DE7833640U1

DE7833640U1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE7833640U1
Application number: DE7833640U
Authority: DE
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Publication date: 1979-02-15

Description

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 3. 11. :978

TPA/iei.hb DT 78 037 DT

Wälzlager

Die Neuerung betrifft ein Wälzlager .nit einem durch an einem der Lagerringe befestigte elastisch» Dichtungsscheiben abgedichteten Wälzkörperraum.

Zuverlässig abgedichtete Wälzlager sind eine wesentliche Voraussetzung für eine lange Gebrauchsdauer des Lagers und damit einer Maschine oder eines Kraftfahrzeuges.
Weiterhin verexnfachen abgedichtete Wälzlager die Konstruktion der Lagerstelle, weil dann im allgemeinen
keine zusätzliche Dichtung mehr benötigt wird und die
Schmiermittelfüllung für die Lebensdauer eines Wälzlagers ausreicht. Der erforderliche Einbauraum solcher abgedichteter Wälzlager ist klein, der Einbau problemlos und die Gefahr einer Verschmutzung beim Einbau und im Betrieb besteht nicht.

Bei einer bekannten Ausführung eines zweireihigen Kegelrollenlager (GB-PS 1 191 685), ist der innere Lagerraum durch seitlich angeordnete Dichtungsgehäuse nach außen abgeschlossen. Dieses seitliche Dichtungsgehäuse ist im äußeren Lagerring in einer Ringnut befestigt und mit einem Wellendichtung, der berührend mit seinen Dichtlippen auf einer auf einer Welle angeordneten Abst. idshülse schleift, versehen. Zur Be- und bzw. Entlüftung des Wälzkörperraumes sind im Dichtungsgehäuse Bohrungen angebracht, die mit nach außen überdeckenden Kunststoffeinlagen verschlossen sind. Diese Uberdokkungen können auch in dem Wellendichtung eingearbeitet sein. Durch die Anordnung von durchgehenden Schlitzen in der äußeren Uberdeckung, soll der Wälzkörperraum nicht nur entlüftet, sondern auch belüftet werden. Diese zur Ent- und Belüftung des Wälzkörperraumes dienenden durchgehenden Schlitze sind aber nicht überall anwendbar, denn sie bieten keine Sperre gegen von außen eindringende Verunreinigungen. Diese von außen in den Wälzkörperraum eindringenden Verunreinigungen reduzieren die Lebensdauer des Lagers wesentlich. Bei starker Verschmutzung kann sogar eine Zerstörung des Lagers die Folge sein.

Der in den Ansprüchen angegebenen Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager mit einem nach außen durch elastische Dichtungsscheiben abgeschlossenen Wälzkörperraum zu schaffen, das ohne großen Aufwand einerseits einen Überdruckausgleich des Wälzkörperraumes im Betriebszustand ermöglicht und das andererseits eine zuverlässige Abdichtung nach außen sowie nach innen gewährleistet.

Mit der neuerungsgemäßen Ausführung ist es nicht nur möglich ein Eindringen von Verunreinigungen in dem Wälzkörperraum wirksam zu verhindern, sondern es wird ermöglicht, daß auch der im Betriebszustand eines Wälzlagers im Wälzkörperraum durch Erwärmung erzeugte und somit angestaute Überdruck durch elastisches nachgebendes öffnen der Schwächungsstelle kurzzeitig nach außen entweichen kann, so daß damit ein Druckausgleich des Wälzkörperraumes bei überdruck gewährleistet ist. Diese "Schächungsstelle" der Dichtungsscheibe federt membranartig nach Entweichen des Überdrucks in seine Ausgangsstellung zurück und stellt erneut die Abdichtung zwischen Wälzkörperraum und Außenraum her. Da ein Abblasen eines Überdruckes nur vom Wälzkörperraum aus nach außen erfolgen kann, ist ein Eindringen von Verunreinigungen in dem Wälzkörperraum von außen her ausgeschlossen. Weiterhin wird durch das kurzfristige öffnen und Schließen der Schwächungsstelle wirksam verhindert, daß das Schmiermittel aus dem Wälzkörperraum austritt und somit verloren geht. Das oedeutet, c'aß auch die Lebensdauer-Schmiermittelfüllung im Wälzlager verbleibt und somit eine lange Gebrauchsdauer des Wälzlagers gesichert ist.

