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Lagerbaugruppe .
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Die Erfindung bezieht sich auf Lagwerbaugruppen und insbesondere auf
Schmiermit-tel- und S Schmutzdichtungen für Kugellager und für Wälzlager.
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Die Verwendung von Labyrinthdichtungen, bei denen Elemente verwendet
werden, die im folgenden als Plinger bezeichnet erden, ist bei Lagern an sich bekannt.
Es ist ebenfalls bekannt, Einsätze aus elastomerem Material zwischen den Plingern
und dem axial inneren Halterungsglied der Labyrinthdich-tun, einzusetzen. Es wird
hierzu auf die US-Patentschrif Nr. 2 701 161 vorwiesen. Diese bekannten Dichtungen
weisen die Nachteile auf, daß die elastischen Elemente nicht nachgeben, um ein Ablassen
eines übermäßigen Innendruckes zu ermöglichen, wobei ein derartiger Innendruck die
Reibungsanlage der Dichtung erhöht und wodurch dann die Antifriktionseigenschaften
des Lagers verschlschtert werden. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Einrichtungen
ist die Unfähigkeit des Bauteiles aus elastomerem Material, eine wirksame Dichtung
zu bilden und zwar nach Zeitperioden, in denen das elastomere Element abgenutzt
wurde.
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Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung überwunden, wobei
durch die Erfindung ein Flingerelement geschaffen wird. welches
welches
mit Preßsitz auf der inneren Laufbahn eines Kugellagers sitzt und welches einen
Abschnitt aufweist, der sich von der inneren Laufbahn aus radial nach außen erstreckt
und einen zweiten Abschnitt, der mit dem ersten Abschnitt integral ist und der sich
unter einem Winkel zum ersten Ab.schnitt radial nach außen vom inneren Ring und
axial nach inne zum Kugelkäfig hin erstreckt, jedoch radial über diesen Kugelkäfig
hinweg. Ein zweiter metallischer Ring oder Halter, der derart ausgebildet. und angeordnet
ist, daß dieser mit dem Flinger zusammenarbeitet, sitzt mit Preßsitz auf dem äußeren
Ring des Lagers und zwar axial innerhalb gegenüber dem Ende des Plingers. Dieses
zweite Element weist einen Abschnitt auf, der sich radial nach innen und axial nach
außen vom inneren Ring erstreckt, wobei sich dieser radial nach innen und axial
nach außen über das äußere Ende des Flingers erstreckt, Ein zweiter Fall, der integral
mit diesem Abschnitt ist, erstreckt sich von diesem un-ter einem Winkel und verläuft
parallel zum radialen Abschnitt des Flingers. Der zweite Abschnitt läuft in eine
axiale Lippe aus, die sich axial nach außen zum Flingerelement hin erstreckt. Ein
elastomeres, elastisches Abstreifelement ist den zusammenarbeitenden Bauteil zugeordnet
und zwar axial zwischen dem Plinger und dem radialen Abc schnitt des zusammenarbeitenden
Dichtungselementes. Das elastomere Abstreifelement weis-t eine freie Lippe auf,
die sich radial nach außen erstreckt und die gegen den abgewinkelten Abschnitt des
Flingers an der axialen Innenseite anliegt. Die Lippe ist derart angeordnet, daß
der Außendruck wirksam ist, um diese mehr gegen den Flinger zu drücken, wodurch
eine bessere Abdichtung erzielt wird. Andererseits bewirken Innendrucke, wie sie
während des Schmierens des Lagers auftreten können, daß die Lippe den Kontakt mit
dem Flinger unterbricht und dadurch wird das Innere des Lagers entlüftet, um ein
Ablassen von Schmiermittel zu ermöglichen. Der Lippenabschnitt erstreckt sich in
seinem freien Zusatnd ubrmalerweise
malerweise radial vom Hauptkörperabschnitt
des Abstreifelementes nach außen. Im Zusammengebauten Zustand ist jedoch dieser
Lippenabschnitt bogenförmig oder gewölbt gegen den Flinger deformiert. Durch die
elastischen Eigenschaften des Lippenabschnittes kann die Lippe, wenn ein Vershließ
der Lippe während des Betriebes auftritt, weiterhin ihren nicht deformierten freien
Zustand einnehmen und dadurch wird die Wirksamkeit der Lippe als Dichtungselement
aufrecht erhalten Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt des Flingeerelemeng
gegen eine Schulter an, die durch einen Abschnitt mit verstärktem Durchmesser des
inneren Ringes des Lagers,, an welchen dieses befestigt ist, erzeugt wird und auf
diese Weise wird das Flingerelement in axialer Richtung festgelegt. Auf diese Weise
wird das Flingerelement im richtigen Abstand gegenüber der Lippendichtung angeordnet.
