DE102005036238A1

DE102005036238A1 - Radialwälzlager

Info

Publication number: DE102005036238A1
Application number: DE200510036238
Authority: DE
Inventors: Wolfgang DÖPPLING
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2007-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager (1) zur Führung einer Antriebswelle (8), beispielsweise in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang. Das Radialwälzlager (1) besitzt einen Außenring (4) und einen Innenring (5) sowie zwischen diesen angeordnete Wälzkörper (6), wobei seitlich der Wälzkörper (6) in einem Freiraum zwischen Außenring (4) und Innenring (5) wenigstens ein Dichtelement (13) angeordnet ist, das sich mit einer mit dem Innenring (5) verbundenen Schleuderscheibe (11) in Anlage befindet. DOLLAR A Das Radialwälzlager (1) soll einfach und kostengünstig herzustellen und zu montieren sein sowie eine hohe Abschirmung des Radialwälzlagers gegen Umwelteinflüsse gewährleisten. Hierzu ist die Schleuderscheibe (11) einstückig ausgebildet. Weiterhin ist in die Schleuderscheibe (11) ein Ablaufring (22) zur Aufnahme von Schmutzpartikeln und dergleichen integriert.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Radialwälzlager zur Führung einer Antriebswelle, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einem Außenring und einem Innenring sowie zwischen diesen angeordneten Wälzkörpern, wobei seitlich der Wälzkörper in einem Freiraum zwischen Außenring und Innenring wenigstens ein Dichtelement angeordnet ist, das sich mit einer mit dem Innenring verbundenen Schleuderscheibe in Anlage befindet.
Hintergrund der Erfindung
Abdichtungen insbesondere für Radialwälzlager sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Wälzlager weisen üblicherweise zusätzlich zum Innenring und Außenring und den Wälzkörpern eine Einrichtung zum Abdichten der Lager gegen Schmutz und anderes Fremdmaterial und gegen den Verlust von Schmiermittel auf. Somit sollen die Abdichtungen das Austreten des im Innern des Lagers enthaltenen Schmiermittels und das Eindringen von äußeren Verunreinigungen, wie Wasser, Staub, Abrieb usw. verhindern, die unerwünschte Reibungen verursachen und zu Beschädigungen der Laufringe und damit zur Unbrauchbarkeit des Lagers führen können. In bestimmten Anwendungsfällen sind Radialwälzlager auch mit einem die Antriebswelle abdichten den Faltenbalg versehen und werden häufig in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang verwendet.
In Wälzlager werden nicht selten Abdichtungen eingebaut, die in der Regel aus einem radial angeordneten elastischen Dichtelement bzw. Dichtring bestehen, der seinerseits von einem Schleuderblech, Schleuderring bzw. einer Schleuderscheibe oder auch durch ein Ablaufblech, Ablaufring oder eine Ablaufscheibe axial nach außen begrenzt ist, an welche eine oder mehrere Dichtlippen des Dichtelements bzw. Dichtrings im montierten Zustand zur Anlage gebracht sind.

Aus der DE 33 20 063 A1 ist ein Radialwälzlager bekannt, bei dem ein Dichtring mit dem Außenring und dem Innenring einen den Zwischenraum zwischen Außenring und Innenring überbrückenden Ringkörper aus elastischem Werkstoff mit Dichtlippen aufweist, wobei im Ringkörper eine Versteifungsscheibe inkorporiert ist. Die Dichtlippen gleiten dichtend an einem am Innenring befestigten, abgewinkelten Anlaufring aus Stahlblech, der als Schleuderring bzw. Schleuderscheibe angesehen werden kann. Da die in den Ringkörper eingebrachte Versteifungsscheibe nach innen, aber auch nach außen über den Anlaufring ragt, kann diese auch als Ablaufring bzw. Ablaufscheibe fungieren. Somit sind zwei Bauteile vorgesehen, die das Radialwälzlager abdichten und gegen Verschmutzung schützen sollen. Dadurch ist das Lager aber aufwändig herzustellen und zu montieren.

