Dichtungsorgan an Lagern Die Erfindung betrifft ein Dichtungsorgan an Lagern.
Die wirksamsten Dichtungen haben eine Dicht <B>fläche</B> in Berührunc mit einem relativ beweglichen Element, wobei die Dichtung unter einem beträcht lichen spezifischen Druck steht, um die Anlage ihrer Dichtfläche an der damit zusammenwirkenden Fläche des Elementes zu bewirken. Die Lebensdauer und Wirksamkeit der Dichtun- werden durch den Dich tungsdruck gefährdet, da bei einer vollkommen dich tenden Anlaele die Dichtfläche trocken laufen würde, was zu einer Narbenbildun- auf der Dichtfläche und zur raschen Zerstörung der Dichtung führt.
Um eine Beschädi un(s der Dichtunc, durch Trockenlaufen zu vermeiden, muss mindestens während der Ein laufzeit ein Schmiermittel für die Dichtflächen vor- ,aesehen sein.
Das Dichtunasorgan gemäss der vorliegenden Er- Z, <B>C</B> ZD findun- ist -elennzeichnet durch einen Befesti- C LI Min-steil und einen Abdichtteil, die durch eine flexible Membran miteinander verbunden sind, um ein einzi-es Stück mit axialen und radialen Flanschen zLi bilden,
wobei einer der Abdichtflansche eine Endfläche für den radialen Kontakt mit einem Um laufglied und ein anderer der Abdichtflansche eine Endfläche aufweist, die erst nach Abnutzung des erstgenannten Flansches -am einen bestimmten Be- trac, einen axialen Abdichtkontakt mit einem festen Glied erhalten soll, und durch eine Nut zwischen dem radial wirkenden Abdichtflansch und der Membran, um die Flexibilität des radial wirkenden Abdicht- flansches gegenüber der Membran züi erhöhen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den el Zeichnung' en dargestellt. Darin zei <B>'</B> gt: Fig. <B>1</B> in einem senkrechten Querschnitt eine am Innenrina eines Lagers angeordnete Dichtung, e C wobei die Rollen den Aussenring nicht berühren. Fig. 2 zeigt in einem ähnlichen senkrechten Quer schnitt wie Fig. <B>1</B> die Rollen in Laufberührung mit dem Aussenring.
Fig. <B>3</B> zeigt in einem ähnlichen vertikalen Quer schnitt wie Fig. 2 die Dichtung und das Lager in einem Gehäuse eingeschlossen und bereit zum an fänglichen Betrieb.
Ficr. 4 zeiat in einem ähnlichen vertikalen Quer schnitt wie Fig. <B>3</B> die normale Betriebsstellung der Dichtung nach der Einlauf7eit.
Die Erfindung wird beispielsweise in Anwendung an eine drehbare Achse oder Welle<B>1</B> dargestellt, die einen stärkeren Endteil 2 und einen über eine Schul ter 4 von ihm abgesetzten Endteil <B>3</B> besitzt. Auf dem abgesetzten Teil<B>3</B> ist ein Kegelrollenlager <B>5</B> montiert, das einen Innenring<B>6</B> und einen Aussen ring<B>7</B> mit mehreren, dazwischen angeordneten Kegel rollen<B>8</B> aufweist. Die Rollen<B>8</B> sind in den Öffnun gen eines Käfigs<B>9</B> angeordnet, dessen grosser End- ring <B>10</B> über die Schubrippe<B>11</B> des Innenringes<B>6</B> vorsteht.
Der Aussenring<B>7</B> des Lagers ist in einem Lagergehäuse 12 (Fig. <B>3</B> und 4) montiert, das eine- C ringförmige Innenwandung oder Bohrung hat, die in eine ringförmige senkrechte Wand 14 übergzht.
