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