DE102017110115A1 - Sealing arrangement for a wheel bearing and method for producing a sealing arrangement - Google Patents

Sealing arrangement for a wheel bearing and method for producing a sealing arrangement Download PDF

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Marco Krapf
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtanordnung (4) für ein Lager (1) mit einem ersten Lagerring (2) und einem zweiten Lagerring (3), wobei die Dichtanordnung ein mit dem ersten Lagerring (2) verbundenes erstes Trägerelement (5) und ein mit dem zweiten Lagerring (3) verbundenes zweites Trägerelement (6) aufweist, wobei an dem ersten Trägerelement (5) ein erstes Dichtelement (7) und an dem zweiten Trägerelement (6) ein zweites Dichtelement (8) ausgebildet ist, welche einen Dichtspalt (9) ausbilden, wobei der Dichtspalt (9) in Form einer Labyrinthdichtung (23) ausgebildet ist, und wobei zumindest eines der Dichtelemente (7, 8) einen trapezförmigen Dichtungsvorsprung (10, 12) aufweist, welcher in einer wannenförmigen Vertiefung (11, 13) des anderen Dichtelements (7, 8) eingreift.
Die Erfindung betrifft ferner ein Radlager (24) mit einer solchen Dichtanordnung (4) sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Dichtanordnung (4).

Figure DE102017110115A1_0000
The invention relates to a sealing arrangement (4) for a bearing (1) with a first bearing ring (2) and a second bearing ring (3), wherein the sealing arrangement has a first support element (5) connected to the first bearing ring (2) and one with the second bearing element (6), wherein a first sealing element (7) is formed on the first carrier element (5) and a second sealing element (8) is formed on the second carrier element (6), which has a sealing gap (9) form, wherein the sealing gap (9) in the form of a labyrinth seal (23) is formed, and wherein at least one of the sealing elements (7, 8) has a trapezoidal sealing projection (10, 12) which in a trough-shaped recess (11, 13) of the another sealing element (7, 8) engages.
The invention further relates to a wheel bearing (24) with such a sealing arrangement (4) and to a method for producing such a sealing arrangement (4).
Figure DE102017110115A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtanordnung für ein Radlager sowie ein Radlager mit einer solchen Dichtanordnung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Dichtanordnung.The invention relates to a sealing arrangement for a wheel bearing and a wheel bearing with such a sealing arrangement according to the preamble of the independent claims. The invention further relates to a method for producing such a sealing arrangement.

Wälz- und Gleitlager werden in vielen verschiedenen Varianten genutzt, um eine drehende Komponente, meist eine Welle, zu lagern. Dabei stellt die Lagerung von Bauteilen, welche starken Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, eine Herausforderung dar, da bei diesen Anwendungen ein Eindringen von Schmutz oder Flüssigkeit zu einer Beschädigung des Lagers und nachfolgend zu einem Ausfall führen kann. Für diese Anwendungsfälle, beispielsweise für Radlager eines Kraftfahrzeuges, sind entsprechend abgedichtete Wälzlager bekannt, bei denen zwischen den Lagerringen eine oder mehrere Dichtungen vorgesehen sind, um ein Eindringe von Schmutz und/oder Flüssigkeiten in den Bereich des Wälzlagers zu verhindern, in dem sich die Wälzkörper befinden.Rolling and plain bearings are used in many different variants to support a rotating component, usually a shaft. In this case, the storage of components that are exposed to severe environmental influences, a challenge, since in these applications, penetration of dirt or liquid to damage the bearing and subsequently lead to failure. For these applications, for example, for wheel bearings of a motor vehicle, correspondingly sealed rolling bearings are known in which one or more seals are provided between the bearing rings to prevent penetration of dirt and / or liquids in the region of the rolling bearing, in which the rolling elements are located.

Aus der DE 10 2013 212 073 A1 ist eine Radlagerung bekannt, bei der ein Rad eines Kraftfahrzeuges auf einem Radträger befestigbar ist, der über eine doppelreihige Wälzlagereinheit drehbar gegenüber dem Kraftfahrzeug gelagert ist. Dabei ist auf einer Radnabe der Radlagerung ein doppelreihiges Wälzlager angeordnet, welches einen Hohlraum zwischen der ersten Reihe Wälzkörper und der zweiten Reihe Wälzkörper aufweist. Durch Temperaturschwankungen, beispielsweise durch eine betriebsbedingte Erwärmung der Radlagerung, können in diesem Hohlraum Unterdrucksituationen entstehen. Dieser Unterdruck kann bei einem gedichteten Wälzlager zu einem erheblichen Anstieg des Reibwertes an der Dichtung und einem damit verbundenen Mehrverbrauch des Kraftfahrzeugs führen. Zusätzlich können durch die höhere Reibung die Dichtungen schneller verschleißen, wobei es zu einem Wassereintritt in das Wälzlager und letztendlich zu einem Ausfall des Wälzlagers kommen kann.From the DE 10 2013 212 073 A1 a wheel bearing is known in which a wheel of a motor vehicle can be fastened on a wheel carrier, which is mounted rotatably relative to the motor vehicle via a double row rolling bearing unit. In this case, a double row rolling bearing is arranged on a wheel hub of the wheel bearing, which has a cavity between the first row of rolling elements and the second row of rolling elements. Due to temperature fluctuations, for example, due to operational heating of the wheel bearing, negative pressure situations can arise in this cavity. This negative pressure can result in a sealed rolling bearing to a significant increase in the coefficient of friction on the seal and an associated additional consumption of the motor vehicle. In addition, due to the higher friction, the seals wear out faster, which can lead to water entering the rolling bearing and ultimately to failure of the rolling bearing.