Das dargestellte La,-er weist ein elastisches, ringförmiges Dichtungsorgan<B>15</B> zum Festhalten des Schmiermittels in dem Lager<B>5</B> und zum Fernhalten von Schmutz und Feuchtigkeit von diesem auf. Das Dichtungsorgan <B>15</B> besitzt einen ringförrnigen Be festigungsteil<B>16</B> und einen ringförmigen Dichtteil <B>17</B> sowie.einen diese beiden Teile verbindenden Steg- teil bzw. eine Membran<B>18.</B>
Der Befestigungsteil<B>16</B> besitzt einen Radial- flansch 20 und einen einstückig damit ausgebildeten Axialflansch 21. Zur Festlegung des Dichtungsorgans <B>15</B> gegenüber dem Lager<B>5</B> kann ein Befestigungs organ 22 vorgesehen sein, das im Presssitz auf der <B>C</B> Schubrippe<B>11</B> des Innenringes<B>6</B> angeordnet ist.
Das Befestigungsorgan 22 ist im Querschnitt etwa Uför- mig und kann in die Flanschen 20 und 21 des Befesti- Crungsteils <B>16</B> eingepresst oder -vulkanisiert sein und ein Mittel zur Herstellung einer Abdichtung zwischen dem Befestigungsteil<B>16</B> und dem Innenring<B>6</B> dar stellen. Wenn das Lager<B>5</B> und das Dichtungsorgan <B>15</B> auf der Welle<B>1</B> angeordnet sind, wird der Innen ring<B>6</B> des Lagers<B>5</B> auf dem abgesetzten Endteil<B>3</B> der Welle<B>1</B> montiert und liegt das Ende seiner Schub rippe an der Schulter 4 der Welle<B>1</B> an.
Die Innen ränder des Radialflansches 20 und der Radialteil des Befestigungsorgans 22 sind im Bereich des stärkeren Endteils 2 der Welle<B>1</B> angeordnet. Das Dichtungs organ<B>15</B> ist durch die Anordnung seines Befestigungs teils<B>16</B> auf dem Innenring<B>6</B> drehfest mit der Welle <B>1</B> verbunden.
Der Stegteil oder die Membran<B>18</B> ist an dem Axialflansch 21 des Befestigungsteils<B>16</B> in der Ebene des Radialflansches 20 ausgebildet und er streckt sich von dort radial auswärts. Der äussere Umfangsteil des Stegteils <B>18</B> geht in den Dichtteil<B>17</B> über, so dass der Befestigungsteil<B>16</B> und der Dicht teil<B>17</B> zu einem einstückigen, ringförmigen Dich tungsorgan verbunden sind.
Der ringförmige Dichtteil<B>17</B> des Dichtungsorgans <B>15</B> besitzt einen axialen Dichtring oder -flansch <B>25,</B> dessen ein Ende in die Membran<B>18</B> übergeht, wäh rend an seinem freien Ende im Bereich des Aussen ringes<B>7</B> eine Dichtlippe oder Ringfläche<B>26</B> vor gesehen ist. Im Bereich der Membran<B>18</B> springt von dem Dichtrina <B>25</B> ein in Radialrichtung wirkender ringförmiger Dichtring oder -flansch <B>27</B> schräg vor, der aussen eine Dichtlippe oder Ringfläche<B>28</B> hat. Die Funktionen der Dichtringe<B>25</B> und<B>27</B> werden nachstehend erläutert.
Zwischen dem so-. radialen Dichtflansch<B>27</B> und der Membran<B>18</B> des Dichtungsorgans<B>15</B> ist eine V-förmige Ringnut<B>30</B> vorgesehen, welche die Bieg samkeit des radialen Dichtflansches gegenüber der Membran<B>18</B> erhöht. Eine weitere Ringnut<B>31</B> ist zwischen dem axialen Dichtflansch<B>25</B> und dem radialen Dichtflansch<B>27</B> vorgesehen und hält das Schmiermittel für die Dichtlippen<B>26</B> und<B>28</B> wäh rend des Betriebes der Dichtung.
Der axiale Dicht flansch<B>25</B> steht radial im Abstand von dem Axial- flansch 21 des Befestigungsteils <B>16,</B> so dass im Bereich der Rollen<B>8</B> eine Umfangsöffnung<B>32</B> vorhanden ist, in der Schmiermittel für das La,-er <B>5</B> gehalten wird und die einen Laufraum für den grossen Endring <B>10</B> des konischen Lagerkäfigs<B>9</B> schafft.
