DE102006044272A1

DE102006044272A1 - Wälzlagerdichtung und Wälzlager

Info

Publication number: DE102006044272A1
Application number: DE200610044272
Authority: DE
Inventors: Jens Heim; Ernst Masur; Peter Niebling
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagerdichtung (14) für ein Wälzlager (2) mit einem äußeren und einem oder mehreren inneren Lagerringen (4, 6) sowie zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern (8), umfassend einen an einem ersten (4) der Lagerringe montierbaren Dichtring (16) aus einem elastischen Material mit einer dem zweiten Lagerring (6) zugewandten radialen Dichtlippenanordnung (Dichtlippen 20, 22), und ein am zweiten Lagerring (6) montierbares Ringelement (26) mit einem zylindrischen Ringabschnitt (28), an welchem die Dichtlippen zur Anlage kommen und welcher bei der Lagermontage unter die Dichtlippenanordnung geschoben wird. Um eine Verformung der Dichtlippen (20, 22) bei der Montage und damit eine verschlechterte Dichtwirkung zu vermeiden, ist die bei der Lagermontage voreilende Ringkante des zylindrischen Ringabschnittes (28) des Ringelementes (26) als Auflauframpe (32) für die Dichtlippen ausgebildet. Eine optimale Dichtwirkung wird erzielt, wenn eine zuerst auflaufende erste Dichtlippe (20) an dem zylindrischen Ringabschnitt (28) des Ringelementes (26) und eine zweite Dichtlippe (22) an der Auflauframpe (32) zur Anlage kommt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Wälzlagerdichtung für ein Wälzlager mit einem äußeren und einem oder mehreren inneren Lagerringen sowie zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern, umfassend einen an einem ersten der Lagerringe montierbaren Dichtring aus einem elastischen Material mit einer dem zweiten Lagerring zugewandten radialen Dichtlippenanordnung, und ein am zweiten Lagerring montierbares Ringelement mit einem zylindrischen Ringabschnitt, an welchem die Dichtlippenanordnung des am ersten Lagerring montierten Dichtringes zur Anlage kommt; die Erfindung betrifft außerdem ein mit einer derartigen Wälzlagereinrichtung ausgestattetes Wälzlager.
Hintergrund der Erfindung
Wälzlagerdichtungen dienen dazu, den Raum in einem Wälzlager, in welchem die Wälzkörper abrollen, gegen die Umgebung abzudichten, um einer seits ein Austreten von Schmiermittel aus diesem Raum und andererseits ein Eindringen von Verunreinigungen in diesen Raum zu verhindern.
Aus Kostengründen wird eine getrennte Montage des dem ersten Lagerring zugeordneten Dichtringes einerseits und des dem anderen, zweiten Lagerring zugeordneten Ringelementes andererseits, an welchem die Dichtlippenanordnung des Dichtringes gleitend anliegt, bevorzugt. Es muss sichergestellt werden, dass bis zur endgültigen Montage des Wälzlagers und der zugeordneten Wälzlagerdichtung eine infolge einer axialen Bewegung des zweiten Lagerringes mit dem darauf montierten Ringelement eventuell abspringende Dichtlippenanordnung wieder in die vorgesehene Position gebracht werden kann. Dieses Problem besteht insbesondere in dem Fall, dass die Dichtlippenanordnung Dichtlippen umfasst, die sich bei der Montage gegen die Bewegung des unter die Dichtlippe zu schiebenden Ringabschnittes einspreizen und von diesem Ringabschnitt in eine Richtung abgebogen werden können, bei der ihre Abdichtwirkung verringert wird. Das Problem wird noch verschärft, wenn aus Gründen einer verbesserten Abdichtung zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete Dichtlippen vorgesehen sind.