Die Anordnung des Flingerelementes gegenüber der Lippendichtung ist von Bedeutung
weil die Abstreiffläche der Dichtung gegen den Flinger gleiten soll. Die kritischen
Eigenschaften einer derartigen Anordnung werden jedoch durch die Erfindung verrin
ert, welche eine 1£onta%t zwischen der Lippendichtung und dem Flinger bewirkt, wobei
dieser Kontakt längs einer Fläche der Dichtung erfolgt, anstat längs einer Kante
der Dichtung. Aus diese Weise wird die Lippe, von der ein Teil der axial äußeren
Fläche am Flinger gleitet, durch den Kontakt umgebogen und diese Lippe ist elastisch,
um eine relative Bewegung zwischen dem Flinger und dem Bauteil zu ermöglichen, der
das elastomere Abstreifelement trägt. Um eine Stabilität des Abstreifelementes zu
erzielen, weist dieses in axialer Richtung einen relativ dichen Körperabschnitt
und zwar in der Nähe des inneren Durchmessers auf, wobei dieser am starren Halterungsring
befestigt ist. Der Lippenabschnitt, der integral mit dem axial dickeren Abschnitt
ausgebildet ist, ist gegenüber diesem Abschnitt verhältnismäßig düiin, so daß dieser
Lippenabschnitt in elatischer Weise verbiegbar ist. Vorzugsweise hat diese Lippe
eine
eine größere Länge als Dicke und der Abschnitt der Außeren
Fläche der Lippe, der gegen den Flinger gleitet, weist vorzugsweise eine größere
Fläche auf als die Dicke der Lippe und zwar unter normalen Betriebsbedingungen.
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Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, eine billige, verbesserte
Dichtung für Lager zu schaffen.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Lagerdichtung zu schaffen,
die sowohl die Eigenschaften einer Labyrinthspaltdichtung als auch einer direkten
Kontaktlippendichtung aufweist.
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Weiterhin ist es ein Ziel der Erfindung, eine Dichtung für Lager
zu schaffen, die ein äußeres Flingerelement aufweist, welches eine innere Seite
hat, die von der Lippe eines elastischen Abstreifelementes berührt wird, wobei dieses
Element von einem inneren Halterungsbauteil getragen wird, welches mit dem äußeren
Bauteil zusammenarbeitet, um ein Labyrinth zu bilden, wobei die Lippe unter einem
Innendruck verbiegbar ist, um ein Austreten von Schmierfett aus dem Inneren des
Lagers zu ermöglichen.
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Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme
auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittanscht
eines schmierbaren Kugellagers, welches mit den erfindungsgemäßen Dichtungen ausgerüstat
ist, Fig. 2 eine Teilschnittansicht der in Fig. 1 dargestellten Dichtung und Fig.
3 eine vergrößerte Teilschnittansicht des Abstreiferelements in seinem freien Zustand.
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In
In Fig. 1 ist ein Lager 10 dargestellt, welches
einen inneren Laufring ii hat, der eine Welle umgeben kann. Der Laufring 11 nimmt
an einem Ende einen Bund 12 auf, der, Ses-tstellschrauben 13 hatO Der Bund 12 steht
in Eingriff mit dem Ring 11.
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Beim Anziehen der Schrauben 13 gegen die Welle wird bewirkt, daß die
Welle mit den Ring 11 verriegelt wird, Der Ring 11 weist eine äußere Umfangsnut
14 auf, die eine innere Lauffläche für Lagerkugeln 16 bildet, wobei diese Lagerkugeln
mittels eines Käfigs 17 im Abstand voneinander gehalten werden. Ein äußerer Laufflächenring
18 umgibt den Ring 11 und weist eine innere Umfangsnut 19 auf, die eine äußere Lauffläche
für die Kugeln 16 bildet. Der äußere Laufflächenring 18 ist derart ausgebildet,
daß dieser in einem nicht dargestellten Gehäuse sitzen kann, welches die Welle umgibt.
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Schmierbohrungen 31 sind im Ring 18 vorgesehen, damit das Lager geschmiert
werden kann, Die Bohrungen 31 münden in eine Kammer 32 zwischen den Ringen 11 und
18 welche die Kugeln 16 umgibt.