Aus der DE 101 28 412 A1 ist eine Wellendichtung mit einem Staubschutzring und einem Wellendichtring bekannt, wobei zwischen dem Staubschutzring und dem Wellendichtring eine Labyrinthdichtung ausgebildet ist. Aufgrund der vorgeschlagenen Geometrie scheint diese Wellendichtung jedoch nur bedingt geeignet zu sein, um das Eindringen von Flüssigkeit in den abzudichtenden Bereich zu vermeiden.From the DE 101 28 412 A1 a shaft seal with a dust protection ring and a shaft seal is known, wherein between the dust protection ring and the shaft seal a labyrinth seal is formed. Due to the proposed geometry, however, this shaft seal seems to be of limited suitability in order to avoid the penetration of liquid into the area to be sealed.

Aus der DE 103 58 876 A1 ist eine Dichtung mit berührungslos zueinander angeordneten Abweisringen bekannt, wobei an dem ersten Abweisring mehrere Vertiefungen ausgebildet sind, in welchen sich Schmutz oder Flüssigkeiten sammeln können, bevor sie in das abgedichtete Bauteil eindringen. Dazu weist der erste Abweisring mehrere axial benachbarte Radialrippen auf, wodurch die Vertiefungen im Wesentlichen abgeschlossene Räume ausbilden und einen Weitertransport von Schmutz oder Flüssigkeiten in das Innere der abgedichteten Funktionseinheit erschweren.From the DE 103 58 876 A1 is a seal with non-contact arranged Abweisringen known, wherein on the first Abweisring more recesses are formed, in which dirt or liquids can collect before they penetrate into the sealed component. For this purpose, the first deflector ring on a plurality of axially adjacent radial ribs, whereby the recesses form substantially closed spaces and complicate further transport of dirt or liquids into the interior of the sealed functional unit.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Dichtwirkung einer einem Lager vorgeschalteten Dichtung weiter zu verbessern und die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden.The object of the invention is to further improve the sealing effect of a bearing upstream of a bearing and to overcome the disadvantages known from the prior art.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Dichtanordnung für ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, mit einem ersten Lagerring und einem zweiten Lagerring gelöst, wobei die Dichtanordnung ein mit dem ersten Lagerring verbundenes erstes Trägerelement und ein mit dem zweiten Lagerring verbundenes zweites Trägerelement aufweist. An dem ersten Trägerelement ist ein erstes Dichtelement und an dem zweiten Trägerelement ist ein zweites Dichtelement ausgebildet. Zwischen dem ersten Dichtelement und dem zweiten Dichtelement ist ein Dichtspalt ausgebildet, wobei der Dichtspalt in Form einer Labyrinthdichtung ausgebildet ist, und wobei zumindest eines der Dichtelemente einen trapezförmigen Dichtungsvorsprung aufweist, welcher in eine wannenförmige Vertiefung des anderen Dichtelements eingreift. Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen lässt sich auf diese Art und Weise mit vergleichsweise wenig Fertigungsaufwand eine Labyrinthdichtung ausbilden, welche das Eindringen von Verschmutzungen und Schmutzwasser verhindert und zudem das Rückfördern von trotzdem in die Dichtanordnung eingedrungener Flüssigkeit begünstigt.According to the invention, the object is achieved by a sealing arrangement for a bearing, in particular a rolling bearing, with a first bearing ring and a second bearing ring, wherein the sealing arrangement has a first bearing element connected to the first bearing ring and a second bearing element connected to the second bearing ring. A first sealing element is formed on the first carrier element and a second sealing element is formed on the second carrier element. Between the first sealing element and the second sealing element, a sealing gap is formed, wherein the sealing gap is in the form of a labyrinth seal, and wherein at least one of the sealing elements has a trapezoidal sealing projection, which engages in a trough-shaped recess of the other sealing element. Compared to the solutions known from the prior art, a labyrinth seal can be formed in this way with comparatively little production effort, which prevents the penetration of dirt and dirty water and also favors the return of penetrated into the sealing arrangement liquid.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Dichtanordnung möglich.By the features listed in the dependent claims advantageous improvements and developments of the sealing arrangement specified in the independent claim are possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der trapezförmige Dichtungsvorsprung und die wannenförmige Vertiefung in einem dem Lager abgewandten Eingangsspalt der Dichtanordnung ausgebildet sind. Besonders wirksam ist die vorgeschlagene Dichtanordnung, wenn die trapezförmigen Dichtungsvorsprünge und die wannenförmigen Vertiefungen in den jeweiligen Dichtelementen in einem Eingangsspalt der Dichtanordnung ausgebildet sind. Somit wird erreicht, dass möglichst wenig Schmutzwasser mit einer möglichst geringen Geschwindigkeit in den Innenbereich der Dichtung eindringt. Dadurch kann die Gesamtmenge an Schmutz und Schmutzwasser, welche in die Dichtanordnung eindringt, reduziert und die Dichtwirkung verbessert werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the trapezoidal sealing projection and the trough-shaped depression are formed in an inlet gap of the sealing arrangement facing away from the bearing. The proposed sealing arrangement is particularly effective when the trapezoidal sealing projections and the trough-shaped recesses are formed in the respective sealing elements in an inlet gap of the sealing arrangement. This ensures that as little as possible dirty water penetrates with the lowest possible speed in the inner region of the seal. This can reduce the total amount of dirt and dirty water, which penetrates into the sealing arrangement, reduced and the sealing effect can be improved.