Aus der DE 82 10 552 U1 ist bereits eine Wälzlagerdichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1. genannten Art bekannt, bei der die an dem zylindrischen Ringabschnitt des Ringelementes anliegende Dichtlippenanordnung im Querschnitt etwa dachförmig ausgebildet ist, wobei der Scheitel des Daches an dem zylindrischen Ringabschnitt anliegt. Bei dieser Form der Dichtlippe ist eine Verformung bei der Montage weniger kritisch, dafür ist allerdings die Dichtwirkung verhältnismäßig gering, so dass eine zusätzliche Ringfeder vorgesehen ist, durch welche die Andruckkraft der Dichtlippe an den Ringabschnitt vergrößert und die Dichtwirkung verbessert werden soll. Diese Konstruktion ist deshalb verhältnismäßig aufwendig und teuer.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wälzlagerdichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine gute Dichtwirkung erzielt, und bei der sichergestellt ist, dass bei der endgültigen Montage des Wälzlagers und der zugeordneten Wälzlagerdichtung bei einer axialen Bewegung des Dichtringes gegenüber dem Ringelement eine Verformung radialer Dichtlippen in eine von der vorgesehenen Position abweichende Stellung vermieden wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die relative Axialbewegung der Dichtlippenanordnung gegenüber dem zylindrischen Ringabschnitt genutzt werden kann, um die Dichtlippenanordnung in ihre vorgesehene optimale Position zu bringen.
Die Erfindung geht aus von einer Wälzlagerdichtung für ein Wälzlager mit einem äußeren und einem oder mehreren inneren Lagerringen sowie zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern, umfassend einen an einem ersten der Lagerringe montierbaren Dichtring aus einem elastischen Material mit einer dem zweiten Lagerring zugewandten radialen Dichtlippenanordnung, und ein am zweiten Lagerring montierbares Ringelement mit einem zylindrischen Ringabschnitt, an welchem die Dichtlippenanordnung des am ersten Lagerring montierten Dichtringes zur Anlage kommt, und welcher bei der Lagermontage unter die Dichtlippenanordnung geschoben wird. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dichtlippenanordnung zum Zwecke einer guten Dichtwirkung zwei in Richtung der Lagerachse hintereinander angeordnete Dichtlippen umfasst, dass die bei der Lagermontage voreilende Ringkante des zylindrischen Ringabschnittes des Ringelementes eine Auflauframpe für die Dichtlippen bildet, und dass die jeweils zuerst auf laufende erste Dichtlippe an dem zylindrischen Teil des Ringabschnittes des Ringelementes und die zweite Dichtlippe an der Auflauframpe zur Anlage kommt.
Durch die Verwendung von zwei in Richtung der Lagerachse hintereinander angeordneten Dichtlippen wird eine gegenüber einer einzigen Dichtlippe verbesserte Dichtwirkung erreicht, und zwar ohne zusätzliche Federanordnungen, die die Dichtlippenanordnung gegen die zugeordnete Anlagefläche drücken. Die an der voreilenden Ringkante ausgebildete Auflauframpe stellt dabei sicher, dass die jeweils über die Auflauframpe auflaufende Dichtlippe behutsam angehoben und in ihre vorgesehene Position geführt wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Dichtlippe durch den Ringabschnitt mitgenommen und beispielsweise in Richtung der axialen Bewegung umgestülpt oder anderweitig für deren Dichtwirkung ungünstig verformt wird. Die zweite Dichtlippe kommt gemäß der Erfindung an der Auflauframpe zur Anlage; dabei kann die Vorspannung dieser Dichtlippe je nach Bedarf über die axiale Verschiebung der Auflauframpe, also über den Grad der Anhebung variiert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ringkante des zylindrischen Ringabschnittes nach unten und hinten rückgefalzt ist, wobei im Falzbereich die Auflauframpe gebildet ist. Durch das Rückfalzen erhält der zylindrische Ringabschnitt eine größere radiale Dicke, so dass bei einem gegebenen Rampenwinkel eine axial breitere Auflauframpe verwirklicht werden kann.
Um eine Rostunterwanderung der Wälzlagerdichtung zu vermeiden, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das am zweiten Lagerring montierbare Ringelement aus rostfreiem Stahl besteht. Wie weiter vorne dargelegt wurde, liegen beide Dichtlippen an dem aus rostfreiem Stahl gebildeten Ringabschnitt an.
