verlaufend in Richtung der Rotationsachse 2 verlaufend. In radialer Richtung r verlaufend ist senkrecht zur Rotationsachse 2 verlaufend. Das Wälzlager 1 ist als Kugellager ausgebildet mit einem um die Rotationsachse 2 angeordneten Lagerinnenring 4 und einem konzentrisch dazu angeordneten Lageraußenring 3. Zwischen Lagerinnenring 4 und Lageraußenring 3 ist in radiale Richtung r ein Radialspalt ausgebildet, in welchem Wälzkörper 5 in einer Wälzkörperreihe 6 angeordnet sind. Der Lageraußenring 3 ist in einem Gehäuse 29 montiert, während der Lagerinnenring 4 auf einer Welle 28 montiert ist. Auf einer ersten Seite 9, bezogen auf die Wälzkörperreihe 6, ist benachbart zur Wälzkörperreihe 6 eine in radialer Richtung r verlaufende Schleuderscheibe 7 angeordnet. Die Schleuderscheibe 7 ist am Lagerinnenring 4 angeordnet und bildet an ihrem radialen Ende einen Spalt zum Lageraußenring 3 aus. Auf einer zweiten Seite 10, bezogen auf die Wälzkörperreihe 6, ist zwischen dem Lageraußenring 3 und dem Lagerinnenring 4 ein Dichtring 8 zur Überbrückung des Radialspalts angeordnet. Der Dichtring 8 ist am Lageraußenring 3 angeordnet und tangiert den Lagerinnenring 3. Die Welle 28 ist innen hohl ausgeführt und weist umlaufend Bohrungen 31 auf. In axiale Richtung a zum Wälzlager 1 versetzt ist zwischen der Welle 28 und dem Gehäuse 29 eine weitere Komponente 32 angeordnet. Im laufenden Betrieb rotiert die Welle 28 und damit der Lagerinnenring 4. Medium, wie Öl, welches sich auf der auf der ersten Seite 9 befindet, auf welcher sich, je nach Anwendungsfall zum Beispiel ein Getrieberaum befinden kann, wird durch die Schleuderscheibe 7 weitgehend am Eintritt in das Innere des Wälzlagers 1 gehindert. Auf der zweiten Seite 10 unterbindet der am Lageraußenring 3 angebrachte Dichtring 8 den Eintritt von Medium ins Wälzlager 1. Dadurch wird zum einen eine unkontrollierte Ansammlung von Medium im Wälzlager 1 unterbunden, was zu Planschverlusten und einer Reduzierung der Lagereffizienz führen würde. Zum anderen kann dem Medium dadurch ermöglicht werden, in das Innere der Welle 28 einzutreten und über die Bohrungen 31 zur weiteren Komponente 32 transportiert zu werden, um diese ausreichend zu schmieren. Auf diese Weise ist sowohl eine effiziente Schmierung des Wälzlagers 1 bei geringen und hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Welle 28 möglich als auch eine adäquate Schmierung weiterer Komponenten 32, welche sich zwischen der rotierenden Welle 28 dem Gehäuse 29 befinden.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlager
2: Rotationsachse
3: Lageraußenring
4: Lagerinnenring
5: Wälzkörper
6: Wälzkörperreihe
7: Schleuderscheibe
8: Dichtring
9: erste axiale Seite der Wälzkörperreihe
10: zweite axiale Seite der Wälzkörperreihe
11: erste Dichtlippe
12: zweite Dichtlippe
13: Nut am Lagerinnenring
14: Innenfläche der Nut am Lagerinnenring
15: erster Abschnitt der Schleuderscheibe
16: zweiter Abschnitt der Schleuderscheibe
17: dritter Abschnitt der Schleuderscheibe
18: vierter Abschnitt der Schleuderscheibe
19: fünfter Abschnitt der Schleuderscheibe
20: sechster Abschnitt der Schleuderscheibe
21: radiale Innenseite am Lageraußenring
22: erste Aussparung am Lageraußenring
23: zweite Aussparung am Lageraußenring
24: Endabschnitt des Lageraußenrings
25: weiterer Endabschnitt der Schleuderscheibe
26: konkav gekrümmte Oberfläche der zweiten Aussparung
27: Anfangsabschnitt des Dichtrings
28: Welle
29: Gehäuse
30: Käfig
31: Bohrung
32: weitere Komponente
a: axiale Richtung
r: radiale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10 2018 123 495 A1 [0002]
WO 2010/054890 A1 [0003]
US2022003319 [0004]