Wenn sich das elastische Dichtungsorgan<B>15</B> ge- äss Fig. <B>1</B> in seiner normalen, entlasteten Stellung befindet, erstreckt sich der radiale Dichtring<B>27</B> nach aussen, wobei die Ringfläche<B>28</B> an seinem äusseren Ende einen grösseren Durchmesser hat als die Innen wandung oder Bohrung<B>13</B> des Lagergehäuses 12 (strichliert angedeutet). Ausserdem liegt die Dicht lippe<B>26</B> des axialen Dichtringes<B>25</B> an einer stirn seitigen Gegendichtfläche <B>35</B> des Aussenringes<B>7</B> an, so dass dieser von der Betriebsstellung gegenüber den Rollen<B>8</B> ferngehalten wird.
In Fig. 2 sind das La-er <B>5</B> und das Dichtungs organ<B>15</B> auf der Achse<B>1</B> angeordnet und ist der Aussenring<B>7</B> mit den Rollen<B>8</B> in die Betriebsstellung bewegt worden. In dieser Stellung wird von dem Aussenring<B>7</B> über den axialen Dichtring<B>25</B> auf das Dichtungsorgan<B>15</B> ein Axialdruck ausgeübt, so dass die Membran<B>18</B> etwas deformiert wird. Dieser Druck zwischen dem Aussenring<B>7</B> und dem Dich tungsorgan<B>15</B> stellt den Dichtdruck des axialen Dichtringes<B>25</B> während des tatsächlichen Betriebes dar, wie nachstehend erläutert werden wird.
Fig. <B>3</B> zeigt das um das Lager<B>5</B> und das Dich tungsorgan<B>15</B> herum befestigte Lagergehäuse 12. Dieses bewirkt, dass der radial#e Dichtring<B>27</B> infolge der radialen Interferenz der Innenwandung<B>13</B> des Lagergehäuses 12 mit der Ringfläche<B>28</B> einwärts- gedrückt wird. Die vertikale Ringwand 14 des Lagergehäuses 12 ist so ausgebildet, dass sie an dem grösseren Ende des Aussenringes<B>7</B> anliegt und dadurch das Gehäuse in Betriebsstellung gegenüber den Rollen<B>8</B> hält.
Wenn der radiale Dichtflansch<B>27</B> einwärtsgedrückt ist, wird die Membran<B>18</B> weiter deformiert, so dass sie auf den radialen Dichtflansch <B>27</B> einen radialen Auswärtsdruck ausübt und be wirkt, dass dessen Dichtlippe<B>28</B> sich dichtend gegen die Innenwand<B>13</B> des Lagergehäuses 12 anlegt.
Durch diese Verformung der Membran<B>18</B> wird die Dichtlippe<B>26</B> des axialen Dichtflansches<B>25</B> ausser Berührung mit dem Aussenring<B>7</B> bewegt, so dass zwischen diesen beiden Teilen ein Zwischenraum<B>33</B> entsteht, der die Umfangsöffnung<B>32</B> mit dem Ring raum<B>31</B> verbindet, so dass Schmiermittel zwischen beiden hindurchtreten kann. Der Zwischenraum oder Spalt<B>33</B> zwischen der Dichtlippe<B>26</B> und dem Aussen ring<B>7</B> bleibt natürlich so lange bestehen, wie der Radialdruck zwischen der Ringfläche<B>28</B> und dem Lagergehäuse 12 vorhanden ist.
Fig. <B>3</B> und 4 erläutern die Beziehung des Dich tungsorgans<B>15</B> gegenüber dem Lager<B>5</B> vor Betriebs beginn und in der normalen Betriebsstellung. Wenn die Achse<B>1</B> erstmalig in Betrieb gesetzt wird, laufen der Innenring<B>6</B> und das Dichtungsorgan<B>15</B> mit ihr um und bewirken dabei eine Relativdrehung zwi schen den Dichtlippen<B>26</B> und<B>28</B> und den mit ihnen zusammenwirkenden Teilen der stirnseitigen Dichtfläche<B>35</B> des Aussenringes<B>7</B> und der Innen wandung<B>13</B> des Lagergehäuses 12.