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Dichtanordnung eine Fangkammer ausgebildet ist. Durch die Fangkammer kann der Schmutz oder die Flüssigkeit, welche durch den Eingangsspalt in die Dichtanordnung eingedrungen ist, aufgefangen und sicher zurückgehalten werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass in die Dichtanordnung eingedrungene Flüssigkeit unkontrolliert weiter in Richtung Lager eindringt. Dabei kann die Fangkammer im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen vergleichsweise klein ausgeführt werden, da durch die verbesserte Dichtung im Eingangsspalt weniger Schmutzwasser und weniger Verschmutzungen in die Dichtanordnung eindringen. Alternativ kann auch nur eine Fangkammer anstelle von mehreren Fangkammern ausgebildet werden, wodurch sich die Konstruktion vereinfacht und somit kostengünstiger herzustellen ist. According to an advantageous development of the invention, it is provided that a catching chamber is formed on the sealing arrangement. Through the catching chamber, the dirt or the liquid which has penetrated into the sealing arrangement through the inlet gap can be collected and safely retained, without the risk that liquid penetrating into the sealing arrangement will continue to penetrate uncontrollably in the direction of the bearing. In this case, the catching chamber can be made comparatively small in comparison to known from the prior art solutions, as penetrate through the improved seal in the entrance gap less dirty water and less pollution in the sealing assembly. Alternatively, only one catching chamber can be formed instead of a plurality of catching chambers, whereby the construction is simplified and thus less expensive to produce.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Fangkammer stromabwärts des Eingangsspaltes angeordnet ist und derart eingerichtet ist, um durch den Eingangsspalt in Richtung des Lagers eingedrungenen Schmutz oder eingedrungene Flüssigkeit aufzunehmen und/oder ein Herausfördern von durch den Eingangsspalt eingedrungener Flüssigkeit begünstigt. Die Fangkammer ist vorzugsweise in Form einer umlaufenden Vertiefung in einem der Dichtelemente ausgebildet, sodass in die Fangkammer eindringende Flüssigkeit entlang dieser Vertiefung abläuft und durch den Eingangsspalt wieder aus der Dichtanordnung hinausgefördert wird.In this case, it is particularly preferred if the catching chamber is arranged downstream of the inlet gap and is set up to receive dirt or liquid that has penetrated through the inlet gap in the direction of the bearing and / or favors the outflow of liquid that has penetrated through the inlet gap. The catching chamber is preferably designed in the form of a circumferential depression in one of the sealing elements, so that liquid entering the catching chamber runs along this depression and is conveyed out of the sealing arrangement again through the inlet gap.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Dichtspalt mehrere hintereinandergeschaltete trapezförmige Dichtungsvorsprünge und wannenförmige Vertiefungen ausgebildet sind. Durch mehrere hintereinander geordnete trapezförmige Dichtvorsprünge und wannenförmige Vertiefungen kann die Länge des Dichtspaltes vergrößert werden, wodurch die Dichtwirkung verbessert wird. Dabei entsteht in dem Dichtspalt ein Drosseleffekt, welcher die Strömungsgeschwindigkeit von in den Dichtspalt eindringender Flüssigkeit reduziert. Zudem kann jede der wannenförmigen Vertiefungen als eine Auffangtasche wirken, wodurch sich die Eindringgeschwindigkeit von Flüssigkeit in die Dichtanordnung verlangsamt und eine Stauwirkung begünstigt wird, welche ein weiteres Eindringen von Flüssigkeit oder Schmutz in die Dichtanordnung hindert.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that in the sealing gap a plurality of successively connected trapezoidal sealing projections and trough-shaped recesses are formed. By several consecutively arranged trapezoidal sealing projections and trough-shaped depressions, the length of the sealing gap can be increased, whereby the sealing effect is improved. In this case, in the sealing gap, a throttle effect, which reduces the flow velocity of penetrating into the sealing gap liquid. In addition, each of the trough-shaped recesses may act as a catching pocket, thereby slowing the rate of penetration of liquid into the sealing assembly and promoting a stowage effect which prevents further penetration of liquid or dirt into the sealing assembly.