Die beiliegenden Figuren erläutern ein Ausführungsbeispiel der Neuerung.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt eines zweireihigen Schrägkugellagers mit eingebauten Dichtungsscheiben ,

6 -

Fig. 2 einen Querschnitt einer bekannten Dichtungsscheibe nach Fig. 1 im vergrößertem Maßstab vor dem Einbau,

Fig. 3 einen Teilquerschriitt einer Dichtungsscheibe nach der Neuerung,

Fig. 4 eine Teilansicht der Dichtungsscheibe mit Uberdruckausgleich,

Fig. 5 einen Teilquerschnitt des Befestigungsabschnittes der Dichtungsscheibe nach der Linie B-B der Fig. 4 nach dem Einsetzen in

das Lager,

Fig. 6 einen Teilquerschnitt im Bereich der Ausnehmung nach der Linie A-A der Fig. 4 nach dem Einsetzen,

Fig. 7 und 8 je einen Teilquerschnitt von anderen

Ausführungsbeispielen der Dichtungsscheibe nach der Neuerung.

Zur Erläuterung des Grundaufbaues der Neuerung ist in Fig. 1 ein zweireihiges Schrägkugellager 1 als sine bevorzugte Ausführungsform dargestellt. Bei diesem zweireihigen Schrägkugellager 1 ist der Wälzkörperraum 2 durch in Ringnuten des einstückigen äußeren Lagerringes eingreifende Dic!?tungsscheiben 4 und 5 gegen Austreten von Schmiermittel bzw. gegen von außen eindringende Verunreinigungen abgedichtet. Zwischen den inneren Lager-

ringen 6 und 7 und den Laufbahnen des äußeren Lagerringes 3 -.välzen sich Kugeln 8 ab, die durch Käfige 9 auf Abstand gehalten sind. Die Dichtungsscneibe 4 bewirkt im eingesetztem Zustand eine Entlüftung des inneren Wälzkörperraumes 2 des zweireihigen Schrägkugellagers 1 bei Überdruck, wie es noch später an Fand der Beschreibung von Fig. 6 näher erläutert werden soll.

fig. 2 zeigt eine üblicherweise verwendete Dichtungsscheibe 5 in vergrößerter Darstellung vor dem Einsetzen. Diese Dichtungsscheibe 5 ist als eine kreisringförmige Scheibe ausgebildet, die aus einem elastischen Material, etwa elastomeren Kunststoff, natürlichen oder künstlichen Gummi oder dergleichen allein oder in Verbindung mit Fasern eines anderen Stoffes, z. B. Glasfasern, mit irgendwelchen Verstärkungsteilen, wie z.B. einer kreisförmigen Scheibe aus Metall od. dgl., besteht. Die Dichtungsscheibe 5 weist vor dem Einsetzen eine zylindrische Umfangsflache 10 auf. über eine übergangsabrundung 11 sjhließt sich im Querschnitt an diese Fläche eine den Kugeln 8 bzw. dem Wälzkörperraum 2 zugekehrte innere konische Fläche 12 an. Eine kreisringförmige Verstärkungsscheibe 13 aus Blech bildet einen Teil der anschließenden radial verlaufenden Fläche 14 und umfaßt ferner einen mittleren verhältnismäßig steifen Zwischenteil 15, der durch eine Abkröpfung 16 gegenüber der radial verlaufenden Fläche 14 zurückgesetzt ist.

Am äußeren Rand der Dichtungsscheibe 5, und zwar auf dor dem Wälzkörperraum 2 abgekehrten Seite, ist in die Stirnseite 17 eine in axialer Richtung verlaufende

konische das Material schwächende Ringnut 18 eingelassen, die mit zunehmender Tiefe an Breite abnimmt, wobei die konischen Seitenflächen 19 und 2 0 in der radial verlaufenden Nutgrundfläche 21 enden. Am inneren freien Bohrungsende ist die Dichtungsscheibe 5 mit zwei Dichtungslippen 22 und 23 versehen,die im eingebautem Zustand auf einer Schulterfläche eines inneren Lagerringes 6 oder 7 abdichtend schleifen.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen die neuerungsgemäß ausgebildete Dichtungsscheibe 4. Hierbei ist der Außenrand bzw. die zylindrische Umfangsflache 10 des Befestigungsabschnittes 24 der Dichtungsscheibe 4 an einer Stelle des Umfangs durch eine radial vom Außenrand ausgehende Ausnehmung 2 5 unterbrochen. Eine bevorzugte Ausführungsform der den Befestigungsabschnitt 24 unterbrechenden Ausnehmung 2 5 ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt, wobei die Tiefe der Grundfläche 26 der radial verlaufenden Ausnehmung 2 5 die innere Begrenzungskante der Ringnut 27, d. h. den Durchmesser d nicht unterschreitet (siehe Fig. 6). Selbstverständlich ist es von Fall zu Fall auch möglich, anstelle der in Fig. 4 gezeigten Form der Ausnehmung 25 eine andere Ausführungsform, z. B. eine ovale Ausnehmung, zu wählen. Die Unterbrechung des Außenrandes des Befestigungsabschnittes 24 der Dichtungsscheibe 4 kann sowohl bei der Herstellung erfolgen als auch nachträglich in einfacher Weisa eingearbeitet werden.