Die Innenwan dung ist für die Dichtanlage relativ rauh; der Radial- druck der daran anliegenden Ringfläche<B>28</B> bewirkt eine rasche Läppwirkung, wodurch der Radialdruck zwischen der Innenwand-ung <B>13</B> und der Dichtlippe <B>28</B> verringert wird. Dabei nimmt auch die Span nung in dem Stegteil <B>18</B> ab und gestattet eine Axial- bewegung des Dichtflansches<B>25</B> zu dem Aussenring <B>7</B> hin, bis seine Dichtlippe<B>26</B> sich dichtend an die stirnseitige Dichtfläche<B>35</B> angelegt hat.
Der Axialdruck zwischen der Dichtlippe<B>26</B> und dem Aussenring<B>7</B> entwickelt sich natürlich langsam in dem Masse, in dem der Druck zwischen der Ringfläche 28 und dem Lagergehäuse 12 kleiner wird, so dass genügend Zeit zum Abreiben jeder Rauhig- keit der Dichtlippe<B>26</B> vorhanden ist, ehe der volle Dichtdruck zwischen der Lippe<B>26</B> und dem Aussen ring<B>7</B> entwickelt wird.
Ausserdem bewirkt der Durchtritt des Schmiermittels durch den Zwischen raum<B>33,</B> dass die Dichtlippe<B>26</B> geschmiert wird, während sie durch die leicht reibende Berührung mit dem Aussenring<B>7</B> geglättet wurde, so dass die Dichtlippe<B>26</B> für eine lange Gebrauchsdauer ge schmiert wurde, wenn der volle Druck zwischen diesen Teilen vorhanden ist.
Die Erfindung umfasst auch alle in ihrem Rah men gelegenen Veränderungen und Abänderungen des hier dargestellten Ausführungsbeispiels.
Sealing element on bearings The invention relates to a sealing element on bearings.
The most effective seals have a sealing surface in contact with a relatively movable element, the seal being under considerable specific pressure in order to cause its sealing surface to rest against the cooperating surface of the element. The service life and effectiveness of the seal are endangered by the seal pressure, since the sealing surface would run dry in a completely sealing system, which leads to the formation of scars on the sealing surface and rapid destruction of the seal.
In order to avoid damage to the sealing by running dry, a lubricant must be provided for the sealing surfaces at least during the running-in period.
The sealing element according to the present invention is characterized by a fastening part and a sealing part, which are connected to one another by a flexible membrane to form a single part Form piece with axial and radial flanges zLi,
wherein one of the sealing flanges has an end surface for radial contact with a circumferential member and another of the sealing flanges has an end surface which is to receive an axial sealing contact with a fixed member only after the first-mentioned flange has been worn to a certain degree, and through a groove between the radially acting sealing flange and the membrane in order to increase the flexibility of the radially acting sealing flange with respect to the membrane.
Embodiments of the invention are shown in the drawings. It shows: Fig. 1 in a vertical cross section a seal arranged on the inner ring of a bearing, e C with the rollers not touching the outer ring. Fig. 2 shows in a similar vertical cross section as Fig. <B> 1 </B> the rollers in running contact with the outer ring.
Fig. 3 shows in a similar vertical cross section as Fig. 2, the seal and the bearing enclosed in a housing and ready for initial operation.
Ficr. 4 shows the normal operating position of the seal after the run-in period in a similar vertical cross-section as FIG. 3.
The invention is shown, for example, in application to a rotatable axle or shaft <B> 1 </B> which has a stronger end part 2 and an end part <B> 3 </B> separated from it via a shoulder 4. A tapered roller bearing <B> 5 </B> is mounted on the stepped part <B> 3 </B>, which has an inner ring <B> 6 </B> and an outer ring <B> 7 </B> with several , roller <B> 8 </B> cones arranged in between. The rollers <B> 8 </B> are arranged in the openings of a cage <B> 9 </B>, the large end ring <B> 10 </B> of which over the thrust rib <B> 11 </ B > of the inner ring <B> 6 </B> protrudes.
