DE102005035027A1

DE102005035027A1 - Dichtung für ein Drehlager

Info

Publication number: DE102005035027A1
Application number: DE200510035027
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Walter; Erwin Hartmann
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2007-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtung (8) für ein Drehlager, mit einem ringförmigen Träger (9, 13, 17) und einem daran angeordneten elastomeren Körper (10, 14, 16). Abweichend von bekannten Dichtungen dieser Art ist dieses dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (9, 13, 17) und der elastomere Körper (10, 14, 16) aus zwei unterschiedlichen nichtmetallischen Werkstoffen hergestellt sind. Vorzugsweise sind der Träger (9, 13, 17) und der elastomere Körper (10, 14, 16), insbesondere in einem gemeinsamen Arbeitsgang, als Spritzgussteil hergestellt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Dichtung für Drehlager, mit einem ringförmigen Träger und einem daran angeordneten elastomeren Körper.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Dichtungen für Wälzlager sind seit vielen Jahrzehnten bekannt. Gemäß dem Stand der Technik bestehen diese Dichtungen aus einem metallischen ringförmigen Träger, an den der elastomere Körper, welcher in der Regel mindestens eine radiale und/oder axiale Dichtlippe ausbildet, angeformt, beispielsweise anvulkanisiert, ist.

Dieser Dichtung steht, wie weiterhin bekannt ist, in verschiedenen Anwendungsfällen ein Winkelblechring gegenüber, wodurch eine so genannte Kassettendichtung ausgebildet wird.

Wenngleich sich diese Dichtungen an sich bewährt haben, so führte die Einführung erweiterter Funktionalitäten bei diesen Dichtungen, insbesondere bei diesen Kassettendichtungen, beispielsweise eine Drehzahlermittlung für bekannte ABS- und/oder ESP-Systeme, zu folgendem technischen Problem:
Um die Lagerdrehzahl eines mittels einer solchen Kassettendichtung abgedichteten Lagers ermitteln zu können, ist an dem Winkelblech der Kassettendichtung ein magnetisches Encodiermittel angeordnet. welches mit einer diesbezüglichen Sensorik zusammenwirkt.

Die Magnetkraft dieser Encodiermittel bei den Kassetendichtungen führt bei in einer Transportverpackung aufgereihten Kassettendichtungen dazu, dass das Encodiermittel einer Kassettendichtung an dem metallischen Träger einer anderen Kassettendichtung magnetisch anhaftet.

Wenn nun eine Kassettendichtung aus der Verpackung entnommen wird, kann es vorkommen, dass – auf Grund der oben beschriebenen magnetischen Haftwirkung – eine zweite Kassettendichtung an der gegriffenen Kassettendichtung haftet. Da aber eine Haftekraft, mit der die einzelnen Kassettendichtungsteile einer Kassettendichtung zusammengehalten werden, d.h. mit der der Träger mit elastomeren Körpers einerseits an dem Winkelblechring mit magnetischem Encodiermittel andererseits haftet, vergleichsweise gering ist, fallen diese beiden Kassettendichtungsteile jeweils schon beim Entnehmen aus der Verpackung oder während des Montagevorgangs an dem Wälzlager auseinander.

Dieses führt zur Beschädigung der herabfallenden Kassettendichtung sowie nicht selten zu einem automatischen Produktionsstopp, welches jeweils die Herstellkosten erhöht.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung mit einem Träger und einem daran angeordneten elastomeren Körper, beispielsweise für ein Wälzlager, vorzuschlagen, welches das genannte technische Problem vermeidet. Insbesondere soll bei der Nutzung von magnetischen Encodern ein ungewolltes Aneinanderhaften von Kassettendichtungen in einem Transportbehälter vermieden werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine vollständig nichtmetallisch ausgebildete Dichtung die genannten Probleme bei den aufgrund der Magnetkraft der Encoder aneinander haftenden Kassettendichtungen vermeidet.

Die Erfindung sieht daher eine Dichtung, insbesondere für ein Drehlager, vor, mit einem ringförmigen Träger und einem daran angeordneten elastomeren Körper, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der Träger und der elastomere Körper aus zwei unterschiedlichen nichtmetallischen Werkstoffen hergestellt sind.

Diese Dichtung ist vorzugsweise so aufgebaut, dass der Träger und der elastomere Körper, welcher insbesondere mindestens eine axiale und/oder radiale Dichtlippe ausbilden kann, insbesondere in einem gemeinsamen Arbeitsgang, als Spritzgussteil hergestellt sind. Dies ist vor allem hinsichtlich der Werkzeugkosten und des Montageaufwandes von Vorteil.

Gemäß einer anderen Variante ist vorgesehen, dass der Träger und der elastomere Körper in getrennten Arbeitsgängen hergestellt und anschließend miteinander verklebt sind.

