DE1945673A1

DE1945673A1 - Dichtungsanordnung fuer geteilte Lagergehaeuse

Info

Publication number: DE1945673A1
Application number: DE19691945673
Authority: DE
Inventors: Ullberg Carl Woodrow
Original assignee: Svenska Kullagerfabriken AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 1968-09-16
Filing date: 1969-09-10
Publication date: 1970-04-09
Also published as: BE738873A; NL6914056A; GB1273221A; CH520291A; DE6935414U; FR2018194A1; AT293800B; US3656824A

Description

Aktiebolaget

Svenska Kullagerfabriken Gö t eb org/Schwe den

Priorität der schwedischen Patentanmeldung No. 12 434/68

vom 16.Sept. 1968

Dichtungsanordnung für geteilte Lagergehäuse

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für in einer Axialebene geteilte, Wellen- oder Achslager aufnehmende Lagergehäuse. Diese Art Gehäuse ist für Wälzlager üblich. Dabei ist gewöhnlich das Lagergehäuse gegen die Welle oder Achse durch Pilzringe, welche in eine umlaufende Rille oder Nut einer oder beider Bohrungen in den Seitenwänden des Gehäuses eingesetzt sind, abgedichtet. Ein Nachteil dieser Dichtung ist, daß sie nur ungenügend gegen Flüssigkeiten dichtet. Auseerdem lagern sich im Filzring mit der Zeit Staub, Schmutz, Sand und dergleichen ab und reiben dann an der Welle. Dieser Abrieb kann im Einzelfall ein solches Ausmaß annehmen, daß sogar eine Beschädigung der Welle eintritt.

Ein weiterer Nachteil der erwähnten Dichtungsart besteht darin, daß diese.: Dichtung, um einwandfrei zu funktionieren, vor der Montage einer besonderen Vorbehandlung unterzogen werden muss, da sie sonst sehr schnell den Eontakt mit der

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Welle verliert und nur noch wie eine Spaltdichtung wirkt.

Schließlich ist ein weiterer Mangel der zur Abdichtung benutzten Filzringe darin zu sehen, daß sie während des Einlaufens einen sehr hohen Druck auf die Welle ausüben, was insbesondere bei schnellaufenden Wellen einen ungewöhnlichen Temperaturanstieg zur Folge hat. Es ist vorgekommen, daß Wellen durch die unter dem Dichtungsring entstehende Reibungswärme blau anliefen.

In letzter. Zeit wurden auch Dichtungsringe aus synthetischen Materialien ausprobiert mit dem Ziel, eine bessere, gleichmassigere und langanhaltende Andruckkraft gegen die Welle zu erzielen. Die synthetischen Materialien bringen jedoch als Nachteil eine gewisse Unsauberkeit mit sich insofern, als sie infolge der Reibung durch die rotierende Welle elektrostatisch aufgeladen werden und dann Schmutzteilchen anziehen. Die Suche nach einer wirksamen Dichtung für Lagergehäuse geht deshalb weiter.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die erwähnten Nachteile der bekannten Dichtungen vermeidet, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, daß wenigstens eine der mit der Welle fluchtenden Bohrungen in den Seitenwänden des Lagergehäuses einen wesentlich grösseren Durchmesser aufweist als die Welle und mit einer umlaufenden Rille oder Nut versehen ist, in die mittels einer elastisch zusammendrückbaren Dichtung eine das Lagergehäuse nach aussen abdichtende Scheibe eingespannt ist. Diese Scheibe ist in bevorzugten Ausführungen der Erfindung entweder als Abschlußscheibe oder als Ringscheibe ausgebildet, welch letztere wiederum entweder unmittelbar und allein mit der Welle oder mit einem oder mehreren auf der Welle sitzenden ringförmigen Dichtungselementen zusammenwirkt.

