DE4209320A1 - Lager- und dichtungseinheit - Google Patents
Lager- und dichtungseinheitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lager- und Dichtungseinheit zum
Einbau zwischen zwei relativ zueinander rotierenden Teilen,
bestehend aus einem Wälzlager mit einem drehfest an dem einen
Teil festlegbaren ersten Laufring, einen drehfest an dem an
deren Teil festlegbaren zweiten Laufring und einer Vielzahl
von zwischen den Laufringen eingesetzten Wälzkörpern sowie
aus einem an einem der beiden Teile festlegbaren und mit ei
ner Dichtlippe an dem anderen Teil gleitend anliegenden Dich
tungsring.
Eine derartige Lager- und Dichtungseinheit ist insbesondere
für den Einbau zwischen einem Differentialgehäuse und der An
triebswelle eines Fahrzeugrads geeignet. Bisher verwendet man
an dieser Stelle innerhalb des Differentialgehäuses montierte
Wälzlager und an der Außenseite des Differentialgehäuses an
geordnete Wellendichtringe (auch Radialdichtringe oder Sim
merringe genannt). Diese Konstruktion hat jedoch verschiedene
Nachteile. Infolge des wegen der Wärmedehnungen der Radwelle
notwendigen Spiels und der Montagetoleranzen kann die fest
mit dem Fahrzeugrad verbundene Antriebswelle vibrieren. Diese
Vibrationen können dann durch die metallischen Elemente des
Wälzlagers auf das Differential übertragen werden und verur
sachen dadurch lästige Geräusche.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lager-
und Dichtungsanordnung zu schaffen, welche bei derartigen An
wendungen, wie der Lagerung einer Radwelle am Differentialge
häuse verhindert, daß Vibrationen zwischen den beiden relativ
zueinander rotierenden Teilen übertragen werden, oder solche
Vibrationen wenigstens verringert und darüberhinaus eine op
timale Abdichtung zwischen den beiden Teilen gewährleistet.
Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der erste Laufring des Wälzlagers axial nach einer Seite ge
genüber dem zweiten Laufring vorsteht und auf seiner den
Wälzkörpern abgewandten Umfangsfläche fest mit einem hülsen
förmigen Teil des Dichtungsrings verbunden ist, der das vor
stehende Stirnende des ersten Laufrings umgibt, wobei sich
die Dichtlippe koaxial innerhalb bzw. außerhalb des ersten
Laufrings befindet.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf einen Radialdicht
ring mit einer steifen Armierung und wenigstens einer glei
tend wirksamen Dichtlippe, der für die Montage auf dem äuße
ren Laufring eines Wälzlagers geeignet ist und zu diesem
Zweck eine im Querschnitt im wesentlichen L-förmige steife
Armierung mit einem sich axial über die Breite des äußeren
Laufrings erstreckenden Schenkel und einem sich radial ein
wärts erstreckenden Schenkel aufweist, wobei wenigstens der
sich axial erstreckende, hülsenförmige Teil des Dichtungs
rings mindestens einseitig mit elastomerem Material überzogen
ist und die einstückig daraus gebildete Dichtlippe umgibt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend
zwei in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Radialschnitt durch ein aus einem
Wälzlager und einem Dichtungsring bestehen
des, eine Baueinheit bildendes Maschinen
element;
Fig. 2 in größerem Maßstab einen Querschnitt durch
einen für eine Baueinheit nach Fig. 1 geeigne
ten Dichtungsring.
Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Lager- und Dich
tungseinheit sitzt zwischen zwei relativ zueinander rotie
renden Teilen 2 und 3, bei denen es sich im Beispielsfall um
das Differentialgehäuse eines Fahrzeugs und eine Antriebs
welle für ein Rad handelt. Das Lager zwischen diesen beiden
Teilen ist im Beispielsfall ein Wälzlager 4 in Form eines Ku
gellagers mit einem ersten, äußeren Laufring 5, der am Teil 2
festgelegt ist, einem zweiten, inneren Laufring 6, der am
Teil 3 festgelegt ist, und einer Vielzahl von Kugeln als
Wälzkörpern 7, die zwischen die Laufringe 5 und 6 eingesetzt
sind. Zu der Lager- und Dichtungseinheit gehört weiterhin ein
Dichtungsring 11 vom Typ der Radial- bzw. Wellendichtringe,
der am Teil 2 festgelegt ist und am relativ dazu rotierenden
Teil 3 mit Manschettendichtlippen gleitend und dichtend an
liegt.