Um die Herstellung der Dichtung zu erleichtern und um eine feste Verbindung zwischen dem Träger und dem elastomeren Körper zu begünstigen, kann vorgesehen sein, dass an dem Träger ein Verbindungsstück ausgebildet ist, an welchem der elastomere Körper angeformt, angeklebt oder angespritzt ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Träger und der elastomere Körper mit einem Winkelring ein Dichtungs-/Dichtsystem bzw. eine Kassettendichtung bildend wirkverbunden sind. Dazu ist der Winkelring, insbesondere ein Winkelblechring, in eine durch die Träger-Körper-Einheit gebildete zentrale axiale Öffnung eingeführt und wird dort durch eine Verspannung der Dichtlippen, durch Unterdruck oder durch ein Füllfett gehalten.

Der elastomere Körper ist bevorzugt aus einem Elastomer aus den Elastomerwerkstoffen NBR (Acrylnitril-Butadien-Kautschuk), FKM (Flour-Kautschuk), ACM (Acrylat-Kautschuk), H-NBR (Hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk), TPE (Polyester-Elastomer) oder ähnlichen Werkstoffen hergestellt. Zudem kann vorgesehen sein, dass der elastomere Körper eine Lippe oder mehrere axiale und/oder radiale Lippen aufweist bzw. ausbildet.

Der Träger ist bevorzugt aus einem Kunststoff, beispielsweise aus einem Duroplast-Kunststoff auf der Basis von Phenolharz hergestellt. Diesem Kunststoff kann zur mechanischen Verstärkung ein mineralischer Zuschlagstoff, wie beispielsweise Glas- oder Kohlenstofffasern zugefügt sein.

Der genannte Winkelring ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise ein Blech, hergestellt und dient als Gegenlauffläche für die wenigstens eine Lippe des elastomeren Körpers.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Dichtungssystems bzw. der Kassettendichtung ist vorgesehen, dass zwischen dem radial äußeren Ende eines ringförmigen und im Querschnitt beispielsweise L-förmigen Winkelrings sowie dem Träger ein Spalt mit einem axialen und einen radialen Abschnitt ausgebildet ist. Dieser Spalt dient als Labyrinthspalt, welcher die Dichtwirkung eines im Wälzlager eingesetzten Dichtungssystems bzw. einer Kassettendichtung gemäß der Erfindung weiter vergrößert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt
1 eine schematische Querschnittdarstellung eines Schrägkugellagers mit einem nach der Erfindung ausgebildeten zweilippigen Dichtungssystem,
2 das Dichtungssystem gemäß 1 in einer vergrößerten Abbildung, und
3 eine Darstellung wie in 1, jedoch mit einer einlippigen Dichtscheibe und einer einlippigen Schleuderscheibe mit zusätzlicher Schleuderlippe.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt demnach ausschnittsweise ein an sich bekanntes und als Schrägkugellager ausgebildetes Wälzlager 1 mit einem Außenring 2 und einem Innenring 3, zwischen denen in einem Käfig 5 geführte Kugeln 4 angeordnet sind. Der Käfig 4 ist mit wenigstens einem Steg 6, vorzugsweise ein Ringsteg, in einer Ringnut 7 des Innenringes 3 eingeschnappt.
Auf der anderen Seite des Wälzlagers 1 ist in einem Dichtungsraum 15 ein Dichtungssystem 8 zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 3 eingeklemmt, welches gemäß der Erfindung ausgebildet ist.
Wie 2 in einer vergrößerten Darstellung verdeutlicht, besteht dieses Dichtungssystem 8, eine Kassettendichtung 8, zunächst aus einem Träger 9, einem elastomeren Körper 10, die beide in einem Herstellvorgang aus zumindest zwei unterschiedlichen, nichtmetallischen Werkstoffen hergestellt sind, und einem Winkelring 11.
Während der Träger 9 hierbei aus einem mineralisch gefüllten Phenolharz besteht, ist der elastomere Körper 10, welcher, wie dargestellt, eine axiale Dichtlippe 20 sowie eine radiale Dichtlippe 21 ausbildet, aus einem Elastomer gefertigt.
Zudem ist in diesem Ausführungsbeispiel der Winkelring 11 als Winkelblechring 11 ausgebildet, welcher in eine durch den elastomeren Körper 10 bzw. 21 gebildete zentrale Öffnung eingeschoben und dort – durch die Vorspannung der Dichtlippen auf die Welle, durch Unterdruck und Füllfett – gehalten ist.
Um den mechanischen Zusammenhalt der Bestandteile 9 und 10 der aus den Bestandteilen 9 bis 11 gebildeten Kassettendichtung 8 zu gewährleisten, ist der elastomere Körper 10 mit seinem Basisteil oder Fußteil an einem Verbindungsstück 19 des Trägers 9 angeformt, angespritzt oder angeklebt, welches im Lager 1 vorzugsweise radial nach außen weist.
Außerdem liegt der elastomere Körper 10 mit seinen axial bzw. radial gegenüber dem Basisteil liegenden Lippen 20 und 21 an dem Winkelring 11 abdichtend an.
Da der Träger 9 und der elastomere Körper 10 bevorzugt in einem Spritzgusswerkzeug in einem gemeinsamen Herstellprozess entstehen, ist für eine dichte, kraftschlüssige und verliersichere Verbindung zwischen denselben gesorgt.
Die in 1 und 2 gezeigte Kassettendichtung 8, bestehend aus dem Träger 9, dem elastomeren Körper 10 und dem Winkelring 11, ist radial nach innen und außen mit vergleichsweise steifen Bestandteilen ausgestattet, die deren Einpressen in ein weitgehend fertig montiertes Wälzlager 1 gestatten. Der elastomere Körper 10 mit seinen beiden Dichtlippen 20 und 21 dichtet dabei die Kassettendichtung bzw. die Verbindung Träger/elastomerer Körper – Winkelblechring 11 elastisch ab.
Sofern ein magnetischer Encoder an der axialen Stirnfläche des Winkelblechringes 11 befestigt ist, führt dies nicht zu dem eingangs geschilderten technischen Problem des magnetischen Aneinanderhaftens von in einem Behälter benachbarten Kassettendichtungen.
Wie 3 entnehmbar ist, kann ein Dichtungssystem 12 gemäß dem Konstruktionsprinzip der Erfindung auch ohne einen Winkelring 11 als Dichtung bzw. Dichtscheibe (16 + 17) und Schleuderscheibe (13 + 14) ausgebildet sein.
Die Dichtscheibe ist dabei durch einen Träger 17 und einen einlippigen elastomeren Körper 16 gebildet, die aus nichtmetallischen Werkstoffen beste hen, welche wie geschildert hergestellt ist. Im vorliegenden Fall stützt sich der Träger 17 an dem Außenring 2 des Wälzlagers 1 ab, während der radial nach innen weisende elastomere Körper 16 bzw. dessen radiale Dichtlippe dichtend an dem Innenring 3 anliegt.
Die Schleuderscheibe weist einen nichtmetallischen Träger 13 und einen einlippigen elastomere Körper 14 mit zusätzlicher Schleuderlippe 22 auf, wobei sich der Träger 13 an dem Innenring 3 und der elastomere Körper 14 bzw. dessen radiale Dichtlippe an dem Außenring 2 abstützt.
Ein Dichtungssystem 8, 12 gemäß der Erfindung ist an allen Drehlagerungen mit Vorteil anwendbar. Daher kann dieses sowohl für Wälzlager als auch für Gleitlager genutzt werden.