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Ein besonderer Vorteil der hier vorgeschlagenen neuen Dichtung sanordnung besteht in der ausserordentlich vereinfachten Montage, da keine Vorbehandlung der lichtenden Elemente notwendig ist und diese auf sehr einfache Weise in die gegenseitige richtige Lage gebracht werden können·

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen ; .

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch ein Lagergehäuse für ein Wälzlager mit einer Dichtungsanordnung gemäss der Erfindung,

Fig.

1b-1e Zwischenstadien der Montage des Lagergehäuse s nach Fig. 1,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Lagergehäuse nach Fig. 1 unter Verwendung einer abgewandelten Dichtungsanordnung .,gemäss der Erfindung,

Fig.

5-7 weitere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Dichtung mittels einer elastisch einpaßten Scheibe bzw.eines Hingss,

Fig. 8 die Anwendung des erfindungsgsmässen Gedankens auf Gehäuse für Wälzlagerpaare.

Das in der Zeichnung dargestellte Lagergehäuse, ein sogenanntes Stehlager, besteht aus einer 'interen Gehäusehälfte 11 und einer oberen Gehäusehälfte 12. Beide sind im Beispielsfall mit einer zylindrischen sitzfläche 13 für ein Wälzlager, s.B. ein Tonnenlager 14, ausgeführt, welches mit Hilfe einer Spannbüchse Ί5 auf der zu lagernden Welle befestigt ist. Die Welle 1€ ist durch Bohrungen 18 in Seitenwänden 17 des Lagergefeäuses geführt, wobei ¥elle und

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Bohrungen im wesentlichen konzentrisch liegen. In die Bohrungen 18 sind umlaufende Nuten oder Rillen 19 eingedreht, die durch zwei Axialflächen 110 und eine zylindrische Fläche 111 definiert sind. In Jede Nut 19 ist eine dichtende Scheibe 112 eingesetzt, die sich in den eigentlichen Scheibenkörper 113 und einen Rand 114 gliedert. Im Radialschnitt durch die Scheibe ergibt sich also mit anderen Worten ein L-förmiger Querschnitt. Aussen auf dem Rand 114- trägt Jede Scheibe 112 einen Gummiring 118, der entweder aufvulkanisiert, aufgeklebt oder in einer anderen geeigneten Weise dort befestigt ist. Aufgabe dieses Gummiringes ist es, eine vorgespannte, ruhende Dichtung zwischen der Scheibe 112 und den Wänden der umlaufenden Nut 19 zu schaffen. Im montierten Zustand ist der Gummiring 118 zwischen dem Rand 114 der Scheibe 112 und der zylindrischen Fläche 111 der Nut 19 elastisch zusammengedrückt. Die äussere Stirnfläche der Scheibe 112 steht in dichtender Berührung mit einer Gummilippe 115 eines ringförmigen Grundkörpers 116 eines Dichtungselementes aua Gummi. Die axial aussenliegende Oberfläche 117 dieses Dichtungselementes befindet sich in der richtigen Lage mit Bezug auf die Scheibe 112 in einer Ebene mit der äusseren Oberfläche der Seitenwand des Lagergehäuses.

Die Montage des in Fig. 1 dargestellten Lagergehäuses wird durch die Fig. 1b bis Ie demonstriert. Nach Fig. 1b wird · zunächst das Wälzlager 14 mittels der Spannhülse 15 auf der Welle 16 befestigt, auf welche dann auch die Scheiben 112 und aussen neben denselben Dichtungselemente 119 der erwähnten Art, bestehend aus einem ringförmigen Grundkörper 116 mit einer Lippe 115,aufgeschoben werden. Die nächste Stufe der Montage ist dann aus Fig. 1c ersichtlich. Die gemäss Fig. 1d Tonnontierte Welle 16 wird in/iie untere Hälfte 11 des LagergeMuses eingelegt. Dabei werden die Scheiben 112 in die Enten 19 in den Seitenwänden 1? einge-

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passt. Im nächstfolgenden Schritt wird dann gemäss Fig. 1d die obere Gehäusehälfte 12 aufgesetzt und mittels nicht gezeigter Schrauben fest mit der unteren Gehäusehälfte verbunden, wobei die Gummiringe 118 radial zusammengedrückt werden und in diesem Zustand eine absolut sichere ruhende Dichtung zwischen dem Gehäuse und den Scheiben 112 bilden.

