DE3721819A1 - Waelzlager mit dichtungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer Dichtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wälzlager, die Dichtungseinrichtungen mit Gleitlippen verwenden, besitzen zwei hauptsächliche Nachteile, wobei der erste darin liegt, daß die Wirksamkeit der Dichtungseinrichtung von der Präzision der Montage hiervon in dem Sitz zwischen den Lagerringen und der konstruktiven Genauigkeit dieses Sitzes abhängt. Da die Abdichtung durch das Zusammenwirken zwischen einer oder mehrerer Gleitlippen und Flächen des Sitzes bewirkt wird, ist es offensichtlich, daß dann, wenn die Montage nicht korrekt ist, das Zusammenwirken zwischen den Gleitlippen und den Sitzflächen nicht im vorgesehenen Maße erfolgt, wodurch die Wirksamkeit herabgesetzt oder ein unerwünschter Anstieg der Reibung hervorgerufen wird. Der zweite Nachteil besteht darin, daß die Herstellung aufgrund der komplexen Form des Sitzes für die Dichtungseinrichtung besondere Bearbeitungsvorgänge erfordert, die aufwendig und teuer sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wälzlager mit einer verbesserten Dichtungseinrichtung zu schaffen, das frei von den vorgenommenen Nachteilen ist und daher eine Dichtungsanordnung besitzt, deren Wirksamkeit und Reibung im Betriebszustand unabhängig von der Genauigkeit der Montage in ihrer Arbeitsstellung und von der konstruktiven Genauigkeit ist, mit der der Sitz hergestellt ist. Außerdem sollte der Sitz für die Dichtungsanordnung einfach herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird entsprechend Anspruch 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Wälzlager im Teilschnitt.

Fig. 2 zeigt im Schnitt vergrößert ein Detail des Wälzlagers von Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Wälzlager 1 umfaßt einen Innenring 2, einen Außenring 3 und eine Vielzahl von Wälzkörpern 4, die zwischen den Ringen 2 und 3 in einem zwischen diesen befindlichen Ringraum 5 angeordnet sind. Die Wälzkörper 4 sind abwälzbar in entsprechenden Spuren 6 aufgenommen, von denen eine an der Außenseite des Innenrings 2 und die andere an der Innenseite des Außenrings 3 angeordnet ist, so daß eine relative Drehung zwischen den Ringen 2 und 3 ermöglicht wird. Der Ringraum 5 ist nach außen fluiddicht auf beiden Seiten durch entsprechende Dichtungseinrichtungen 7 abgeschlossen, von denen jede in einen Sitz 8 der auf der Innenseite des Außenrings 3 ausgebildet ist, eingeschnappt ist. Das Befestigen der Dichtungseinrichtung 7 am Außenring 3 geschieht in bekannter Weise beispielsweise durch Schnappeingriff einer elastischen Ringlippe, die sich von der Dichtungseinrichtung 7 erstreckt, in den Sitz 8 und insbesondere eines elastomeren Dichtungselementes 11, das von einem ringförmigen im wesentlichen starren Träger- und Verstärkungselement 12, vorzugsweise aus Metall oder Plastikmaterial, getragen wird. Die Elemente 11 und 12 bilden einen einheitlichen Körper, da sie fest miteinander durch Zusammenspritzen oder Verkleben in einem Vulkanisationsvorgang in Abhängigkeit von dem für das Element 12 verwendeten Material verbunden sind. Radial und axial von einem ringförmigen Fußabschnitt 13 des Elementes 11 erstreckt sich eine radial innenseitige deformierbare ringförmige Dichtungslippe 14.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Dichtungslippe 14 einstückig mit dem Element 11 ausgebildet und arbeitet mit entsprechenden Dichtungsflächen 15 und 16 eines ringförmigen Dichtungssitzes 17 an der Außenfläche des Innenrings 2 zusammen. Insbesondere ist der Dichtungsring 17 derart ausgebildet, daß er keine Hinterschneidung oder gewundene Kontur aufweist, so daß er in einem einzigen Arbeitsgang zusammen mit der zugehörigen Spur 6 durch einen gemeinsamen Schleifvorgang an der Außenfläche des Rings 2 hergestellt werden kann. Die Fläche 15 des Dichtungssitzes 17 verläuft im wesentlichen koaxial mit der Achse des Innenrings 2, während die Fläche 16 des Dichtungssitzes 17 fast senkrecht zur Fläche 15 geneigt angeordnet ist. Die Dichtungslippe 14 ist derart geformt, daß sie mit dem Dichtungssitz 17 eine doppelte Dichtungswirkung sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung bewirkt, zu welchem Zweck bei bekannten Dichtungen zwei separate Lippen verwendet werden.