Bevorzugt ist dabei, wenn an den beiden Dichtelementen jeweils abwechselnd trapezförmige Dichtungsvorsprünge und wannenförmige Vertiefungen ausgebildet sind. Durch mehrere in Reihe geschaltete trapezförmige Erhöhungen und wannenförmige Vertiefungen kann eine verbesserte Dichtwirkung bei gleichzeitig optimaler Bauraumnutzung erreicht werden. Dadurch kann die Wirkung des Dichtkanals bei vergleichsweise geringem Bauraum verbessert werden.It is preferred if alternately trapezoidal sealing projections and trough-shaped depressions are formed on the two sealing elements. By several serially connected trapezoidal elevations and trough-shaped recesses, an improved sealing effect can be achieved while optimally using space. As a result, the effect of the sealing channel can be improved with a comparatively small installation space.

In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Dichtspalt des trapezförmigen Dichtungsvorsprungs eine Dichtlippe vorgeschaltet ist. Durch eine vorgeschaltete Dichtlippe kann die Wirkung des Dichtspaltes verbessert werden. Dabei kann die Dichtlippe sowohl am Eingang des Eingangsspaltes als auch zwischen zwei benachbarten wannenförmigen Vertiefungen angeordnet sein und sowohl als schleifende Dichtlippe als auch als im Wesentlichen berührungsfreier Dichtspalt ausgebildet sein. Dadurch kann die Gefahr von eindringender Flüssigkeit und Schmutz in die Dichtanordnung weiter reduziert werden.In a further improvement of the invention, it is provided that a sealing lip is connected upstream of the sealing gap of the trapezoidal sealing projection. By an upstream sealing lip, the effect of the sealing gap can be improved. In this case, the sealing lip can be arranged both at the entrance of the entrance gap and between two adjacent trough-shaped depressions and be designed both as a sliding sealing lip and as a substantially contact-free sealing gap. As a result, the risk of penetrating liquid and dirt in the sealing arrangement can be further reduced.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Dichtlippe die erste Dichtkontur am Eingangsspalt ausbildet. Durch eine Dichtlippe am Eingang des Eingangsspaltes kann eine sehr wirksame Vordichtung erzielt werden, welche die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Labyrinthdichtung mit den trapezförmigen Dichtungsvorsprüngen und den wannenförmigen Vertiefungen deutlich steigert.It is particularly preferred if the sealing lip forms the first sealing contour at the entrance gap. By a sealing lip at the entrance of the entrance gap, a very effective pre-seal can be achieved, which significantly increases the effectiveness of the proposed labyrinth seal with the trapezoidal sealing projections and the trough-shaped depressions.

Gemäß einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einem dem Lager zugewandten Ende des ersten Trägerelements eine Dichtlippe ausgebildet ist, welche an dem zweiten Trägerelement anliegt. Dadurch kann das Lager zusätzlich abgedichtet werden und insbesondere ein Austreten von Schmierstoff aus dem Lager reduziert werden. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Dichtlippe in radialer Richtung geschlitzt ist, um einen Druckausgleich zwischen dem Lager und der Umgebung zu ermöglichen. Die an dem Ende des ersten Trägerelements ausgebildete Dichtlippe dient vorzugsweise als Hauptdichtung für das Lager und liegt als, vorzugsweise als schleifende, Dichtung an dem zweiten Trägerelement der Dichtanordnung an. Dabei ist das Trägerelement vorzugsweise aus einem Metall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung oder einem Eisenwerkstoff hergestellt, während die Dichtlippe aus einem Polymerwerkstoff, insbesondere aus einem Elastomer besteht.According to a further improvement of the invention it is provided that on a bearing facing the end of the first support member, a sealing lip is formed, which rests against the second support member. As a result, the bearing can be additionally sealed and in particular leakage of lubricant from the bearing can be reduced. It is particularly preferred if the sealing lip is slotted in the radial direction to allow pressure equalization between the bearing and the environment. The sealing lip formed at the end of the first carrier element preferably serves as the main seal for the bearing and abuts against the second carrier element of the sealing arrangement as a preferably abrasive seal. In this case, the carrier element is preferably made of a metal, in particular of an aluminum alloy or an iron material, while the sealing lip consists of a polymer material, in particular of an elastomer.