In Fig. 1e wird gezeigt, wie die Dichtungselemente 119 auf einfache Weise in die richtige axiale Lage mit Bezug auf die Scheiben 112 gebracht werden. Man nimmt dazu ein geeignetes Handwerkszeug, normalerweise einen Schraubenzieher 120, der bei rotierender Welle 16 gegen die axiale Aussenfläche 117 der Dichtungselemente 119 gedrückt wird, bis die Fläche 117 in einer Ebene mit der Aussenfläche der Seitenwand 17 des Lagergehäuses liegt. Der Abstand dieser Ebene zur Scheibe 112 ist so gewählt, dass in der beschriebenen Lage die Lippe 115 genau in der gewünschten Weise dichtend an der Scheibe 112 anliegt.

Die in den Fig. 1 bis 1e gezeigte, vorstehend beschriebene Dichtungsanordnung kann noch durch weitere Dichtungselemente 119b, die auf der Innenseite der Scheiben 112 angeordnet werden, modifiziert werden (siehe Fig. 2). Die weiteren Dichtungselemente 119b haben die Funktion, ein Auslaufen von öl zu verhindern. Man wird also diese Anordnung nur in den Fällen benutzen, wo Schmiermittel in flüssiger Form am Auslaufen aus dem Lagergehäuse gehindert werden soll. Aus Platzgründen kann es dabei zweckmässig sein, die Scheiben 112 im Vergleich zu ihrer Lage nach Fig. 1 umzudrehen. Gewöhnlich muss jedoch bei der Dichtungsanordnung nach Fig. 2 ein gewisser Verlust an Einfachheit der Montage mit in Kauf genommen werden, da die inneren Dichtungselemente 119b nicht in der in Fig. le gezeigten Weise in die richtige Lage geschoben werden können, sondern hierzu eine Abstandsmessung auf der Welle 16 erforderlich ist.

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Es ist üblich, daß ein Stehlager der beispielhaft beschriebenen Art am Wellenende angebracht ist. Auch in dieser Anordnung wurde bei Verwendung von Filzringen vor Abdichtung bisher gewöhnlich die Welle durch beide Seitenwände des Lagergehäuses hindurchgeführt. Dadurch wird natürlich die Gefahr einer Verschmutzung des Lagers vergrössert, da anstelle der einen theoretisch möglichen somit zwei Dichtungen vorhanden waren, durch deren Spalte Luft von einer Seite des Lagergehäuses zur anderen hindurchströmen konnte.

Auch an eine Verbesserung der Dichtungen von Lagergehäusen am Wellenende ist bei der vorliegenden Erfindung gedacht worden. Wie Fig. 3 zeigt, kann nämlich die erfindungsgemäss vorgesehene dichtende Scheibe auch als Abschlußscheibe oder Deckel 121 ausgebildet sein, dessen Rand genau dem Rand der vorbeschriebenen Scheiben 112 entspricht, also auch in der gleichen Weise mit einem äusseren Gummiring 118a versehen ist. Die zuletzt erwähnten Nachteile der bekannten Dichtungen werden dadurch vollständig beseitigt, denn die Anzahl der abzudichtenden Spalte wird um 50 % vermindert, und die Möglichkeit, daß Luft oder ein anderes Medium axial durch das gesamte Lagergehäuse hindurchströmt, ist gänzlich ausgeschlossen.

