DE102011077729A1

DE102011077729A1 - Wälzlagerdichtung mit Elastomer basierter Vordichtung

Info

Publication number: DE102011077729A1
Application number: DE102011077729A
Authority: DE
Inventors: Kleberson Sierra
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-20
Also published as: US20120321235A1

Abstract

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Dichtungsanordnung, insbesondere Kassettendichtung, mit einem an einem ersten Lagerring befestigbaren Trägerring und einem zum Trägerring relativ bewegbaren und an einem zweiten Lagerring befestigbaren Abdeckring, wobei der Trägerring ein wenigstens eine Dichtlippe ausbildendes, elastisches Teil trägt und die Dichtlippe einen schleifenden Dichtkontakt mit dem Abdeckring bildet. Um eine kostengünstigere Dichtungsanordnung, beziehungsweise Kassettendichtung anzugeben, wird vorgeschlagen, dass das elastische Teil einen axial an ein radial verlaufendes Teilstück des Trägerringes angeordneten Überstand ausbildet, wobei der Überstand ein radiales Endstück des Abdeckrings radial zumindest teilweise abdeckt. Damit übernimmt der elastische Überstand die Dichtfunktion des Trägerringes, nämlich soweit dieser in die Dichtspaltbildung mit dem Abdeckring involvierbar ist. Damit kann am Trägerring als auch am elastischen Teil Material eingespart werden, weil das elastische Teil nur auf einer axialen Seite des Trägerringes angebracht werden muss und der Befestigungsbereich des Trägerringes kleiner ausgelegt werden kann.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, insbesondere Kassettendichtung, mit einem an einem ersten Lagerring befestigbaren Trägerring und einem zum Trägerring relativ bewegbaren und an einem zweiten Lagerring befestigbaren Abdeckring, wobei der Trägerring ein wenigstens eine Dichtlippe ausbildendes, elastisches Teil trägt und die Dichtlippe einen schleifenden Dichtkontakt mit dem Abdeckring bildet.
Stand der Technik
Hintergrund der Erfindung
Aus DE10 2008 063 597 A1 ist eine Kassettendichtung für Wälzlager bekannt. die aus einem Trägerblech und einem Abdeckblech aufgebaut ist.
Das Trägerblech trägt ein Elastomer, welches auch die beiden radialen Dichtlippen ausbildet. Ein zweites elastisches, vom Trägerblech verstärktes Teil umfasst das Abdeckblech radial.
Insbesondere Kassettendichtungen werden bei Wälzlagern, wie zum Beispiel Radlagern, aber such bei Wellen eingesetzt, wobei eine sehr gute Dichtwirkung als auch ein sehr gutes Handling ermöglicht wird, da Kassettendichtungen im Ganzen axial zwischen die Lagerringe eines Wälzlagers einpressbar sind und auch in vorinstallierter Form, bei der die Dichtlippen bereits mit der zugehörigen Dichtfläche bereits in Kontakt stehen, gestapelt oder transportiert werden können ohne die Dichtlippen unnötigerweise in Mitleidenschaft zu ziehen oder zu beschmutzen.
Nachteiligerweise werden sind derartige Dichtungsanordnungen meist teuer, da das radial den Abdeckring abdeckende Elastomer ein zweites elastisches Teil bedeutet oder das Elastomer am Trägerblech beidseitig angebracht werden muss. Außerdem muss das Trägerblech sehr materialaufwändig um den vom Träger und dem Abdeckblech abgegrenzten, ringförmigen Raum herumgeführt werden.
Aufgabenstellung
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist daher den Herstellungsaufwand und Materialkosten bei zumindest gleichbleibender Dichtwirkung der Dichtungsanordnung zu reduzieren.
Die Aufgabe wird durch eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das elastische Teil einen axial an ein radial verlaufendes Teilstück des Trägerringes angeordneten Überstand ausbildet, wobei der Überstand ein radiales Endstück des Abdeckrings radial zumindest teilweise oder ganz abdeckt.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung, insbesondere Kassettendichtung, hat einen an einem ersten Lagerring befestigbaren Trägerring und einem zum Trägerring relativ bewegbaren und an einem zweiten Lagerring befestigbaren Abdeckring. Bei dem ersten und zweiten Lagerring kann es sich jeweils um einen Außenring beziehungseise um einen Innenring eines Wälzlagers handeln, wobei der jeweilige Ring eine Wälzkörperlaufbahn ausbildet. Alternativ kann es sich bei dem Ring auch um eine Radnabe oder ein anderes drehbares oder statisches Bauteil des Wälzlagers handeln, an dem eine oder mehrere Wälzkörperlaufbahnen ausgebildet sind. Unter einem solchen Bauteil mit Wälzlagerlaufbahn wird ein vorgenannter Lagerring verstanden.