Erfindungsgemäß wird ein Radlager für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei das Radlager eine erfindungsgemäße Dichtanordnung sowie ein Wälzlager aufweist. Durch eine erfindungsgemäße Dichtanordnung kann das Eindringen von Schmutzwasser, Staub oder Partikeln in das Radlager deutlich reduziert werden. Da gerade bei Radlagern der Schutz der Wälzlagerkörper vor Schmutz und Wasser eine zentrale Herausforderung ist, um die Dauerhaltbarkeit des Radlagers sicherzustellen, ist es besonders vorteilhaft, ein erfindungsgemäßes Wälzlager bei einem Radlager eines Kraftfahrzeuges einzusetzen. Durch die verbesserte Abdichtung im Dichtspalt dringt weniger Schmutz oder Schmutzwasser durch den Eingangsspalt in die Dichtanordnung, wodurch sich die Dauerhaltbarkeit verbessert. Durch die Kombination der schleifenden Dichtlippe an dem zweiten Dichtelement mit der Labyrinthdichtung kann auf zusätzliche radiale Dichtlippen verzichtet werden, wodurch die Reibung reduziert werden kann.According to the invention, a wheel bearing for a motor vehicle is proposed, wherein the wheel bearing has a sealing arrangement according to the invention and a roller bearing. By a sealing arrangement according to the invention, the penetration of dirty water, dust or particles can be significantly reduced in the wheel bearing. Especially with wheel bearings, the protection of the rolling bearing body from dirt and water is a key challenge to the To ensure durability of the wheel bearing, it is particularly advantageous to use a rolling bearing according to the invention in a wheel bearing of a motor vehicle. Due to the improved sealing in the sealing gap penetrates less dirt or dirty water through the entrance gap in the sealing arrangement, which improves the durability. By combining the sliding sealing lip on the second sealing element with the labyrinth seal can be dispensed with additional radial sealing lips, whereby the friction can be reduced.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Dichtanordnung vorgeschlagen, wobei das erste Dichtelement stoffschlüssig mit dem ersten Trägerelement verbunden wird und das zweite Dichtelement stoffschlüssig mit dem zweiten Trägerelement verbunden wird. Dabei wird an dem ersten oder dem zweiten Dichtelement mindestens ein trapezförmiger Dichtungsvorsprung ausgebildet. An dem anderen Dichtelement wird eine wannenförmige Vertiefung ausgebildet, wobei der trapezförmige Dichtungsvorsprung derart zu der wannenförmigen Vertiefung ausgerichtet wird, dass der trapezförmige Dichtungsvorsprung in die wannenförmige Vertiefung des anderen Dichtelements eingreift. Eine stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch ein Verkleben der Dichtelemente mit den Trägerelementen oder einer stoffschlüssigen Verbindung in einem Spritzgussprozess kostengünstig hergestellt werden.According to the invention a method for producing a sealing arrangement according to the invention is further proposed, wherein the first sealing element is integrally connected to the first carrier element and the second sealing element is integrally connected to the second carrier element. In this case, at least one trapezoidal sealing projection is formed on the first or the second sealing element. At the other sealing element, a trough-shaped recess is formed, wherein the trapezoidal sealing projection is aligned to the trough-shaped recess, that the trapezoidal sealing projection engages in the trough-shaped recess of the other sealing element. A cohesive connection can be produced inexpensively, for example, by gluing the sealing elements to the carrier elements or a cohesive connection in an injection molding process.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Dabei sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion durch die gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Es zeigen:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtanordnung zur Abdichtung eines Lagers; und
  • 2 einen weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtanordnung zur Abdichtung eines Lagers;
  • 3 ein Radlager mit einer erfindungsgemäßen Dichtanordnung, welche ein Wälzlager des Radlagers gegen von außen eindringenden Schmutz oder Feuchtigkeit abdichtet.
The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. The same components or components with the same function are identified by the same reference numerals. Show it:
  • 1 a first embodiment of a sealing arrangement according to the invention for sealing a bearing; and
  • 2 a further embodiment of a sealing arrangement according to the invention for sealing a bearing;
  • 3 a wheel bearing with a sealing arrangement according to the invention, which seals a roller bearing of the wheel bearing against dirt or moisture penetrating from the outside.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Dichtanordnung 4 für ein Lager 1 dargestellt. Die Dichtanordnung 4 umfasst ein erstes Trägerelement 5, welches an einem ersten Lagerring 2 des Lagers 1 oder einem mit diesem ersten Lagerring 2 verbundenen Bauteil fixierbar ist. Das erste Trägerelement 5 trägt ein erstes Dichtelement 7, welches vorzugsweise stoffschlüssig mit dem ersten Trägerelement 5 verbunden ist. Das erste Dichtelement 7 ist vorzugsweise aus einem Elastomer hergestellt und stoffschlüssig mit dem ersten Trägerelement 5 verbunden. Die Dichtanordnung 4 umfasst ferner ein zweites Trägerelement 6, welches an dem zweiten Lagerring 3 des Lagers 1 oder einem mit diese zweiten Lagerring 3 verbundenen Bauteil fixierbar ist. Das zweite Trägerelement 6 trägt ein zweites Dichtelement 8, welches mit dem ersten Dichtelement 7 einen Dichtspalt 9 ausbildet. Der Dichtspalt 9 ist in Form einer Labyrinthdichtung 23 ausgebildet. Dazu sind an dem ersten Dichtelement 7 und an dem zweiten Dichtelement 8 jeweils trapezförmige Dichtvorsprünge 10, 12 ausgebildet, welche jeweils in wannenförmige Vertiefungen 11, 13 des jeweils anderen Dichtelements 7, 8 eingreifen. Der Labyrinthdichtung 23 ist ein Eingangsspalt 22 vorgeschaltet, welcher zwischen einen Dichtlippe 21 an dem zweiten Dichtelement 8 und einer Oberfläche des ersten Dichtelements 7 ausgebildet ist. Die Dichtanordnung 4 weist zumindest eine Fangtasche 16 auf, welche durch einen Dichtungsvorsprung 15 an dem zweiten Dichtelement 8 oder einem dritten Dichtelement 26 ausgebildet wird. Die Fangtasche 16 fängt Schmutz oder Flüssigkeit auf, welche durch den Dichtspalt 9 in die Dichtanordnung 4 eingedrungen ist. Dabei sind die Auffangtaschen 16 so ausgebildet, dass durch die Rotation und die dabei auftretenden Fliehkräfte in die Dichtanordnung 4 eingedrungenen Schmutz oder eingedrungenes Wasser wieder nach Außen gefördert wird. Das dritte Dichtelement 26 weist ferner eine Dichtlippe 14 auf, welche vorzugsweise in radialer Richtung geschlitzt ist und an dem ersten Trägerelement 5 anliegt und somit die Hauptdichtung für das Lager 1 ausbildet. Durch den Schlitz ist ein Druckausgleich zwischen dem Lager 1 und der Umgebung möglich, so dass durch die Erwärmung des Lagers im Betrieb keine zusätzlichen Spannungen auftreten.In 1 is a sealing arrangement according to the invention 4 for a warehouse 1 shown. The sealing arrangement 4 comprises a first carrier element 5 , which on a first bearing ring 2 of the camp 1 or one with this first bearing ring 2 connected component is fixable. The first carrier element 5 carries a first sealing element 7 which preferably cohesively with the first carrier element 5 connected is. The first sealing element 7 is preferably made of an elastomer and cohesively with the first carrier element 5 connected. The sealing arrangement 4 further comprises a second carrier element 6 , which on the second bearing ring 3 of the camp 1 or one with this second bearing ring 3 connected component is fixable. The second carrier element 6 carries a second sealing element 8th , which with the first sealing element 7 a sealing gap 9 formed. The sealing gap 9 is in the form of a labyrinth seal 23 educated. These are on the first sealing element 7 and on the second sealing element 8th each trapezoidal sealing projections 10 . 12 formed, which in each case in trough-shaped depressions 11 . 13 the other sealing element 7 . 8th intervention. The labyrinth seal 23 is an entrance slit 22 upstream, which between a sealing lip 21 on the second sealing element 8th and a surface of the first seal member 7 is trained. The sealing arrangement 4 has at least one catch bag 16 on which by a sealing projection 15 on the second sealing element 8th or a third sealing element 26 is trained. The catch bag 16 Catches dirt or liquid through the sealing gap 9 in the sealing arrangement 4 has penetrated. Here are the collecting bags 16 designed so that by the rotation and the centrifugal forces occurring in the sealing arrangement 4 penetrated dirt or water infiltrated back to the outside. The third sealing element 26 also has a sealing lip 14 which is preferably slotted in the radial direction and on the first carrier element 5 rests and thus the main seal for the bearing 1 formed. Through the slot is a pressure equalization between the bearing 1 and the environment possible, so that no additional voltages occur due to the heating of the bearing during operation.