Die in die Gehäusebohrungen einzusetzenden dichtenden Scheiben können unterschiedliche Gestalt haben. Nach Fig. ist die Scheibe gleichzeitig als Schmiervorrichtung ausgebildet, indem ein Schmiermittel in eine, in diesem Fall mehr Ringgestalt annehmende Scheibe 112a eingeschraubt ist, die aus homogenem Material besteht und am Lagergehäuse in genau derselben Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen befestigt ist, nämlich ebenfalls durch Einspannung eines Kragens 123 mit Gummipuffer 118b zwischen zwei Gehäusehälften. Durch die Schmiervorrichtung kann sowohl

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das Wälzlager als auch die Dichtung geschmiert werden.

Wie eingangs erwähnt, ist die Erfindung nicht auf eine Dichtungsanordnung beschränkt, die aus zwei Teilen besteht, nämlich einerseits die dichtende Scheibe und andererseits ein mit ihr zusammenwirkendes ringförmiges Dichtungselement aus Gummi. Die Dichtungsvorrichtung kann auch aus einem einzigen Teil bestehen, welches so konstruiert ist, dass es selbst unmittelbar dichtend gegen die Welle anliegt. Fig. 5 zeigt eine derartige Ausführung, wobei das dichtende Element ein Filzring 124 ist, der in einen Tragring 125 aus Metallblech eingesetzt ist, der am äusseren Umfang wiederum eine Gummiauflage 118c trägt.

In Fig. 6 ist eine weiterhin modifizierte Ausführungsform der erfindungsgemässen Dichtung dargestellt, wobei in diesem Fall eine Tragscheibe 112b am inneren Umfang mit einer anvulkanisierten Gummilippe 124b versehen ist, die dichtend an der Welle anliegt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 besteht die Dichtungsanordnung aus zwei ringförmigen Gliedern, welche zusammen eine radiale Labyrinthdichtung bilden. Im einzelnen ist ein analog den vorbeschriebenen «lichtenden Scheiben gestalteter Ring 112c vorgesehen, der über eine elastisch zusammendrückbar Gummidichtung in der umlaufenden Nut einer Bohrung in der Seitenwand der Gehäusehälften eingespannt ist und zwei konzentrische axiale Vorsprünge 126 und 127 besitzt. Mit den letzteren wirken in der entgegengesetzten Richtung vorstehende kreisringförmige Vorsprünge 128 und 129 an einem auf der Welle befestigten Metallring 130 dichtend zusammen.

Es ist bereits erwähnt worden, dass schon durch die Verringerung der abzudichtenden Spalte eine entscheidende Verbesserung der Sauberhalt.\mg des Lagers erreicht werden

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kann. Dieser Gedanke spielt auch bei den Doppellagergehäusen eine Rolle, wobei in demselben Lagergehäuse auf jeder von dessen Seiten ein Wälzlager angeordnet ist. Für die Hersteller von Lagergehäusen bedeutet die zusätzliche Existenz solcher zur Aufnahme von zwei Lagern bestimmter Gehäuse natürlich eine vergrösserte Lagerhaltung, wenn ,jede Art von Gehäuse stets vorrätig sein soll.

Hier schafft die Erfindung durch die Möglichkeit einer Konstruktion nach Fig. 8 Abhilfe. Statt eines speziellen Lagergehäuses zur Aufnahme von zwei Wälzlagern werden zwei Standardgehäuse mit je einem Wälzlager eingesetzt und beide Gehäuse an den gegeneinanderweisenden Bohrungen über ein Rohr 131 dichtend miteinander verbunden. Der Vorteil dieser Ausführung besteht nicht nur darin, daß Doppellagergehäuse entfallen können, sondern weiterhin auch darin, daß durch Rohre 13I unterschiedlicher Länge praktisch jedem Sonderwunsch einer speziellen Lagerkonstruktion ent- · sprochen werden kann.