1: Wälzlager
2: Außenring
3: Innenring
4: Kugel
5: Käfig
6: Steg
7: Ringnut
8: Dichtungs-/Dichtsystem, Kassettendichtung
9: Träger
10: elastomerer Körper
9 + 10: Dichtung
11: Winkelring
9 + 10 +11: Dichtsystem, Kassettendichtung
12: Dichtungs-/Dichtsystem
13: Träger
14: elastomerer Körper mit Schleuderlippe
13 + 14: Schleuderscheibe
15: Dichtungsraum
16: elastomerer Körper
17: Träger
16 + 17: Dichtung
13 + 14 +16 + 17: Dichtsystem
18: Spalt
19: Verbindungsstück
20: Lippe
21: Lippe
22: Schleuderlippe

Claims

Dichtung für ein Drehlager, mit einem ringförmigen Träger (9, 13, 17) und einem daran angeordneten elastomeren Körper (10, 14, 16), dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (9, 13, 17) und der elastomere Körper (10, 14, 16) aus zwei unterschiedlichen nichtmetallischen Werkstoffen hergestellt sind.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (9, 13, 17) und der elastomere Körper (10, 14, 16), insbesondere in einem gemeinsamen Arbeitsgang, als Spritzgussteil hergestellt sind.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (9, 13, 17) und der elastomere Körper (10, 14, 16) in getrennten Arbeitsgängen hergestellt und anschließend miteinander verklebt sind.
Dichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (9, 13, 17) ein Verbindungsstück (19) ausgebildet ist, an welchem der elastomere Körper (10, 14, 16) angeformt, angeklebt oder angespritzt ist.
Dichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (9, 13, 17) und der elastomere Körper (10, 14, 16) mit einem Winkelring (11), insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, eine Dichtkassette bildend wirkverbunden sind.
Dichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elastomere Körper (10, 14, 16) mindestens eine axiale oder radiale Dichtlippe oder mehrere axiale und/oder radiale Dichtlippen ausbildet.
Dichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elastomere Körper (10, 14, 16) aus Elastomerwerkstoffen wie NBR, FKM. ACM, H-NBR, TPE besteht.
Dichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (9, 13, 17) aus einem duroplastischen Kunststoff hergestellt ist.
Dichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (9, 13, 17) aus einem Duroplast-Kunststoff auf der Basis von Phenolharz hergestellt ist.
Dichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Duroplast-Kunststoff auf der Basis von Phenolharz einen mineralischen Zuschlagstoff, wie beispielsweise Glas- oder Kohlenstofffasern enthält.
Dichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem radial äußeren Ende eines ringförmigen und im Querschnitt weitgehend L-förmigen Winkelrings (11) sowie dem Träger (9) ein Spalt (18) mit einem axialen und einen radialen Abschnitt ausgebildet ist.