Eine Besonderheit der gezeigten Anordnung besteht darin, daß
der äußere Laufring 5 des Wälzlagers 4 asymmetrisch zu einer
die Mittelpunkte der Wälzkörper 7 enthaltenden Radialebene
ausgebildet ist, indem das mit Bezug auf Fig. 1 rechte axiale
Ende 12 des äußeren Laufrings 5 gegenüber dem vorderen Ende
13 des inneren Laufrings 6 des Wälzlagers 4 axial weiter her
ausragt. Der Dichtungsring 11 sitzt mit der inneren Umfangs
fläche 15 seines mit 14 bezeichneten hülsenförmigen Teils
drehfest auf der äußeren Umfangsfläche des äußeren Laufrings
5. Eine am Dichtungsring 11 ausgebildete Dichtlippe 16 ist
auf Seiten des axial vorstehenden Endes 12 des äußeren Lauf
rings 5 angebracht. Sie liegt gleitend und dichtend am äuße
ren Umfang 17a eines Abschnitts 17 des rotierenden Teils 3
an, um gegen Flüssigkeiten abzudichten, und erstreckt sich
dabei in koaxialer Anordnung in das axial vorstehende Ende 12
des äußeren Laufrings 5 hinein, so daß sie von diesem ring
förmig umschlossen wird.
Die Dichtlippe 16 befindet sich im montierten Zustand somit
unmittelbar neben dem inneren Laufring 6 des Wälzlagers 4 und
hat etwa denselben Durchmesser bzw. dieselbe Stärke wie die
ser. Sie ist im Radialschnitt V-förmig ausgebildet und wird
durch eine radial außen, bei 22 aufgesetzte, umlaufende
Schraubenzugfeder 23 mit der Spitze des "V" innerhalb des
äußeren Laufrings 5 gegen die Umfangsfläche 17a des rotieren
den Teils 3 angedrückt. An die dem inneren Laufring 6 abge
wandte, äußere Schrägfläche 24 der V-förmigen Dichtlippe 16
schließt sich außerdem eine zweite Dichtlippe 25 an, die
ebenfalls auf der Umfangsfläche 17a der Welle 3 gleitet, so
daß insgesamt eine zweifache Dichtung vorhanden und vor allem
die Dichtlippe 16 geschützt ist, welche die hauptsächliche
Dichtungswirkung erzeugt.
Der äußere Laufring 5 ist an der äußeren Umfangsfläche 31 auf
der dem axial vorstehenden Ende 12 gegenüberliegenden Seite
mit einer Aussparung 32 versehen, an welcher der Dichtungs
ring 11 axial festgelegt ist. Dazu weist dieser an seinem mit
33 bezeichneten axialen Ende einen aus elastomerem Material
gebildeten, radial nach innen weisenden Vorsprung 34 auf, der
elastisch in die Aussparung 32 einschnappbar ist.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat der im wesentlichen
topfförmig mit einer zentralen Durchgangsöffnung ausgebildete
Dichtungsring 11 eine ringförmig umlaufende Armierung 14a,
welche sich sowohl längs des hülsenförmigen Teils 14 als auch
längs des Bodenteils des Dichtungsrings erstreckt und somit
im dargestellten Radialschnitt L-förmig erscheint. Die Armie
rung 14a ist auf ihrer radialen und axialen Außenseite mit
einer Bekleidung 19 aus elastomerem Material überzogen, wel
che am axial inneren Ende 33 über die Armierung 14a vorsteht
und dort den radial nach innen weisenden Vorsprung 34 bildet
und außerdem am Boden des topfförmigen Dichtungsrings 11 den
Rand der zentralen Öffnung der Armierung 14a umgreift und ra
dial nach innen sowie von außen axial in die zentrale Öffnung
der Armierung 14a hinein vorspringt, um dort die beiden
Dichtlippen 16 und 25 zu bilden. Der elastomere Teil 19 des
Dichtungsrings 11 erstreckt sich somit über die gesamte
Breite des äußeren Laufrings 5 und umgreift dessen gegenüber
dem inneren Laufring 6 axial vorstehendes Ende 12 auch auf
der radial inneren Seite, dort allerdings mit radialem
Zwischenabstand. Von den bekannten Radialdichtringen unter
scheidet sich der neue Dichtring erstens dadurch, daß die
axiale Länge der von der Armierung 14 axial einwärts ragenden
Lippe 16 im Verhältnis zur Länge (bzw. Breite) des hülsenför
migen Teils 14 wesentlich kleiner ist, vorzugsweise kleiner
als 1/2, weil sich auch noch der innere Laufring 6 des Wälz
lagers 4 koaxial innerhalb des hülsenförmigen Teils 14 des
Dichtungsrings 11 befindet, und daß an dessen axial inneren
Ende 33 ein radial einwärts weisender, elastischer Vorsprung
34 zum Einrasten in eine Ringnut oder Aussparung 32 oder ein
fach nur hinter eine Stirnfläche des äußeren Laufrings 5 vor
handen ist.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, wo die Ar
mierung 14a des Dichtungsrings 11 nur mit einer äußeren Be
kleidung 19 aus elastomerem Material versehen ist, zeigt Fig.
2 eine Ausführung, bei welchem die Armierung 14a vollkommen
in eine hier mit 35 bezeichnete Bekleidung aus elastomerem
Material eingebettet ist. Auf diese Weise erhält man eine
einfache und sichere drehfeste Verbindung des Dichtungsrings
11 sowohl mit dem Teil 2 als auch mit dem äußeren Laufring 5.
Außerdem ergibt sich eine noch stärkere Isolierung bzw.