Die DE 36 22 401 A1 offenbart eine Lagerdichtung, bei der zwischen dem Außenlaufring und dem Innenlaufring ein Filzring eingebracht ist. Dieser ist radial innen und radial außen von jeweils einem Schleuderring umgeben, wobei ein Schleuderring am Innenlaufring und ein Schleuderring am Außenlaufring befestigt sind, so dass gewissermaßen eine zweiteilige Schleuderscheibe entsteht. Der äußere Schleuderring besitzt im Querschnitt im Wesentlichen eine L-Form und der innere Schleuderring im Wesentlichen eine Z-Form. Mit Filzringen belegte Lager sind jedoch für hochbelastbare Lageranwendungen, wie sie beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik auftreten, weitgehend ungeeignet.

Des Weiteren zeigt die DE 43 12 364 A1 ein Radialwälzlager mit zwischen einem Innenring und einem Außenring abrollenden Wälzkörpern, bei dem zwei in den Bereichen der Stirnseiten des Außenringes angeordnete Radialdichtungen die Wälzkörper umgebenden Fetträume nach außen verschließen. Außerdem ist an jeder Lagerseite eine auf dem Innenring befestigte, die Radialdichtungen überdeckende, doppel-L-förmige Schleuderscheibe vorgesehen, die mit den Radialdichtungen mehrere zusätzliche Fetträume bildet. Diese Schleuderscheibe dichtet das Lager jedoch nur in axialer, nicht aber in radialer Richtung ab und besitzt keinen Ablaufring.

Aus der DE 103 35 713 A1 ist eine Abdichtung für Radialwälzlager bekannt, bei der ein Schleuderblech zur Anlage gegen ein Dichtelement auf dem Innenring des Lagers mit Presssitz aufgebracht ist. Der Presssitz wird durch eine doppelte Umkantung des axialen Schenkels des Schleuderbleches erreicht, um durch doppelte Materialstärke einen festeren Sitz auf dem Innenring zu erhalten. Die doppelte Umkantung hat aber keinen Einfluss auf die Abdichtwirkung des Schleuderbleches.

Weiterhin bezieht sich die DE 195 04 315 A1 auf eine Abdichtvorrichtung für Wälzlager, wobei ein winkliger Schleuderring am Innenring befestigt ist. Das freie Ende des Schleuderrings belässt einen Freiraum zum Außenring, der durch komplizierte elastische Dichtungen überbrückt wird. Der Aufbau dieses Wälzlagers ist wegen der mehreren Dichtungen nur sehr aufwändig zu realisieren.

Schließlich betrifft die DE 197 48 726 A1 eine Lageranordnung, bei der die radial außen liegenden Stirnseiten des Wälzlagers von je einer Schleuderscheibe überdeckt werden, wobei die Schleuderscheiben jeweils einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen und mit dem Außenring drehfest verbunden sind. Die Schleuderscheiben überdecken den Ringraum zwischen Außen- und Innenring vollständig sowie den Innenring teilweise in radialer Richtung. Die axial gerichteten Enden der Schleuderscheiben stoßen mittig aneinander. Diese Ausbildung und Anordnung sind allerdings nur bei relativ flachen Lagern möglich und für viele Anwendungsfälle ungeeignet.

Bei diesen bekannten Lösungen ist der Dichtungsschutz in der Regel nicht ausreichend, was zu Lagerausfällen führt. Bei zweigeteilten Schleuder- bzw. Ablaufblechen, -ringen oder -scheiben sind ein erhöhter Herstellungs- und Montageaufwand erforderlich, welches wiederum hohe Kosten für die Anfertigung der Montagewerkzeuge erfordert.

Aufgabe der Erfindung

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Radialwälzlager zur Führung einer Antriebswelle, insbesondere in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, zu schaffen, das einfach und kostengünstig herzustellen und zu montieren ist sowie eine hohe Abschirmung des Radialwälzlagers gegen Umwelteinflüsse gewährleistet.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass das Austreten von Schmiermittel aus einem Wälzlager sowie das Einwirken äußerer Umwelteinflüsse, wie etwa das Eindringen von Verunreinigungen, wie Schmutzpartikel, Wasser, Staub, Schlamm usw. in das Wälzlager zu einer Beschädigung des Lagers und somit auch des damit verbundenen Maschinenteils führen kann. Daher ist eine optimale Abdichtung bzw. Abschirmung des Lagers gegen solche negativen Einwirkungen unbedingt notwendig.