The outer ring 7 of the bearing is mounted in a bearing housing 12 (FIGS. 3 and 4), which has an annular inner wall or bore that extends into an annular vertical wall 14 übergzht.
The La, -er shown has an elastic, ring-shaped sealing member <B> 15 </B> for holding the lubricant in the bearing <B> 5 </B> and for keeping dirt and moisture away from it. The sealing member <B> 15 </B> has an annular fastening part <B> 16 </B> and an annular sealing part <B> 17 </B> as well as a web part or a membrane <b> connecting these two parts B> 18. </B>
The fastening part <B> 16 </B> has a radial flange 20 and an axial flange 21 formed in one piece with it. To fix the sealing element <B> 15 </B> with respect to the bearing <B> 5 </B>, a fastening organ 22 can be provided, which is arranged in a press fit on the <B> C </B> thrust rib <B> 11 </B> of the inner ring <B> 6 </B>.
The fastening element 22 is approximately U-shaped in cross section and can be pressed or vulcanized into the flanges 20 and 21 of the fastening part 16 and a means for producing a seal between the fastening part 16 / B> and the inner ring <B> 6 </B>. When the bearing <B> 5 </B> and the sealing member <B> 15 </B> are arranged on the shaft <B> 1 </B>, the inner ring <B> 6 </B> of the bearing becomes <B> 5 </B> mounted on the offset end part <B> 3 </B> of the shaft <B> 1 </B> and the end of its thrust rib lies on the shoulder 4 of the shaft <B> 1 </ B> on.
The inner edges of the radial flange 20 and the radial part of the fastening element 22 are arranged in the area of the thicker end part 2 of the shaft 1. The sealing element <B> 15 </B> is rotatably connected to the shaft <B> 1 </B> by the arrangement of its fastening part <B> 16 </B> on the inner ring <B> 6 </B> .
The web part or the membrane <B> 18 </B> is formed on the axial flange 21 of the fastening part <B> 16 </B> in the plane of the radial flange 20 and it extends radially outward from there. The outer peripheral part of the web part <B> 18 </B> merges into the sealing part <B> 17 </B>, so that the fastening part <B> 16 </B> and the sealing part <B> 17 </B> > Are connected to a one-piece, ring-shaped sealing organ.
The annular sealing part <B> 17 </B> of the sealing member <B> 15 </B> has an axial sealing ring or flange <B> 25 </B>, one end of which into the membrane <B> 18 </ B > passes over, while a sealing lip or annular surface <B> 26 </B> is seen at its free end in the area of the outer ring <B> 7 </B>. In the area of the membrane <B> 18 </B>, an annular sealing ring or flange <B> 27 </B> acting in the radial direction projects obliquely from the sealing rina <B> 25 </B>; <B> 28 </B> has. The functions of the sealing rings <B> 25 </B> and <B> 27 </B> are explained below.
Between the so-. radial sealing flange <B> 27 </B> and the membrane <B> 18 </B> of the sealing member <B> 15 </B> a V-shaped annular groove <B> 30 </B> is provided, which the bend the radial sealing flange compared to the membrane <B> 18 </B> increased. Another annular groove <B> 31 </B> is provided between the axial sealing flange <B> 25 </B> and the radial sealing flange <B> 27 </B> and holds the lubricant for the sealing lips <B> 26 </ B> and <B> 28 </B> during the operation of the seal.
The axial sealing flange <B> 25 </B> stands radially at a distance from the axial flange 21 of the fastening part <B> 16 </B> so that in the area of the rollers <B> 8 </B> a circumferential opening < B> 32 </B> is present, in which the lubricant for the La, -er <B> 5 </B> is held and which has a running space for the large end ring <B> 10 </B> of the conical bearing cage <B > 9 </B> creates.
When the elastic sealing element <B> 15 </B> according to FIG. 1 </B> is in its normal, relieved position, the radial sealing ring <B> 27 </B> extends outwards, The annular surface 28 at its outer end has a larger diameter than the inner wall or bore 13 of the bearing housing 12 (indicated by dashed lines). In addition, the sealing lip <B> 26 </B> of the axial sealing ring <B> 25 </B> rests on a front-side counter-sealing surface <B> 35 </B> of the outer ring <B> 7 </B>, see above that this is kept away from the operating position opposite the rollers <B> 8 </B>.