Die Erfindung umfasst in erster Linie eine Dichtungsanordnung für Lagergehäuse, da jedoch für die dichtenden Elemente nicht nur verschiedene Formen, sondern auch Dimensionen in Frage kommen, muss auf die Gesamtheit einer Anordnung, bestehend aus dem Lagergehäuse und der eigentlichen Dichtung, abgestellt werden. Bei der Betrachtung dieser Kombination zeigt sich dann als weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, daß ein in Serie produziertes Lagergehäuse für die Lagerung von Wellen unterschiedlichen Durchmessers benutzt werden kann, indem dasselbe Gehäuse wahlweise mit einer grossen Anzahl dichtender Scheiben gemäss der Erfindung kombiniert wird, die denselben Aussendurchmesser, aber jeweils einen auf

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unterschiedliche We 11 en durchmesser a"b-ge stimmten Innendurchmesser aufweisen. Der ausserordentliche wirtschaftliche Gewinn dieser Maßnahme wird durch die Tatsache angedeutet, daß beispielsweise vier bisher nebeneinander laufende Serien unterschiedlicher Stehlager nunmehr durch ein einziges ersetzt werden können.

Patentansprüche /

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Claims

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Ansprüche

l.J Dichtungsanordnung für in einer Axialebene geteilte,

Wellen- oder Achslager aufnehmende Lagergehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der mit der Welle (16) fluchtenden Bohrungen (18) in den Seitenwänden (17) des Lagergehäuses (11, 12) einen wesentlich grösseren Durchmesser aufweist als die Welle (16) und mit einer umlaufenden Rille oder Nut (19) versehen ist, in die mittels einer elastisch zusammendrückbaren Dichtung (118) eine das Lagergehäuse (11, 12) nach aussen abdichtende Scheibe (112, 112a, b, c, 121, 125, 131) eingespannt ist.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (121) als Abschlußscheibe ausgebildet ist.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe als Ringscheibe (112, 124, 125) ausgebildet ist und unmittelbar und allein mit der Welle (16) dichtend zusammenwirkt.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe als Ringscheibe (112, 112c) ausgebildet ist und mit einem oder mehreren auf der Welle (16) sitzenden ringförmigen Dichtungselementen (119, 13o) zusammenwirkt.

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5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Dichtungselemente (119) auf der Welle (16) axial neben der Ringscheibe, (112) angeordnet sind und diese mit Dichtlippen (115) berühren,

6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges Dichtungselement (119) axial ausserhalb einer Ringscheibe (112) angeordnet ist und mit seiner Dichtlippe (115) die äussere Stirnfläche der Ringscheibe berührt, wobei die axialen Abmessungen der Gehäusewand (17) mit der Rille (19), der Ringscheibe (112) und des Dichtungselementes (119) derart bemessen sind, daß eine Stirnfläche des letzteren mit der Aussenkante der Gehäusewand (17) in einer gemeinsamen Radialebene liegt. .

7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (112c) im Zusammenwirken mit dem ringförmigen Dichtungselement (13o) eine Labyrinthdichtung bildet.

8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gek ennzeichnet, daß ein ringförmiges Dichtungselement (124) aus Gummi, Kunststoff, Filz oder dergleichen in die Ringscheibe (125) eingesetzt ist und dichtend gegen die Welle (16) anliegt.

9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß an der Ringscheibe (112b) eine radial wirkende Dichtlippe (124b) befestigt ist.

Io. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (112a) einen Schmiermittelanschluß (122) trägt.

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11. Teilesystem für eine Dichtungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere wahl- oder ersatzweise für dasselbe Lagergehäuse verwendbare gleiche und/oder verschiedenartige Scheiben gleichen Aussen- aber unterschiedlichen Innendurchmessers.

12. Einheit aus mehreren Lagergehäusen mit Dichtungsanordnungen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine dichte Verbindung ihrer gegeneinander weisenden Bohrungen (18) durch beidseitig wie dichtende Scheiben (1-12) in die Bohrungen (18) eingespannte Rohre (131).

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