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Um das Schmierfett innerhalb der Kammer 32 zu halten und um zu verhindern,
daß Schmutz eintritt, sind Dichtungen 33 auf jeder Seite der Kugeln 16 vorgesehen.
Jede Dichtungsbaugruppe 33 besteht aus drei eilen, nämlich einem Flingerelement
34, einer inneren halterung 35 und einem Abstreiferelement 36.
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Dar3 Flingerelement 34 ist ein Ring aus einem geformten Metall, wobei
dieser Ring einen axial sich erstreckenden Flansch 37 am eineren Umfang aufweist.
Der Flansch 37 kann mit Preßsitz auf der äußeren Oberfläche- 38 des Ringes 11 sitzen,
Wie Fig. 1 zeigt, weist der Ring 11 vorzugsweise Schultern 40 auf, um den Flinger
34 axial anzuordnen. Auf diese Weise wird der Plinger endgültig auf dem inneren
Ring angeordnet. Da der innere Ring endgtWltig gegenüber dem äußeren Ring angeordnet
ist und zwar durch die Kugeln, die in den konzentrischen Nuten lufen, wird durch
die Anordnung der Schultern 40 endgültig der Flinger gegenüber dem elastomeren
meren
Element angeordnet. Wie Fig. 2 zeigt, kann der Flansch 37 des Flingers 3,4 mit preßsitz
auf der äußeren Oberfläche'-38 der Hülse 11 allein sitzen. Vom Flanschabschnitt
37 erstreckt sich nach außen ein radial gerichteter Abschnitt 41, der in einen abgewinkelten
Abschnitt 42 ausläuft. Der abgewiunkelte Abschnitt 42 erstreckt sich radial nach
außen und axial nach innen zum Kugelkäfig 17 hin. Die radiale Breite des Flingers
34 ist derart, daß das Ende 43 des abgewinkelten Abschnittes 42 sich radial nach
außen über den Hauptabschnitt des Durchmessers des Kugellagers 16 hinweg erstreckt.
Wie in Fig. 2 dargestellt, erstreckt sich beim bevorzugten Ausführungsbeispiel das
Ende 43 des abgewinkelten Abschnittes 42 radial nach außen über den inneren Umfang
44 des äußeren Laufringes 18 hinweg.
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Der äußere Laufring 18 weist in Umfangsrichtung verlaufende Aussparungen
46 an den axialen Enden auf und zwar um den inneren Umfang herum. Die Aussparungen
46 weisen radiale Nuten 47 auf, die ein äußeres Ende 48 des inneren Dichtungsabschnittes
35, welches gebogen ist, aufnehmen, Das gebogene Ende 48 weist einen radialen Abschnitt
49 auf, der sich von dem gebogenen Ende aus erstreckt und der gegen eine radials
Sohuitert;:50 der Aussparung f46 anliegt. Der äußere Umfang des Halterungsringes
35 ist auf diese Weise federnd oder elastisch ausgebildet und kann in die Mut 47
einschnappen, um fest vom äußeren Laufring 18 getragen zu werden.
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Der Abschnitt 49 des Halterungsringes 35 ist integral mit einem Abschnitt
51 ausgebildet, der sich radial nach innen und axial nach außen von diesem aus bis
zu einer Stellung erstreckt, die axial innerhalb und radial innerhalb gegenüber
dem Ende 43 des Flingers 34 liegt, Ein radialer Abschnitt 52, der gral mit dem Abchnitt
51 ausgebildet ist. erstreckt sich vom Abschnitt 51 -n parallelem Abstand D gegenüber
dem Abschnitt 41 des Flingers 34. Der Abschnitt 52 erstreckt sich radial nach innen
über die Mitte der Lagerkugeln
kugeln 16 hinweg und endet in einem
integralen axialen Lippenabschnitt 53, der sich zum Abschnitt 41 des Flingers 34
hin axial nach außen erstreckt und der im Abstand gegenüber diesem Abschnitt 41
endet. Die Kombination des Blingers 34 und des Ringes 35 bildet eine Ringdichtung,
welche die Kammer 32 um die Kugeln herum abdichtet.