Die Erfindung geht daher aus von einem Radialwälzlager zur Führung einer Antriebswelle, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einem Außenring und einem Innenring sowie zwischen diesen angeordneten Wälzkörpern, wobei seitlich der Wälzkörper in einem Freiraum zwischen Außenring und Innenring wenigstens ein Dichtelement angeordnet ist, das sich mit einer mit dem Innenring verbundenen Schleuderscheibe in Anlage befindet. Zudem ist vorgesehen, dass die Schleuderscheibe einstückig ausgebildet ist, und dass in diese ein Ablaufring für Schmutzpartikel und dergleichen integriert ist.

Unter dem Begriff Schleuderscheibe soll im Sinne der Erfindung auch ein Schleuderring oder Schleuderblech, und unter dem Begriff Ablaufring auch eine Ablaufscheibe oder Ablaufblech verstanden werden.

Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass die Lagerdichtung des Radialwälzlagers gegen Umwelteinflüsse, wie etwa das Eindringen von Fremdmaterial, beispielsweise Schmutzpartikel, Wasser, Staub, Schlamm usw., sowie gegen den Verlust von Schmiermittel geschützt ist.

Bei einem Radialwälzlager, das mit einem Faltenbalg verbunden ist, wie es insbesondere in einem Kraftfahrzeugstrang Anwendung findet, wird auch der von dem Faltenbalg überdeckte Raum durch die genannte Abdichtung vorteilhaft gegen Verunreinigungen abgeschirmt. Damit wird ein besserer Abdichtungsschutz des Radialwälzlagers gegenüber den bekannten technischen Lösungen erreicht. Durch die einstückige Integration des Ablaufringes in die Schleuderscheibe ist die Fertigung und Montage des Radialwälzlagers einfacher und kostengünstiger als bisher bekannt zu realisieren.

Außerdem ist vorgesehen, dass die Schleuderscheibe im Wesentlichen aus einem am Innenring befestigten, axial hülsenartigen Bereich und einem sich von diesem radial erstreckenden Bereich besteht. Diese sich axial und radial erstreckenden Bereiche dienen der Abschirmung bzw. Abdichtung des Radialwälzlagers gegen Umwelteinflüsse.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Radialwälzlagers weist der sich vom axialen hülsenartigen Bereich erstreckende radiale Bereich der Schleuderscheibe einen außen liegenden ersten Abschnitt, und nachfolgend einen in etwa radialer Richtung zurückgeführten innen liegenden zweiten Abschnitt auf, wobei der zweite Abschnitt am ersten Abschnitt anliegt.

Infolge des Aneinanderliegens des ersten und zweiten Abschnittes des sich radial erstreckenden Bereiches der Schleuderscheibe ist die Materialstärke der Schleuderscheibe in diesem Bereich verdoppelt, so dass das Auftreten von Korrosion auf Grund der geschlossenen Oberflächenstruktur der Schleuderscheibe weitgehend vermieden wird. Des Weiteren wird durch den ersten und zweiten Abschnitt des radialen Bereiches der Schleuderscheibe die Seitenfläche des Radialwälzlagers überdeckt. Die Schleuderscheibe besitzt somit eine nicht unterbrochene Scheibenvorderseite, die ein Festsetzen von Schmutz und anderen Fremdkörpern vorteilhaft verhindert.

In weiterer Ausbildung der Schleuderscheibe ist der freie Endabschnitt des zweiten Abschnittes des radialen Bereiches der Schleuderscheibe als ein in einem bestimmten Winkel sowohl zum Innern des Radialwälzlagers als auch geneigt nach außen weitergeführter Fortsatz ausgebildet, der als Ablaufring für Schmutzpartikel und dergleichen dienen kann.