Der Trägerring wird meistens aus kaltumgeformtem Blech ausgeführt, kann aber auch aus anderen Materialien, wie zum Beispiel Kunststoff, bestehen. Der Trägerring hat die Aufgabe das elastische Teil zu tragen und die Vorspannung für den schleifenden Dichtkontakt mit der Abdeckscheibe aufrecht zu erhalten.
Die Abdeckscheibe kann als Schleuderscheibe eingesetzt werden, wenn diese auf einem drehbaren Teil oder Lagerring befestigt ist. Auch die feststehende Abdeckscheibe hat die Funktion den Innenraum des Wälzlagers nach außen hin abzudichten, wobei der Dichtwirkung einer Schleuderscheibe noch ihre Eigendrehung für das Abwerfen des Spritzwassers zugute kommt. Ansonsten können eine feststehende Abdeckscheibe, als auch eine drehende mit einer radialen und/oder axialen Dichtlippe einen Dichtkontakt bilden oder auch teilweise eine Spaltdichtung ausbilden. Die einfachste Form einer Abdeckscheibe besteht aus einem zylindrischen Befestigungsteil, der an einer Biegung in einen radial verlaufenden Teil übergeht und den Ringzwischenraum axial abdeckt. Im Längsschnitt entlang der Rotationsachse wird somit eine L-Form gebildet.
Der Trägerring trägt wenigstens eine Dichtlippe ausbildendes, elastisches Teil, dessen Dichtlippe einen schleifenden Dichtkontakt mit dem Abdeckring ausbildet. Das elastische Teil besteht beispielsweise aus einem Elastomer oder einem anderen elastischen Material.
Erfindungsgemäß bildet das elastische Teil einen axial an ein radial verlaufendes Teilstück des Trägerringes angeordneten Überstand aus, wobei der Überstand ein radiales Endstück des Abdeckrings radial zumindest teilweise abdeckt. Damit ist es nicht erforderlich, dass das Trägerblech das radiale Teil des Abdeckblechs radial umfasst, sondern stattdessen in seinem zylindrischen Befestigungsbereich kürzer ausgeführt werden kann. Dies führt zu einer Materialersparnis, indem der Überstand des elastischen Teils die Dichtfunktion des Trägerbleches als vorgelagerte Spaltdichtung vor den Dichtkontakten übernimmt.
Vorteilhafterweise wird der Überstand in radialer Richtung derart dick ausgeführt, dass der mit dem Abdeckblech gebildete Dichtspalt im Wälzlagerbetrieb nicht variiert und damit die Dichtwirkung nicht beeinflusst wird. Dabei kann der Überstand mit dem Außenring einen axial offenen Ringraum bilden, der in axialer Richtung zum Befestigungsteil des Trägerringes hin in eine statische Dichtung zwischen Trägerring und Außenring übergeht, beziehungsweise der Ringraum abrupt endet oder kontinuierlich in die statische Dichtung übergeht.
Bei einer vorteilhaftern Ausführungsform deckt der Überstand einen radial verlaufenden Dichtspalt zwischen dem elastischen Teil und dem radialen Endstück ab und verhindert das Eindringen von Wasser und Schmutz. Ein Zwischenstück des elastischen Teils, welches sich radial innenliegend an den Überstand anschließt bildet den radial verlaufenden Dichtspalt zusammen mit dem radialen Teil des Abdeckrings aus.
Da vorteilhafterweise der radial verlaufende Dichtspalt zwischen dem Verbindungsstück des elastischen Teils und dem radialen Endstück des radialen Teils des Abdeckrings ausgebildet ist, verbindet das Verbindungsstück den Überstand mit der Dichtlippe und ermöglicht, trotz der Vielzahl der Funktionen des elastischen Teils, den Einsatz eines einzigen elastischen Teils, um die notwendigen Dichtlippen, zum Beispiel radiale und/oder axiale Dichtlippen, zu realisieren, die vorgelagerte Spaltdichtung teilweise auszubilden und Aufgaben des Trägerringes zu übernehmen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen sowohl ein Ende eines ersten Befestigungsteils des Trägerringes, als auch ein Ende eines zweiten Befestigungsteils des Abdeckrings in das Wälzlagerinnere weisen. Ein Ende wird hierbei beispielsweise von der Bruchkante des verwendeten kaltumgeformten Materiales gebildet. Sowohl das erste als auch das zweite Befestigungsteil können mittels Presssitz am jeweiligen Wälzlagerring befestigt sein. Optional bildet das elastische Teil an der Verbindungsflächen beider Teile eine statische Dichtung aus.