Fig. 5 zeigt den Befestigungsabschnitt 24 der Dichtungsscheibe 4 nach dem Einsetzen in das zweireihige Schrägkugellager 1 in einem Bereich außerhalb der

Ausnehmung. Zur Befestigung des am Außenrand unterbrochenen Befestigungsabschnittes 24 ist im äußeren Lagerring 3 eine konische Ringnut 2 7 eingearbeitet. In dieser konischen Ringnut 2 7 ist der durch die konische Ringnut 18 elastisch zusammendrückbare Befestigungsabschnitt 24 befestigt. Der Befestigungsabschnitt 24 wird beim Einbau so verformt, daß die konischen Seitenflächen 19 und 2 0 der konischen Ringnut 18 ringsum soweit gegeneinander gedrückt sind, daß sie sich nur mit geringem Abstand gegenüberliegen und fast gegenseitig berühren. Auf diese Weise kann die Dichtungsscheibe 4 über die äußere Schulter der Ringnut 27 des äußeren Lagerringes 3 bis zur konischen Anschlagseitenfläche 28 eingeschnappt werden. Nach überschreiten der Schulter weitet sich der Befestigungsabschnitt 24 wieder auf und verspannt die Dichtungsscheibe 4 in der Ringnut 27. Durch die konische Seitenfläche 2ά, deren innerer Rand auf einem Durchmesser d kleiner als der Bohrungsdurchmesser D der Schulter der Ringnut 2 7 liegt, und die konische Seitenfläche 30 ist ein zentrisches Einrasten und ein axiales Verspannen urd damit Befestigen des Befestigungsabschnittes 24 der Dichtungsscheibe 4 gewährleistet.

Fig. 6 veranschaulicht die vorstehend beschriebene Dichtungsscheibe 4, im Bereich der Ausnehmung 25. Durch die radial verlaufende Ausnehmung 2 5 ist an einer Stelle des Umfangs ein freier Raum 31 zwischen der Nutgrundfläche 32 der Ringnut 27 und der Grundfläche 26 der Ausnehmung 25 gescha.ffen, in

- 10 -

der der Außenrand des Befestigungsabschnittes 24 nicht zwischen den konischen Seitenflächen 28 und 30 der Befestigungsnut 27 eingespannt ist. Dadurch ist auch die axiale Vorspannkraft im Bereich der Ausnehmung 25 unterbrechen, so daß in diesem Bereich nur die verbleibende Fläche 33 der Dichtungsscheibe 4 an der konischen Seitenfläche 28 der konischen Ringnut 27 abdichtend anliegt.

Wird im Betriebszustand im Wälzkörperraum 2 des zweireihigen Schrägkugellagers 1, z. B. durch Erwärmung, ein überdruck erzeugt, so hebt unter diesem Üb

erdruc

der Abschnitt 33 im Bereich der Ausnehmung 25 von der konischen Seitenfläche 28 der konischen Ringnut 27 elastisch nachgebend ab und nimmt etwa die gestrichelt dargestellte Lage ein. Der im Wälzkörperraum 2 angestaute überdruck kann somit durch die so entstandene Öffnungsstelle 33a in Pfeilrichtung X-X über den freien Raum 31 nach außen entweichen. Nach Entweichen des Überdrucks im Wälzkörperraum 2 federt der Abschnitt 33 membranartig in seine Ausgangsstellung, d. h. zur Anlage an der Nutseitenfläche 28 zurück und dichtet somit erneut den Wälzkörperraum 2 ab.

Bei der Ausführung nach der Fig. 3 bis 6 dient nur eine einzige Ausnehmung 2 5 im /.ußenrand des Befestigungsabschnittes 24 der Dichtungsscheibe 4 zum Entweichen eines angestauten Überdruckes im Wälzkörperraum 2 eines zweireihigen Schrägkugellagers 1. Es ist auch denkbar, in besonderen Anwendungsfällen die Dichtungsscheibe 4 mit zwei, drei oder mehr

-11-

Ausnehmungen 25, die gleichmäßig auf den Umfang der Dichtungsscheibe verteilt sein können, zu versehen. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist nur auf einer Seite des abgedichteten Wälzkörperraumes 2 eine Dichtungsscheibe mit nachgiebigem Randabschnitt vorgesehen.

Die Neuerung kann jedoch auch bei beiden Dichtunjsscheiben Anwendung finden, so daß die Dichtungsscheibe 4 und die Dichtungsscheibe 5 mit je einer Ausnehmung 25 im Außenrand des Befestigungsabschnittes 24 versehen sind.