Die wannenförmigen Vertiefungen an dem ersten Dichtelement 7 und zweiten Dichtelement 8 entlang des Dichtspalts 9 weisen Auffangtaschen 18, 19, 20 auf, welche die Geschwindigkeit von in die Dichtanordnung eindringendem Schmutzwasser deutlich reduzieren und somit die Menge des eindringenden Schmutzwassers deutlich reduzieren können. Bei der vorgeschlagenen Dichtanordnung ist dem Eingangsspalt die größte Bedeutung beizumessen. Das Ziel der konstruktiven Auslegung ist es, möglichst wenig Schmutzwasser mit einer möglichst geringen Geschwindigkeit in den Innenbereich der Dichtanordnung 4 eindringen zu lassen. Durch die trapezförmigen Dichtungsvorsprünge 10, 12 und die wannenförmigen Vertiefungen 11, 13 soll im Wesentlichen das Eindringen von Schmutzwasser in die Dichtanordnung 4 verhindert werden, ein in die Dichtanordnung 4 eindringenden Strom von Flüssigkeit gedrosselt und nach Möglichkeit zurückgefördert werden.The trough-shaped depressions on the first sealing element 7 and second sealing element 8th along the sealing gap 9 have collecting bags 18 . 19 . 20 on, which can significantly reduce the speed of penetrating into the sealing arrangement dirty water and thus can significantly reduce the amount of penetrating dirty water. In the proposed sealing arrangement, the entrance gap is of the utmost importance. The aim of the structural design is to minimize the amount of dirty water with the lowest possible speed in the interior of the seal assembly 4 to let in. Due to the trapezoidal sealing projections 10 . 12 and the trough-shaped depressions 11 . 13 should essentially the ingress of dirty water in the sealing arrangement 4 be prevented, one in the sealing arrangement 4 penetrating stream of Fluid throttled and returned if possible.