Vorteilhafterweise ist der Überstand an einer Biegestelle des Trägerringes angeordnet, an der der Trägerring beispielsweise kalt umgeformt wurde. Damit wird die Dichtungsanordnung trotz der fehlenden Umfassung des Abdeckringes durch den Trägerring zur Kassettendichtung. Bei dieser Kassettendichtung ist die dem Wälzlagerinnenraum zugewandte Seite offen, da die Enden beider Befestigungsteile auf das Wälzlagerinnere gerichtet sind und ein von den Befestigungsteilen radial umfasster Ringraum zusammen mit dem Wälzlagerinneren einen durch die Dichtungsanordnung abgedichteten Raum bildet.
Vorteilhafterweise setzt der Überstand das erste Befestigungsstück in der axialen Verlängerung fort. Damit ist die Dichtungsanordnung bei in Betriebsposition befindlichem Trägerring und Abdeckring eine vorteilhafte Stapelbarkeit in axialer Richtung, wobei der Überstand axial am ersten Befestigungsteils desselben der Dichtungsanordnung der benachbarten Kassettendichtung oder an deren statischer Dichtung anstößt.
Vorteilhafterweise bildet der Überstand mit dem radialen Endstück auch einen axial verlaufenden Dichtspalt, wobei der axial verlaufende Dichtspalt in den radial verlaufenden Dichtspalt zwischen Verbindungsstück und radialem Endstück übergeht. Damit muss das Wasser bzw. die Schutzpartikel ein in axialer Richtung gerichtetes Moment aufweisen, um überhaupt in den axialen Dichtspalt zu gelangen. Jedoch liegt bei Radiallagern außenseitig der Dichtungsanordnung meist eine hauptsächlich radial gerichtete Bewegung der Schmutzpartikel und des Wasser vor, womit auch eine effektive Abschirmung gewährleistet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besteht der Abdeckring zumindest teilweise oder völlig aus Edelstahl. Damit wird einem nachteiligen Rostfraß vorgebeugt. Alternativ besteht der Abdeckring teilweise oder völlig aus einem Oberflächen behandeltem Stahl, der aufgrund der Oberflächenbehandlung außen nicht rosten kann, beziehungsweise kein Wasser unter die Oberfläche gelangen kann. Derartige Korrosionsschutzschichten erlauben den Einsatz von kostengünstigerem Material und werden beispielsweise zusammen mit in der Korrosionsschutzschicht enthaltenen Zink- oder Chrom-Bestandteilen aufgebracht.
Interessanterweise muss der zumindest teilweise oder völlig aus Edelstahl oder aus einem Oberflächen behandeltem Stahl bestehende Abdeckring nicht zwingend mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung, insbesondere Kassettendichtung, eingesetzt werden. Es kann auch eine Dichtungsanordnung mit einem an einem ersten Lagerring befestigbaren Trägerring und einem zum Trägerring relativ bewegbaren und einem zweiten Lagerring befestigbaren Abdeckring verwendet werden, wobei der Trägerring ein wenigstens eine Dichtlippe ausbildendes elastisches Teil trägt und die Dichtlippe einen schleifenden Dichtkontakt mit dem Abdeckring bildet. Auch in diesem Fall lässt sich, insbesondere bei der Verwendung einer Korrosionsschutzschicht, eine kostengünstige Dichtungsanordnung herstellen.
Damit sinkt der Verkaufspreis von Wälzlager, insbesondere Radlager oder andere in nicht abgeschlossenen Räumen einsetzbare Wälzlager, zur Abdichtung des Wälzlagerinnenraumes mit besagten Dichtungsanordnungen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.
Es zeigt:
1 eine in Längsrichtung entlang der Drehachse geschnittene Abbildung einer Dichtungsanordnung in einem Radiallager.
Ausführungsbeispiel
Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine mittels Presssitz in einem Außenring 10 und ebenfalls mittels Presssitz in einem Innenring 11 befestigte Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Wälzlagerinnenraumes mit kugelförmigen Wälzkörpern 13.
Der erste Befestigungsteil 19 ist mittels der statischen Dichtung 18 über das elastische Teil 16, beispielsweise ein Elastomer, gegen Rostunterwanderung geschützt. Zwischen dem ersten Befestigungsteil 19 und dem axial weiterführenden Überstand 17 geht der Trägerring 22 vom zylindrischen Befestigungsteil in ein radial verlaufendes Teilstück 12 über, welches, wie der ganze Trägerring 22 einseitig axial von dem elastischen Teil 16 bedeckt ist.
Dabei bildet das elastische Teil 16 am radialen Trägerende 20 eine radiale Dichtlippe 24 aus, die mit dem zylindrischen, zweiten Befestigungsteil 21 des Abdeckrings 23 in schleifendem Dichtkontakt steht.
Ferner bildet das elastische Teil 16 eine axiale Dichtlippe 25 aus, die mit dem radialen Teil des Abdeckringes 23 in schleifendem Dichtkontakt steht. Somit bilden die Sichtlippen 24, 25 einen Ringraum, der zusammen mit dem Abdeckring 23 gebildet wird und im Ausführungsbeispiel der 1 mit Schmiermittel 27, wie zum Beispiel Fett oder Öl, gefüllt ist.
Das elastische Teil 16 bildet über den mit Schmiermittel 27 gefüllten Ringraum eine Fangrinne 28, die Schmutzpartikel, aber auch insbesondere Wasser aufnimmt, umfänglich ableitet und wieder aus dem die Vordichtung bildenden Dichtspalt herausleiten kann.
Der radiale Teil des Dichtspaltes wird zwischen dem radialen Endstück 14 des radialen Teils des Abdeckrings 23 und dem Verbindungsstück 26 gebildet und geht am Überstand 17 in einen axialen Teil des Dichtspaltes über, wobei der axial verlaufende Dichtspalt vom radialen Endstück 14 und dem Überstand 17 gebildet wird. Damit bildet der Überstand 17 eine radiale Umfassung des Dichtspaltes und des Abdeckringes 23, wobei zumindest der radiale Teil des Dichtspaltes radial umfasst und abgedeckt werden muss. Das Abdeckteil 23 kann auch teilweise im Rahmen der axialen Dicke des radialen Endstücks 14 umfasst und abgedeckt werden.
Vorteilhafterweise kann der Trägerring 22 aus Metall oder Gummi hergestellt werden. Dabei bringt der Gummi die erforderliche Steifigkeit auf, die Dichtlippen 24, 25, insbesondere die axiale Dichtlippe 25, gegenüber dem Abdeckblech 23 vorspannt, um den erforderlichen Dichtungsdruck für den jeweiligen Dichtkontakt zu erzielen.
Der Abdeckring besteht entweder aus Endelstahl oder einem oberflächenbehandelten Stahl, wobei idealerweise Chrom oder Zink in der Korrosionsschutzschicht enthalten sind. Diese Schutzschichten sind hart genug, um im Dichtkontakt nicht beschädigt zu werden und halten auch den übrigen Abdeckring rostfrei, sofern jede Fläche des Abdeckrings 17 durch eine Korrosionsschutzschicht geschützt ist.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Dichtungsanordnung, insbesondere Kassettendichtung, mit einem an einem ersten Lagerring befestigbaren Trägerring und einem zum Trägerring relativ bewegbaren und an einem zweiten Lagerring befestigbaren Abdeckring, wobei der Trägerring ein wenigstens eine Dichtlippe ausbildendes, elastisches Teil trägt und die Dichtlippe einen schleifenden Dichtkontakt mit dem Abdeckring bildet. Um eine kostengünstigere Dichtungsanordnung, beziehungsweise Kassettendichtung anzugeben, wird vorgeschlagen, dass das elastische Teil einen axial an ein radial verlaufendes Teilstück des Trägerringes angeordneten Überstand ausbildet, wobei der Überstand ein radiales Endstück des Abdeckrings radial zumindest teilweise abdeckt. Damit übernimmt der elastische Überstand die Dichtfunktion des Trägerringes, nämlich soweit dieser in die Dichtspaltbildung mit dem Abdeckring involvierbar ist. Damit kann am Trägerring als auch am elastischen Teil Material eingespart werden, weil das elastische Teil nur auf einer axialen Seite des Trägerringes angebracht werden muss und der Befestigungsbereich des Trägerringes kleiner ausgelegt werden kann.
Bezugszeichenliste