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Das elastomere Abstreifelement 36 sit-zt im Raum zwischen dem Flinger
34 und dem Halterungsring 35. Wie Fig. 3 zeigtm weist das Abstreifelement 36 einen
Ringabschnitt 54 mit rechteckigem Querschnitt auf, wobei dieser Abschnitt zwei radiale
Seitenflächen 55 und 56 hat. Ferner ist ein Lippenabschnitt 57 mit verminderter
Dicke vorgesehen, der sich vom Körperabschnitt 54 aus radial nach außen an der Seite
56 erstreckt.
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Die radiale Wandung 56 begrenzt eine Seite der Lippe 57 und die andere
Seite wird durch eine radiale Wandung 58 begrenzt, die an ihrer radialen inneren
Seite in eine gekrüinnte Wandung 59 übergeht, die ihrerseits an der gegenüberliegenden
radialen Wandung 55 endet.
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Das Abstreifelemente 56 ist im Raum 59 zwischen den parallelen Abschnitten
41 und 52 des Flingers 34 und des inneren Ringes 35 angeordnet, Die radiale Wandung
55 liegt gegen die axiale Außenseite 60 des Abschnittes 52 des inneren Ringes 95
an und der innere Umfang 61 des Abstreifelementes 36 liegt gegen die radiale außenseite
62 des Flansches 53 des inneren Rines 35 an. Das Abstreifeleuent 36 kann an die
Oberflächen 60 und 62 angeklebt sein oder kann in anderer Weise an diesen Oberflächen
befestigt seine Die radiale Breite des Abstreifelementes 36 ist derart, daß wenn
es am inneren Ring 35 angeordnet ist, sich der Lippenabschnitt 57 radial nach außen
in Anlage gegen die Innenfläche 64 des Abschnittes 42 des Flingers erstreckt. Der
Kontakt ist derart, daß die-Abstreiflippe 57 in Bogen axial nach
nach
innen gewölbt ist, wie es in Xigo 2 dargestellt ist.
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Auf diese Weise gleitet der radial äußere Abschnitt der radialen Fläche
56 des- Abstreifelementes gegen die Fläche 64-des Plungers mit einem Abstreifkontakt
zwischen diesen Teilen. Die gewölbte Abbiegung des Lippenabschnittes 57-sichert
die Aufrechterhaltung einer Abdichtung zwischen dem Lippenabschnitt und dem Abschnitt
42 des Flingers.
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Da der Lippenabschnitt 57 axial nach innen aus seinem freien Zustand
heraus abgebogen ist, wirken Außendrucke von der Außenseite des lagers im Raum 66
zwischen dem Flinger und dem Halterungsring derart, daß der Kontaktdruck zwischen
der Lippe 57 und dem-Abschnitt 42 des Flingers erhöht wird0 Ein übermäßig großer
Innendruck wirkt jedoch im Raum 57 axial außerhalb des Lippenabschnittes derart,
daß der Lippenabschnitt sdine Wölbung an einer Stelle erhöht, an der der übermäßige
Innendruck an der Lippe 57 und am Abschnitt 42 vorbei abgelassen wird0 Aufsdiese
Weise kann einübermäßiger innerer Schmierfettdruck durch die Dichtung abgelassen
werden, so daß verhindert wird, daß sich innerhalb des Lagers ein übermäßiger Druck
ausgebildet hat, Zusätzlich dazu, daß die Dichtung als ein Überdruckventil wirksam
ist, bildet diese eine wirksame Schmutz- und Staubabdichtung, Ein weiterer Vorteil,
der durch diese Dichtung erzielt wird, ist der, daß -falls ein Verschleiß an der
radiale len Seite 56 der Lippe 57 auftritt, die Abbiegung der Lippe bewirkt, daß
ein -Zurückbiegen in den freien Zustand erfolgt, wobei der freie Zustand in Fig.
3 dargestellt ist. Dieses elastische Zurückbiegen bewirkt einen Dichtungskontakt
zwischen der Lippe und dem Abschnitt 42 und dadurch kann sich die Dichtung-bei Verschleiß
praktisch selbst-nachstellen.
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Es ist zu erkennen, daß durch die Erfindung eine billige, verbesserte
Dichtung für Kugellager geschaffen wird, wobei bei dieser
dieser
Dichtung die Merlimale einer Labyrinthdichtung mit den Merkmalen einer direkten
Kontaktlippendichtung kombiniert sind, Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf
ein Kugellager dargestellt und beschrieben und es sei bemerkt, daß die Erfindung
auch bei einem Wälzlager oder bei einem anderen Lager verwendet werden kann.
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Patentanspruch