Die Dichtungslippe 14 ist derart geformt, daß sie ein toroid- oder wulstförmiges Balgelement bildet, das einen radialen im wesentlichen V-förmigen Abschnitt aufweist, dessen Spitze im Ruhe- oder nichtdeformierten Zustand (in Fig. 2 gestrichelt angedeutet) im wesentlichen parallel zur Achse des Elementes 11 verläuft. Dieses wulstförmige Element besteht aus zwei gegenüberliegenden ringförmigen konischen Teilen 21 und 22, die die Seiten des V definieren, am Scheitel des V durch einen gemeinsamen Abschnitt reduzierter Dicke in solcher Weise miteinander verbunden sind, daß sie schwenkbar verbunden sind, und die koaxial eines hinter dem anderen angeordnet sind. Nahe zu dem Scheitel wird auf dem Teil 21 eine Dichtungskante 23 gebildet, die mit der geneigten Dichtungsfläche 16 zusammenarbeitet, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zu bilden. Das freie Ende des Abschnitts 22 ist derart abgeschrägt, daß eine Kante 24 gebildet wird, die mit der Dichtungsfläche 15 zusammenarbeitet, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zu bilden. Die Dichtungslippe 14 besitzt daher eine Kante 23, die in axialem Gleiteingriff mit der Fläche 16 steht, und eine Kante 24, die in radialem Gleiteingriff mit der Fläche 15 steht. Der Fußabschnitt 13 ist im Radialschnitt L-förmig, besitzt einen Abschnitt 25, der sich radial und koplanar mit der ringförmigen Innenkante des Elements 11 erstreckt, und besitzt einen Abschnitt 26, der in bezug zur Achse des Elements 11 etwas geneigt ist und sich von dem Abschnitt 25 in Richtung auf den Zwischenraum 5 derart erstreckt, daß die gesamte Dichtungslippe 14 die Möglichkeit des Abbiegens besitzt. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, erfordert die Anordnung der Dichtungslippe 14 in dem Dichtungssitz 17 die elastische Deformation der Dichtungslippe 14 selbst derart, daß ein Eingriff zwischen den Kanten 23 und 24 und den entsprechenden Dichtungsflächen 16 und 15 erzeugt wird. Wenn die Dichtungslippe 14 nicht deformiert ist, verläuft der Scheitel des V parallel zur Achse des Elements 11. Die Dichtungslippe 14 ist derart geformt, daß sie eine relative Drehung der Abschnitte 21 und 22 als Ergebnis von Beanspruchungen ermöglicht, die nur auf einen von den beiden ausgeübt wird. Insbesondere ist es in dem Element 11 möglich, zwei elastische Anlenkungen oder Drehachsen zu definieren, um die die Abschnitte 21 und 22 während der Deformation gedreht werden, die beim Einbau stattfindet. Der Abschnitt 21 dreht sich um den Fußabschnitt 13, indem der Abschnitt 26 hiervon ebenso in beschränkter Weise deformiert wird, während der Abschnitt 22 sich um den Abschnitt reduzierter Dicke dreht, wo er mit dem Abschnitt 21 verbunden ist. Einer Drehung des Abschnitts 21 in Richtung des Pfeils von Fig. 2 um den Fußabschnitt 13 folgend, beispielsweise wegen der elastischen Deformation aufgrund der Wechselwirkung zwischen der Kante 23 und der Fläche 16, die beim Einbau erzeugt wird, wird eine Drehung des Abschnitts 22 in entgegengesetzter Richtung um den Verbindungsabschnitt zum Abschnitt 21 derart bewirkt, daß ein Anpreßdruck zwischen der Kante 24 und der Fläche 15 erzeugt wird. Der Durchmesser des Umfangs, berechnet längs der Kante 24, ist geringer als der Durchmesser des Umfangs längs der Fläche 15. Folglich kann im Falle eines Einbaufehlers oder eines Fehlers in der Form des Sitzes 17 dieser Fehler wenigstens teilweise durch die Deformation der Dichtungslippe 14 kompensiert werden, wobei selbst dann, wenn es passiert, daß die Kante 23 in einem Abstand zur Fläche 16 verbleibt, ein Eingriff zwischen der Kante 24 und der Fläche 15 vorhanden ist. Wenn daher aufgrund von Einbaufehlern oder Herstellungsfehlern bezüglich des Sitzes die Axialabdichtung (Kante 23, Fläche 16) nicht adäquat ist, wird jedoch immer die Radialabdichtung zwischen der Kante 24 und der Fläche 15 sichergestellt. Das freie Ende des Abschnitts 22 ist derart einwärts geneigt, daß eine Fläche definiert wird, die im Falle der Abnutzung der Kante 24, die diese innen begrenzt, eine Dichtung mit der Fläche 15 bilden kann, gegen die sie durch die Form des Abschnitts 22 gedrückt wird.