10: erster Lagerring
11: zweiter Lagerring
12: radial verlaufendes Teilstück
13: Wälzkörper
14: radiales Endstück
15: Dichtring
16: elastisches Teil
17: Überstand
18: statische Dichtung
19: erstes Befestigungsteil
20: radiales Trägerende
21: zweites Befestigungsteil
22: Trägerring
23: Schleuderring (Abdeckring)
24: radiale Dichtlippe
25: axiale Dichtlippe
26: Verbindungsstück
27: Schmiermittel
28: Fangrinne

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008063597 A1 [0002]

Claims

Dichtungsanordnung, insbesondere Kassettendichtung, mit einem an einem ersten Lagerring (10) befestigbaren Trägerring (22) und einem zum Trägerring (22) relativ bewegbaren und an einem zweiten Lagerring (11) befestigbaren Abdeckring (23), wobei der Trägerring (22) ein wenigstens eine Dichtlippe (24, 25) ausbildendes, elastisches Teil (26) trägt und die Dichtlippe (24, 25) einen schleifenden Dichtkontakt mit dem Abdeckring (23) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Teil (16) einen axial an ein radial verlaufendes Teilstück des Trägerringes (22) angeordneten Überstand (17) ausbildet, wobei der Überstand (17) ein radiales Endstück (14) des Abdeckrings (22) radial zumindest teilweise abdeckt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Überstand (17) einen radial verlaufenden Dichtspalt zwischen dem elastischen Teil (16) und dem radialen Endstück (14) abdeckt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, wobei der radial verlaufende Dichtspalt zwischen einem Verbindungsstück (26) des elastischen Teils (16) und dem radialen Endstück (14) ausgebildet ist und den Überstand (17) mit der Dichtlippe (24, 25) verbindet.
Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sowohl ein Ende eines ersten Befestigungsteils (19) des Trägerrings (22), als auch ein Ende eines zweiten Befestigungsteils (21) des Abdeckrings (23) in das Wälzlagerinnere weisen.
Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Überstand (17) an einer Biegestelle des Trägerrings (22) angeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Überstand (17) das erste Befestigungsstück (19) in der axialen Verlängerung fortsetzt.
Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Überstand (17) mit dem radialen Endstück (14) einen axial verlaufenden Dichtspalt bildet, wobei der axial verlaufende Dichtspalt in den radial verlaufenden Dichtspalt zwischen Verbindungsstück (26) und radialem Endstück (14) übergeht.
Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abdeckring (23) zumindest teilweise oder völlig aus Edelstahl oder aus einem Oberflächen behandeltem Stahl besteht.
Dichtungsanordnung, insbesondere Kassettendichtung, mit einem an einem ersten Lagerring (10) befestigbaren Trägerring (22) und einem zum Trägerring (22) relativ bewegbaren und einem zweiten Lagerring (11) befestigbaren Abdeckring (23), wobei der Trägerring (22) ein wenigstens eine Dichtlippe (24, 25) ausbildendes elastisches Teil (26) trägt und die Dichtlippe (24, 25) einen schleifenden Dichtkontakt mit dem Abdeckring (23) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckring (23) zumindest teilweise oder völlig aus Edelstahl oder aus einem Oberflächen behandeltem Stahl besteht.
Wälzlager, insbesondere Radlager, zur Abdichtung des Wälzlagerinnenraumes mit einer Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.