An dem ersten Dichtelement 7 ist ein Encoder 17, insbesondere für ein ABS-Signal bei einem in 3 dargestellten Radlager 24, vorgesehen, welcher außerhalb der Dichtkontur an dem ersten Trägerelement 6 der Dichtanordnung 4 ausgebildet ist.On the first sealing element 7 is an encoder 17 , in particular for an ABS signal at a in 3 illustrated wheel bearing 24 , provided which outside the sealing contour on the first support element 6 the sealing arrangement 4 is trained.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtanordnung für ein Lager 1 dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 1 ausgeführt wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist das zweite Dichtelement 8 derart an dem zweiten Trägerelement 6 ausgebildet, dass es die dem ersten Trägerelement 5 zugewandte Seite des zweiten Trägerelements 6 komplett bedeckt und somit die Funktionen des in 1 dargestellten zweiten und dritten Dichtelements 8, 26 einstückig verbindet. Ferner ist das erste Dichtelement 7 in radialer Richtung bis zu einem Bodensockel des ersten Trägerblechs 5 verlängert.In 2 is another embodiment of a sealing arrangement according to the invention for a bearing 1 shown. With essentially the same structure as 1 will be explained below only on the differences received. At the in 2 illustrated embodiment, the second sealing element 8th such on the second carrier element 6 formed, that it is the first carrier element 5 facing side of the second carrier element 6 completely covered and thus the functions of in 1 shown second and third sealing element 8th . 26 integrally connects. Furthermore, the first sealing element 7 in the radial direction up to a bottom socket of the first carrier sheet 5 extended.

Bevorzugt ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Dichtanordnung 4 an einem Wälzlager 25, insbesondere an einem Radlager 24. Ein solches Wälzlager 24 mit einer vorgeschalteten Dichtanordnung 4 ist schematisch in 3 dargestellt. Das Wälzlager 24 umfasst einen ersten Lagerring 2, welcher das erste Trägerelement 5 trägt. Das erste Trägerelement 5 ist insbesondere formschlüssig oder kraftschlüssig mit dem ersten Lagerring 2 verbunden. Das Wälzlager 24 umfasst ferner einen zweiten Lagerring 3, welcher das zweite Trägerelement 6 trägt. Zwischen den Lagerringen 2, 3 ist eine erfindungsgemäße und unter den Ausführungen zu 1 und 2 beschriebene Dichtanordnung 4 vorgesehen.The use of a sealing arrangement according to the invention is preferred 4 on a rolling bearing 25 , in particular on a wheel bearing 24 , Such a rolling bearing 24 with an upstream sealing arrangement 4 is schematic in 3 shown. The rolling bearing 24 includes a first bearing ring 2 which is the first carrier element 5 wearing. The first carrier element 5 is in particular positive or non-positive with the first bearing ring 2 connected. The rolling bearing 24 further comprises a second bearing ring 3 which is the second carrier element 6 wearing. Between the bearing rings 2 . 3 is an inventive and among the remarks to 1 and 2 described sealing arrangement 4 intended.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Lagercamp
22
erster Lagerringfirst bearing ring
33
zweiter Lagerringsecond bearing ring
44
Dichtanordnungsealing arrangement
55
erstes Trägerelementfirst carrier element
66
zweites Trägerelementsecond carrier element
77
erstes Dichtelementfirst sealing element
88th
zweites Dichtelementsecond sealing element
99
Dichtspaltsealing gap
1010
trapezförmiger Dichtungsvorsprung an dem ersten Dichtelementtrapezoidal sealing projection on the first sealing element
1111
wannenförmige Vertiefung an dem ersten Dichtelementtrough-shaped depression on the first sealing element
1212
trapezförmiger Dichtungsvorsprung an dem zweiten Dichtelementtrapezoidal sealing projection on the second sealing element
1313
wannenförmige Vertiefung an dem zweiten Dichtelementtrough-shaped depression on the second sealing element
1414
Dichtlippesealing lip
1515
Dichtungsvorsprungsealing projection
1616
Fangkammertrap chamber
1717
Encoderencoder
1818
Auffangtaschecollecting pocket
1919
Auffangtaschecollecting pocket
2020
Auffangtaschecollecting pocket
2121
Dichtlippesealing lip
2222
Eingangsspaltentrance slit
2323
Labyrinthdichtunglabyrinth seal
2424
RadlagerWheel bearings
2525
Wälzlagerroller bearing
2626
drittes Dichtelementthird sealing element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 10128412 A1 [0004]DE 10128412 A1 [0004]
  • DE 10358876 A1 [0005]DE 10358876 A1 [0005]

Claims (10)