Dämpfung der Vibrationen, die sonst über das Wälzlager über
tragen werden.
Mittels der Erfindung läßt sich mit Vorteil eine herkömmliche
Lageranordnung, welche bisher in einem Wälzlager zwischen ei
ner Getriebegehäusewand und einer rotierenden Welle sowie ei
nem axial außenseitig davon angeordneten Dichtungsring be
steht, dahingehend ändern, daß an die Stelle des Dichtungs
rings eine kombinierte Lager- und Dichtungseinheit gemäß Fig.
1 tritt und somit eine zusätzliche Lagerstelle erhalten wird.
In anderen Anwendungsfällen kann ein einziges Wälzlager mit
einem darauf gemäß Fig. 1 montierten Dichtungsring genügen.
In beiden Fällen gewährleistet der Dichtungsring einerseits
die geforderte Flüssigkeitsdichtung und andererseits eine Ab
schirmung des Gehäuses gegen Vibrationen der gelagerten Wel
len, insbesondere der aus einem Differentialgehäuse heraus
geführten, mit den Fahrzeugrädern verbundenen Antriebswellen.
Außerdem gestattet die besondere Bauform des Wälzlagers mit
einem einseitig gegenüber dem inneren Laufring axial vorste
henden äußeren Laufring, daß der Dichtungsring einfach und
zuverlässig montiert werden kann und eine doppelte Dichtungs
wirkung erhalten wird, und daß das rotierende Teil auf einem
kürzeren axialen Abschnitt mit Abdichtung gelagert werden
kann, wobei die jetzt nur noch benötigten Maße denen ver
gleichbar sind, die bisher allein für die Lippendichtung
benötigt wurden.
Claims (7)
1. Lager- und Dichtungseinheit zum Einbau zwischen zwei re
lativ zueinander rotierenden Teilen, bestehend aus einem
Wälzlager mit einem drehfest an dem einen Teil festlegba
ren ersten Laufring, einem drehfest an dem anderen Teil
festlegbaren zweiten Laufring und einer Vielzahl von zwi
schen den Laufringen eingesetzten Wälzkörpern sowie aus
einem an einem der beiden Teile festlegbaren und mit ei
ner Dichtlippe an dem anderen Teil gleitend anliegenden
Dichtungsring, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Laufring (5) axial nach einer Seite (12) gegenüber dem
zweiten Laufring (6) vorsteht und auf seiner den Wälzkör
pern (7) abgewandten Umfangsfläche (15) fest mit einem
hülsenförmigen Teil (14) des Dichtungsrings (11) verbun
den ist, der das vorstehende Stirnende (12) des ersten
Laufrings (5) umgibt, wobei sich die Dichtlippe (16) ko
axial innerhalb bzw. außerhalb des ersten Laufrings (5)
befindet.
2. Lager- und Dichtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der hülsenförmige Teil (14) des Dich
tungsrings (11) eine steife Armierung (14a) und wenig
stens auf deren einer Umfangsfläche (18) eine aus einem
Elastomer bestehende, einstückig mit der Dichtlippe (16)
ausgebildete Bekleidung (19) aufweist, welche eine dreh
feste und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem er
sten Laufring (5) und einem der Teile (2, 3) bildet.
3. Lager- und Dichtungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (16) im Radial
schnitt V-förmig ausgebildet ist, wobei sich radial ge
genüber der Spitze des "V" eine Spannfeder (23) befindet,
und auf der vom Wälzlager (4) abgewandten Seite einstüc
kig mit einer zweiten Dichtlippe (25) verbunden ist.
4. Lager- und Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Laufring (5)
der äußere und der zweite Laufring (6) der innere Lauf
ring des Wälzlagers (4) ist, und daß der Dichtungsring
(11) eine im Querschnitt L-förmige Armierung (14a) mit
aus elastomerem Material bestehender Bekleidung (19) we
nigstens auf der Außenseite aufweist.
5. Lager- und Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Laufring
(5) des Wälzlagers (4) eine Aussparung (32) aufweist, in
welche ein über das axiale Ende der Armierung (14a) hin
ausragender, radial einwärts weisender Vorsprung (34) der
elastomeren Bekleidung (19) eingeschnappt ist.
6. Dichtungsring für die Montage auf dem äußeren Laufring
eines Wälzlagers mit einer steifen, im Querschnitt im we
sentlichen L-förmigen Armierung, welche mindestens ein
seitig mit elastomerem Material (19) überzogen ist und
eine einstückig daraus gebildete Dichtlippe (16) ring
förmig umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß er einen sich
axial über die Breite des äußeren Laufrings (5) erstrec
kenden hülsenförmigen Teil (14) aufweist und die axiale
Erstreckung der Dichtlippe (16) wesentlich kürzer ist als
der hülsenförmige Teil (14).
7. Dichtungsring nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der hülsenförmige Teil (14) an seinem der Dichtlippe
(16) gegenüberliegenden axialen Ende (33) mit einem ra
dial einwärts weisenden, elastischen Vorsprung (34) aus
gebildet ist.
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