US 2021/0348646 A1 [0004]

Claims

Wälzlager (1) mit einem, um eine in axiale Richtung (a) verlaufende Rotationsachse (2) angeordneten, Lageraußenring (3) und einem Lagerinnenring (4), mit Wälzkörpern (5) in einer Wälzkörperreihe (6) sowie einer Schleuderscheibe (7) und einem Dichtring (8), wobei die Schleuderscheibe (7) und der Dichtring (8) in radialer Richtung (r) zwischen dem Lagerinnring (4) und dem Lageraußenring (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderscheibe (7) auf einer, in axialer Richtung (a), ersten Seite (9) der Wälzkörperreihe (6) am Lagerinnenring (4) angeordnet ist und der Dichtring (8) auf einer, in axialer Richtung (a) der ersten Seite (9) gegenüberliegenden, zweiten Seite (10) der Wälzkörperreihe (6) am Lageraußenring (3) angeordnet ist und wobei der Dichtring (8) eine erste Dichtlippe (11) aufweist, welche mit dem Lagerinnenring (4) Kontakt macht.
Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (8) eine zweite Dichtlippe (12) aufweist, welche den Lagerinnenring (4) kontaktiert.
Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (4) auf der zweiten Seite (10) der Wälzkörperreihe (6) eine umlaufende Nut (13) aufweist, welche in radialer Richtung (r) ausgeprägt ist.
Wälzlager (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (11) mit einer Innenfläche (14) der Nut (13) Kontakt macht.
Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderscheibe (7), ausgehend vom Lagerinnenring (4) hinführend zum Lageraußenring (3), folgenden Verlauf aufweist: ein C-förmiger erster Abschnitt (15), dessen Öffnung dem Lageraußenring (3) zugewandt ist, gefolgt von einem schräg von der Wälzkörperreihe (6) weg verlaufenden zweiten Abschnitt (16), gefolgt von einem geradlinig in radialer Richtung (r) verlaufendem dritten Abschnitt (17), gefolgt von einem schräg zur Wälzkörperreihe (6) hin verlaufenden vierten Abschnitt (18), gefolgt von einem schräg von der Wälzkörperreihe (6) weg verlaufenden fünften Abschnitt (19), gefolgt von einem geradlinig in axialer Richtung (a) weg von der Wälzkörperreihe (6) verlaufenden sechsten Abschnitt (20), welcher parallel zur Rotationsachse (2) verläuft.
Wälzlager (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (15), der zweite Abschnitt (16), der dritte Abschnitt (17), der vierte Abschnitt (18), der fünfte Abschnitt (19) und der sechste Abschnitt (20) der Schleuderscheibe (7) unmittelbar aufeinander folgen.
Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (3) auf der ersten Seite (9) der Wälzkörperreihe (6) an einer, der Wälzkörperreihe (6) zugewandten, radialen Innenseite (21) eine erste Aussparung (22) aufweist, wobei die erste Aussparung (22) einen, in axialer Richtung (a) verlaufenden, Endabschnitt (24) aufweist, welcher parallel zu einem weiteren Endabschnitt (25) der Schleuderscheibe (7) verläuft, wobei sich der Endabschnitt (24) und der weitere Endabschnitt (25) unmittelbar in radialer Richtung (r) gegenüberliegen.
Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (3) auf der zweiten Seite (10) der Wälzkörperreihe (6) eine zweite Aussparung (23) aufweist, wobei die zweite Aussparung (23) als weitere Nut mit Ausprägung in radialer Richtung (r) zur Aufnahme eines Anfangsabschnitts (27) des Dichtrings (8) ausgeführt ist.
Wälzlager (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Aussparung (23) eine konkav gekrümmte Oberfläche (26) aufweist.
Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (4) auf einer rotierenden Welle (28) montiert ist oder Bestandteil einer rotierenden Welle (28) ist und der Lageraußenring (3) in einem statischen Gehäuse (29) montiert ist oder Bestandteil eines statischen Gehäuses (29) ist.