Dichtanordnung (4) für ein Lager (1) mit einem ersten Lagerring (2) und einem zweiten Lagerring (3), wobei die Dichtanordnung (4) ein mit dem ersten Lagerring (2) verbundenes erstes Trägerelement (5) und ein mit dem zweiten Lagerring (3) verbundenes zweites Trägerelement (6) aufweist, wobei an dem ersten Trägerelement (5) ein erstes Dichtelement (7) und an dem zweiten Trägerelement (6) ein zweites Dichtelement (8) ausgebildet ist, welche einen Dichtspalt (9) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtspalt (9) in Form einer Labyrinthdichtung (23) ausgebildet ist, wobei zumindest eines der Dichtelemente (7, 8) einen trapezförmigen Dichtungsvorsprung (10, 12) aufweist, welcher in einer wannenförmig Vertiefung (11, 13) des anderen Dichtelements (7, 8) eingreift.A sealing arrangement (4) for a bearing (1) with a first bearing ring (2) and a second bearing ring (3), wherein the sealing arrangement (4) has a first carrier element (5) connected to the first bearing ring (2) and one with the second Bearing ring (3) connected second carrier element (6), wherein on the first carrier element (5) a first sealing element (7) and on the second carrier element (6) a second sealing element (8) is formed, which form a sealing gap (9) , characterized in that the sealing gap (9) in the form of a labyrinth seal (23) is formed, wherein at least one of the sealing elements (7, 8) has a trapezoidal sealing projection (10, 12) which in a trough-shaped depression (11, 13) the other sealing element (7, 8) engages. Dichtanordnung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der trapezförmige Dichtungsvorsprung (10, 12) und die wannenförmige Vertiefung (11, 13) in einem dem Lager (1) abgewandten Eingangsspalt (22) der Dichtanordnung (4) ausgebildet sind.Seal arrangement (4) according to Claim 1 , characterized in that the trapezoidal sealing projection (10, 12) and the trough-shaped recess (11, 13) in a bearing (1) facing away from the input gap (22) of the sealing arrangement (4) are formed. Dichtanordnung (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Dichtanordnung (4) eine Fangkammer (16) ausgebildet ist.Seal arrangement (4) according to Claim 1 or 2 , characterized in that on the sealing arrangement (4) a catching chamber (16) is formed. Dichtanordnung (4) nach Anspruch 2 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangkammer (16) stromabwärts des Eingangsspaltes (22) angeordnet ist und derart eingerichtet ist, um durch den Eingangsspalt (22) in Richtung des Lagers (1) eingedrungenen Schmutz oder eingedrungene Flüssigkeit aufzunehmen.Seal arrangement (4) according to Claim 2 and Claim 3 , characterized in that the catching chamber (16) is arranged downstream of the inlet gap (22) and is adapted to receive dirt or liquid penetrated through the inlet gap (22) in the direction of the bearing (1). Dichtanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dichtspalt (9) mehrere hintereinandergeschaltete trapezförmige Dichtungsvorsprünge (10, 12) und wannenförmige Vertiefungen (11, 13) ausgebildet sind.Sealing arrangement (4) according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that in the sealing gap (9) a plurality of successive trapezoidal sealing projections (10, 12) and trough-shaped recesses (11, 13) are formed. Dichtanordnung (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Dichtelementen (7, 8) jeweils abwechselnd trapezförmige Dichtungsvorsprünge (10, 12) und wannenförmige Vertiefungen (11, 13) ausgebildet sind.Seal arrangement (4) according to Claim 5 , characterized in that on the two sealing elements (7, 8) in each case alternately trapezoidal sealing projections (10, 12) and trough-shaped depressions (11, 13) are formed. Dichtanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Dichtspalt (9) des trapezförmigen Dichtungsvorsprungs (10, 12) eine Dichtlippe (21) vorgeschaltet ist.Sealing arrangement (4) according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that at the sealing gap (9) of the trapezoidal sealing projection (10, 12) is preceded by a sealing lip (21). Dichtanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einem dem Lager (1) zugewandten Ende des zweiten Trägerelements (6) eine Dichtlippe (14) ausgebildet ist, welche an dem ersten Trägerelement (5) anliegt.Sealing arrangement (4) according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that on one of the bearing (1) facing the end of the second carrier element (6) has a sealing lip (14) is formed, which rests against the first carrier element (5). Radlager (24) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Radlager (24) eine Dichtanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie ein Wälzlager (25) aufweist.Wheel bearing (24) for a motor vehicle, wherein the wheel bearing (24) has a sealing arrangement (4) according to one of Claims 1 to 8th and a rolling bearing (25). Verfahren zur Herstellung einer Dichtanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtelement (7) stoffschlüssig mit dem ersten Trägerelement (5) verbunden wird und das zweite Dichtelement (8) stoffschlüssig mit dem zweiten Trägerelement (6) verbunden wird, wobei an dem ersten oder zweiten Dichtelement (7, 8) mindestens ein trapezförmiger Dichtungsvorsprung (10, 12) ausgebildet wird, wobei an dem anderen Dichtelement (7, 8) eine wannenförmige Vertiefung (11, 13) ausgebildet wird, und wobei der trapezförmige Dichtungsvorsprung (10, 12) derart zu der wannenförmigen Vertiefung (11, 13) ausgerichtet wird, dass der trapezförmige Dichtungsvorsprung (10, 12) in die wannenförmige Vertiefung (11, 13) des anderen Dichtelements (7, 8) eingreift.Method for producing a sealing arrangement (4) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the first sealing element (7) is materially connected to the first carrier element (5) and the second sealing element (8) is integrally connected to the second carrier element (6), wherein on the first or second sealing element (7, 8 ) at least one trapezoidal sealing projection (10, 12) is formed, wherein on the other sealing element (7, 8) a trough-shaped recess (11, 13) is formed, and wherein the trapezoidal sealing projection (10, 12) in such a way to the trough-shaped recess ( 11, 13) is aligned, that the trapezoidal sealing projection (10, 12) in the trough-shaped recess (11, 13) of the other sealing element (7, 8) engages.
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