Die Dichtungseinrichtung funktioniert daher sogar bei Einbaumängeln und Formgebungsfehlern, während der Dichtungssitz 17 konstruktiv äußerst einfach ist. Letzterer wird gleichzeitig mit der Spur für die Wälzkörper hergestellt. Aus diesem Grunde und wegen der beschriebenen Art des Einbaus ist kein Schleifen mit hoher Präzision erforderlich, da in allen Fällen aufgrund der Form der Dichtungslippe 14 eine flüssigkeitsdichte Abdichtung erzielt wird.

Claims (5)

1. Wälzlager mit einer Dichtungseinrichtung (7), die einen Innenring (2), einen Außenring (3) und eine Vielzahl von Wälzkörpern (4) aufweist, die zwischen den Ringen (2, 3) in einem Ringraum (5), der zwischen den Ringen (2, 3) liegt, und in entsprechenden Spuren (6) wälzbar angeordnet sind, so daß eine relative Drehung zwischen den Ringen (2, 3) möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (7) den Ringraum (5) nach außen abdichtet und ein im wesentlichen starres Trägerelement (12) und ein elastomeres Ringdichtungselement (11) umfaßt, das mit einer radial inneren Ringlippe (14) versehen ist, die sich radial und axial von einem ringförmigen Fußabschnitt (13) des elastomeren Elementes (11) erstreckt, wobei die Ringlippe (14) einen im wesentlichen V-förmigen Radialabschnitt aufweist, dessen Scheitel im wesentlichen parallel zur Achse des elastomeren Elementes (1) verläuft, wenn die Ringlippe (14) undeformiert ist, wobei die Ringlippe (14) einen ersten und einen zweiten Abschnitt (21, 22) umfaßt, die die Seiten des V definieren, das mit entsprechenden Gleitflächen (16, 15) eines ringförmigen Dichtungssitzes (17) zusammenarbeiten, die an einem der Ringe (2, 3) derart ausgebildet sind, daß sie in einem einzigen Arbeitsgang zusammen mit den entsprechenden Wälzspuren (6) des entsprechenden Rings hergestellt werden können.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen (16, 15) eine erste im wesentlichen koaxial zur Achse des Innenrings (2) verlaufende Fläche (15) und eine zweite Fläche (16) aufweisen, die geneigt und fast orthogonal zu der ersten Fläche (15) verläuft.

3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Abschnitt (21, 22) der Ringlippe (14) konisch und miteinander am Scheitel des V nahe zu einer ersten Kante (23) verbunden sind, die in Gleiteingriff mit der zweiten Gleitfläche (16) steht und an dem ersten Abschnitt (21) der Ringlippe (14) ausgebildet ist.

4. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des zweiten Abschnitts (22) derart abgeschrägt ist, daß eine zweite Kante (24) gebildet wird, die in Gleiteingriff mit der ersten Gleitfläche (15) steht.

5. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußabschnitt (13) im Radialschnitt im wesentlichen L-förmig ist mit einem ersten Abschnitt (25), der sich radial und im wesentlichen koplanar zu dem elastomeren Element (11) erstreckt, und einen zweiten Abschnitt (26) aufweist, der sich einwärts in den Zwischenraum (5) erstreckt und mit dem ersten Abschnitt (21) der Ringlippe (14) verbunden ist.