Eine weitere Verbesserung der Abdichtwirkung am Radialwälzlager wird dadurch erreicht, dass mindestens eine Dichtlippe des Dichtelementes an der ins Innere des Radialwälzlagers weisenden Seite des Ablaufringes bzw. Fortsatzes der Schleuderscheibe anliegt.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der radial äußere Randbereich der Schleuderscheibe eine leicht zum Innern des Radialwälzlagers geneigte Abwinkelung aufweist. Dadurch erfolgt eine leichte Überdeckung des radialen Randabschnittes des Radialwälzlagers, der somit besser vor Umwelteinflüssen geschützt ist.

Vorteilhaft besteht die Schleuderscheibe mit dem integrierten Ablaufring aus einem vorzugsweise formbaren und nicht rostenden metallischen Werkstoff.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Radialwälzlagers ist die Schleuderscheibe mittels Presssitz mit dem Innenring verbunden. Des Weiteren kann jeweils eine mit dem Innenring mittels Presssitz verbundene Schleuderscheibe an jeder Planseite des Radialwälzlagers angeordnet sein, um das Radialwälzlager beidseitig gegen Umwelteinflüsse abzuschirmen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform näher erläutert. Darin zeigt
1 eine geschnittene Seitenansicht eines Radialwälzlagers gemäß der Erfindung,
2 eine Perspektivansicht des Radialwälzlagers gemäß 1,
3 eine vergrößerte Schnittansicht einer an einem Radialwälzlager anzuordnenden Schleuderscheibe und
4 eine Perspektivansicht der Schleuderscheibe gemäß 3.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Das in 1 gezeigte Radialwälzlager 1 ist als Faltenbalglager zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einer Getriebeseite 2 und einer Radseite 3 ausgebildet. Das Radialwälzlager 1 besitzt einen Außenring 4 und einen Innenring 5, zwischen denen ein Satz von Wälzkörpern 6, beispielsweise Kugeln, entlang einer Wälzkörperlaufbahn in einem Käfig 7 geführt sind. An der radialen Innenseite des Innenrings 5 wird von dem Radialwälzlager 1 eine gestrichelt dargestellte Antriebswelle 8 geführt. Am Außenring 4 ist ein teilweise gezeigter Faltenbalg 9 mittels eines Faltenbalgbinders 10 befestigt.
Nachfolgend wird das Radialwälzlager 1 gemäß 1, das perspektivisch auch in 2 jedoch ohne Faltenbalg dargestellt ist, weiter beschrieben, wobei das Radialwälzlager 1 linksseitig mit einer Schleuderscheibe 11 aus einem formbaren und nicht rostenden metallischen Werkstoff, und rechtsseitig mit einer an sich bekannte Dichtungsscheibe 12 versehen ist. Selbstverständlich kann das Radialwälzlager 1 auch an beiden axialen Planseiten mit jeweils einer Schleuderscheibe 11 versehen werden.
Zwischen dem Außenring 4 und dem Innenring 5 ist linksseitig der Wälzkörper 6 ein elastisches Dichtelement 13 angeordnet, das mit einem metallischen Versteifungsring 14 als Dichtungsträger versehen ist. Eine Dichtlippe 15 des Dichtelementes 13 ragt axial nach außen zur Radseite 3 des Radialwälzlagers 1 hin.
An der Radseite 3 des Radialwälzlagers 1 ist die Schleuderscheibe 11 angeordnet, die in 3 im Schnitt als separates Bauteil und in 4 in einer Perspektivansicht dargestellt ist.
Die Schleuderscheibe 11 besitzt zunächst einen axialen hülsenartigen Bereich 16, der mittels Presssitz an der Innenseite des Innenrings 5 befestigt ist. Der axiale hülsenartige Bereich 16 geht zur Radseite 3 hin in einen sich radial zur Antriebswelle 8 erstreckenden Bereich 17 über, und besitzt einen außen liegenden ersten Abschnitt 18 sowie nachfolgend einen in etwa radialer Richtung zurückgeführten, innen liegenden zweiten Abschnitt 19.
Dieser zweite Abschnitt 19 liegt am ersten Abschnitt 18 axial an, so dass sich die Materialstärke der Schleuderscheibe 11 in diesem radialen Bereich 17 die Steifigkeit des Bauteils erhöhend verdoppelt.
Der radial äußere Randbereich des ersten Abschnittes 18 des radialen Bereiches 17 der Schleuderscheibe 11 weist eine leicht zum Innern des Radialwälzlagers 1 geneigte Abwinkelung 20 auf, die das radseitige Ende des Außenringes 4 geringfügig überdeckt, um diesen vor Umwelteinflüssen abzuschirmen.
Der freie Endabschnitt des zweiten Abschnittes 19 des radialen Bereiches 17 der Schleuderscheibe 11 ist in einem bestimmten Winkel sowohl zum Innern des Radialwälzlagers 1 als auch nach außen geneigt gebogen und bildet dadurch einen Fortsatz 21. Dieser dient als Ablaufring 22 zur Aufnahme von Schmutzpartikeln und dergleichen. An der zur Getriebeseite 2 weisenden Fläche des Ablaufringes 22 bzw. Fortsatzes 21 liegt die Dichtlippe 15 des Dichtelementes 13 an.