In FIG. 2 the bearing <B> 5 </B> and the sealing member <B> 15 </B> are arranged on the axis <B> 1 </B> and is the outer ring <B> 7 < / B> has been moved into the operating position with rollers <B> 8 </B>. In this position, the outer ring <B> 7 </B> exerts an axial pressure on the sealing member <B> 15 </B> via the axial sealing ring <B> 25 </B>, so that the membrane <B> 18 </B> something is deformed. This pressure between the outer ring <B> 7 </B> and the sealing element <B> 15 </B> represents the sealing pressure of the axial sealing ring <B> 25 </B> during actual operation, as will be explained below .
Fig. 3 shows the bearing housing 12 fastened around the bearing 5 and the sealing element 15. This causes the radial sealing ring B> 27 </B> due to the radial interference of the inner wall <B> 13 </B> of the bearing housing 12 with the annular surface <B> 28 </B> is pressed inward. The vertical ring wall 14 of the bearing housing 12 is designed in such a way that it rests against the larger end of the outer ring 7 and thereby holds the housing in the operating position opposite the rollers 8.
When the radial sealing flange <B> 27 </B> is pressed inward, the membrane <B> 18 </B> is further deformed, so that it exerts a radial outward pressure on the radial sealing flange <B> 27 </B> and be has the effect that its sealing lip <B> 28 </B> rests against the inner wall <B> 13 </B> of the bearing housing 12 in a sealing manner.
This deformation of the membrane <B> 18 </B> moves the sealing lip <B> 26 </B> of the axial sealing flange <B> 25 </B> out of contact with the outer ring <B> 7 </B>, so that a gap <B> 33 </B> is created between these two parts, which connects the circumferential opening <B> 32 </B> with the annular space <B> 31 </B>, so that lubricant can pass between the two . The space or gap <B> 33 </B> between the sealing lip <B> 26 </B> and the outer ring <B> 7 </B> naturally remains as long as the radial pressure between the ring surface <B> 28 and the bearing housing 12 is present.
<B> 3 </B> and 4 explain the relationship of the sealing organ <B> 15 </B> with respect to the bearing <B> 5 </B> before the start of operation and in the normal operating position. When the axis <B> 1 </B> is put into operation for the first time, the inner ring <B> 6 </B> and the sealing element <B> 15 </B> rotate with it, thereby causing a relative rotation between the Sealing lips <B> 26 </B> and <B> 28 </B> and the parts of the frontal sealing surface <B> 35 </B> of the outer ring <B> 7 </B> and the inner wall <B> which interact with them B> 13 </B> of the bearing housing 12.
The inner wall is relatively rough for the sealing system; the radial pressure of the annular surface <B> 28 </B> lying thereon causes a rapid lapping effect, whereby the radial pressure between the inner wall <B> 13 </B> and the sealing lip <B> 28 </B> is reduced . The tension in the web part <B> 18 </B> also decreases and allows an axial movement of the sealing flange <B> 25 </B> towards the outer ring <B> 7 </B> up to its sealing lip <B> 26 </B> has made a sealing contact with the front sealing surface <B> 35 </B>.
The axial pressure between the sealing lip <B> 26 </B> and the outer ring <B> 7 </B> naturally develops slowly to the extent that the pressure between the annular surface 28 and the bearing housing 12 becomes smaller, so that sufficient There is time to rub off every roughness of the sealing lip <B> 26 </B> before the full sealing pressure is developed between the lip <B> 26 </B> and the outer ring <B> 7 </B>.
In addition, the passage of the lubricant through the intermediate space <B> 33, </B> causes the sealing lip <B> 26 </B> to be lubricated while it is gently rubbing against the outer ring <B> 7 </ B > has been smoothed so that the sealing lip <B> 26 </B> has been lubricated for a long period of use if the full pressure is present between these parts.
The invention also includes all changes and modifications of the embodiment shown here within its scope.