Die Schwächungsstelle kann auch durch eine auf der dem Wälzkörperraum abgewandten Stirnseite des Befestigungsabschnittes der Dichtungsscheibe radial verlaufende Ausnehmung gebildet werden. Die Grundfläche dieser radialen Ausnehmung kann dabei parallel zur Stirnseite des Befestigungsabschnittes verlaufen oder wie in Figur 7 dargestellt schräg dazu verlaufen. Bei dieser Ausführung liegt der Befestigun<-:sabschniti_ im Bereich der radial verlaufenden Ausnehmung 34 nicht mehr an der Seitenfläche 30 der Ringnut 27 an. Der Überdruck im Wälzkörperraum 2 kann nun die Dichtungsscheibe von der Seitenfläche 28 der Ringnut 27 abheben und dabei durch die Öffnungsstelle 33a in Pfeilrichtung X-X 5 über die Ausnehmung 34 nach außen entweichen.

Bei der Ausführung nach Figur 8 ist die Dichtungsscheibe 39 nicht in einer Ringnut, sondern mit ihrer im wesentlichen zylindrischen Mantelfläche 36 in der zylindrischen Schulterfläche 37 des äußeren Lagerringes 38 be-

- 12 -

festigt. Die Lage der Dichtungsscheibe 39 ist durch <

einen radialen Anschlag-Außenrand 40, der nach dem \

Einprassen an der Bearbeitungsfase 41 des äußeren Lagerringes 38 anliegt, gewährleistet. Die Schwächungsstelle ist hier durch eine von der dem Wälzkörperraum 2 zugewandten Stirnseite 42 des Befestigungsabschnittes 35 ausgehende und sich axial nur übe einen Teil der Länge des Befes'cigungsabschnittes erstreckende Ausnehmung 4 3 und durch eine auf der dem Wälzkörperraum 2 abgewandten Stirnseite 44 in einem gewissen Abstand vom Außenrand axial verlaufende Ausnehmung 45 (in Form einer Kalotte oder dgl.) gebildet. Dabei liegt der nicht durch die Ausnehmung 43 unterbrochene Anschlag-Außenrand 4 0 im Normalfall an seinem ganzen Umfang an der Bearbeitungsfase 41 des Lagerringes 38 an. Bei Entstehen eines Überdruckes im Wälzkörperraum 2 wird die Dichtungsscheibe 39 an der durch die Ausnehmungen 43 und 45 gebildete Schwächungsstelle von der Bearbeitungsfasenfläche 41 abheben und dabei durch die Öffnungsstelle in Pfeilrichtung 2-Z nach außen entweichen.

Die Neuerung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie kann innerhalb des Neuerungsgedankens auf verschiedene Weise abgewandelt werden. Sie kann außer bei zweireihigen Schrägkugellagern auch bei anderen Lagertypen vorgesehen werden.

Claims

Wälzlager mit einem durch an einem der Lagerringe befestigte elastische Dichtungsscheiben abgedichteten Wälzkörperraum, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Vorspannung gegen eine Fläche (28, 37) des Lagerrings (3, 38) anliegende Befestigungsabschnitt (24, 35) der Dichtungsscheibe (4, 39) an mindestens einer Stelle seines Umfangs gegenüber den übrigen Bereichen elastisch nachgiebig geschwächt ausgebildet ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Schwächungsstelle der Außenrand (10, 36) des Befestigungsabschnittes (24, 35) der Dichtungsscheibe (4, 39) zumindest über einen Teil seiner Länge durch eine vom Außenrand (10, 36) ausgehende radiale Ausnehmung (25, 43) unterbrochen ist.
3. Wälzlager nach Anspruch 2 mit in einer Ringnut des Lagerringes befestigten und unter Vorspannung axial gegen die dem Wälzkörperraum zugewandte Seitenfläche der Ringnut anliegenden Dichtungsscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß sich die radiale Ausnehmung (25) über die gesamte Länge der Dichtungsscheibe und radial bis in die Nähe der dem Wälzkörperraum (2) zugewandten Begrenzungskante der Ringnut (27) erstreckt.
4. Wälzlager nach Anspruch 2 mit in einer zylindrischen Schulterfläche dos Lagerringes unter Vorspannung eingesetzten Dichtungsscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht durch die radiale Ausnehmung (34) unterbrochene Bereich des Befestigungsabschnittes (35) der in der Schulterfläche (37) eingesetzten Dichtungsscheibe (39) in einem gewissen Abstand vom Außenrand (36) mit einer ebenfalls axial verlaufenden Ausnehmung (45) versehen ist.
5. Wälzlager nach Anspruch 1 mit in einer Ringnut des Lagerringes befestigten und unter Vorspannung axial gegen d>.e dem Wälzkörperraum zugewandte Seitenfläche der Ringnut anliegenden Dichtungsscheibe_/ dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungsstelle durch eine auf der dem Wälzkörperraum (2) abgewandten Stirnseite (17) des Befestigungsabschnittes (24) der Dichtungsscheibe (4) radial verlaufende Ausnehmung (34) gebildet ist.

— 3 —