1: Radialwälzlager
2: Getriebeseite
3: Radseite
4: Außenring
5: Innenring
6: Wälzkörper
7: Käfig
8: Antriebswelle
9: Faltenbalg
10: Faltenbalgbinder
11: Schleuderscheibe
12: Dichtungsscheibe
13: Dichtelement
14: Versteifungsring
15: Dichtlippe
16: hülsenartiger Bereich
17: radialer Bereich
18: erster Abschnitt
19: zweiter Abschnitt
20: Abwinkelung
21: Fortsatz
22: Ablaufring

Claims

Radialwälzlager (1) zur Führung einer Antriebswelle (8), beispielsweise in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einem Außenring (4) und einem Innenring (5) sowie zwischen diesen angeordneten Wälzkörpern (6), wobei seitlich der Wälzkörper (6) in einem Freiraum zwischen Außenring (4) und Innenring (5) wenigstens ein Dichtelement (13) angeordnet ist, das sich mit einer mit dem Innenring (5) verbundenen Schleuderscheibe (11) in Anlage befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderscheibe (11) einstückig ausgebildet und in diese ein Ablaufring (22) zur Aufnahme von Schmutzpartikeln und dergleichen integriert ist.
Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderscheibe (11) im Wesentlichen aus einem am Innenring (5) befestigten axialen hülsenartigen Bereich (16) und einem sich von diesem radial erstreckenden Bereich (17) besteht.
Radialwälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der sich vom axialen hülsenartigen Bereich (16) erstreckende radiale Bereich (17) der Schleuderscheibe (11) einen außen liegenden ersten Abschnitt (18) und nachfolgend einen in etwa radialer Richtung zurückgeführten, innen liegenden zweiten Abschnitt (19) aufweist, wobei der zweite Abschnitt (19) am ersten Abschnitt (18) anliegt.
Radialwälzlager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Endabschnitt des zweiten Abschnittes (19) des radialen Bereiches (17) der Schleuderscheibe (11) als ein in einem bestimmten Winkel sowohl zum Innern des Radialwälzlagers (1) als auch geneigt nach außen weitergeführter Fortsatz (21) ausgebildet ist, der als Ablaufring (22) zur Aufnahme von Schmutzpartikeln und dergleichen ausgebildet ist.
Radialwälzlager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Dichtlippe (15) des Dichtelementes (13) an der ins Innere des Radialwälzlagers (1) weisenden Seite des Ablaufringes (22) bzw. des Fortsatzes (21) der Schleuderscheibe (11) anliegt.
Radialwälzlager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der radial äußere Randbereich der Schleuderscheibe (11) eine leicht zum Innern des Radialwälzlagers (1) geneigte Abwinkelung (20) aufweist.
Radialwälzlager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderscheibe (11) mit dem integrierten Ablaufring (22) aus einem vorzugsweise formbaren und nicht rostenden metallischen Werkstoff besteht.
Radialwälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderscheibe (11) mittels Presssitz mit dem Innenring (5) verbunden ist.
Radialwälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine mit dem Innenring (5) mittels Presssitz verbundene Schleuderscheibe (11) an jeder Planseite des Radialwälzlagers (1) angeordnet ist.