Um die gesamte Dichtwirkung der Wälzlagerdichtung weiter zu verbessern, ist erfindungsgemäß an dem der Auflauframpe abgewandten Ringende des zylindrischen Ringabschnittes ein vom zugeordneten Lagerring fortweisender Radialflansch angeordnet, wobei an dem Dichtring eine weitere, sich an den Radialflansch axial anlegende Dichtlippe ausgebildet ist, wie anhand von Ausführungsbeispielen noch genauer dargelegt wird.
Der Dichtring kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung direkt am ersten Lagerring befestigt werden. In diesem Fall ist in den aus einem elastischen Material ausgebildeten Dichtring außerhalb des Dichtlippenbereiches ein Verstärkungsring aus einem starren Material eingeformt, welche dem Dichtring in diesem Bereich die erforderliche Stabilität verleiht.
Der Dichtring kann gemäß einer anderen Ausgestaltung mit einem am ersten Lagerring montierbaren zweiten Ringelement aus einem starren Material fest verbunden sein, so dass er nicht direkt sondern indirekt über dieses zweite Ringelement mit dem ersten Lagerring verbunden ist. Gemäß einer besonders günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Dichtring dann an das zugeordnete zweite Ringelement angeformt ist derart, dass dieses in einem Bereich außerhalb der Dichtlippen einen Verstärkungsring bildet, welcher dem Dichtring die erforderliche Stabilität verleiht.
Gemäß einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung ist ein Wälzlager mit einer Wälzlagerdichtung der oben beschriebenen Art so ausgebildet, dass der Dichtring am äußeren Lagerring und wälzkörpernah angeordnet ist, und dass am inneren Lagerring ein wälzkörperfernes Ringelement mit einem zylindrischen Ringabschnitt, einer an dessen wälzkörpernahen Ringkante ausgebildeten Auflauframpe und einem am wälzkörperfernen Ringende ausgebildeten Außen-Radialflansch montiert ist. Da bei dieser Anordnung die Dichtlippenanordnung im Wesentlichen am Außenumfang des inneren Lagerringes reibend anliegt, ist wegen der dort vorliegenden kleineren Umfangsgeschwindigkeit die Reibgeschwindigkeit kleiner als bei einer Anord nung, bei der ein mit dem inneren Lagerring verbundener Dichtring am Innenumfang des äußeren Lagerringes reibend anliegt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bildet die Außenkante des Radialflansches mit dem äußeren Lagerring bzw. einem am zweiten Ringelement ausgebildeten zylindrischen Ringabschnitt einen engen Dichtspalt, welcher einen zusätzlichen Labyrinthdichtungseffekt hat.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt
1 einen Längsschnitt durch eine Radnabe mit einem Wälzlager und einer Wälzlagerdichtung,
2 eine Teilansicht des in 1 gezeigten Wälzlagers in vergrößerter Darstellung mit einer erfindungsgemäßen Wälzlagerdichtung, und
3 in einer weiter vergrößerten Ansicht eine Wälzlagerdichtung etwa gemäß der 2 in einer anderen konstruktiven Ausgestaltung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt in einem Längsschnitt eine an sich bekannte Radnabe eines Kraftfahrzeuges, welche im Bereich ihres Nabenkörpers 17 ein als mehrreihiges, in diesem Fall als zweireihiges, Schrägkugellager ausgebildetes Wälzlager 2 mit einem äußeren Lagerring 4, einem einer Kugelreihe zugeordne ten inneren, separaten Lagerring 6 und mit zwischen den Lagerringen 4, 6 angeordneten, als Kugeln ausgebildeten Wälzkörpern 8 aufweist. Die Wälzkörper 8 sind in einem Käfig 10 geführt. Die beiden Stirnseiten 12 und 13 des Wälzlagers 2 sind durch Wälzlagerdichtungen 14 bzw. 15 abgedichtet, die ein Austreten von Schmiermittel aus dem Wälzlager und/oder ein Eintreten von Verunreinigungen in das Wälzlager verhindern.
Die in 1 dargestellten Wälzlagerdichtungen 14, 15 sind nur schematisch sowie im Zusammenhang mit der gesamten Lageranordnung dargestellt, und sie zeigen noch nicht die Merkmale der vorliegenden Erfindung. Die Erfindung betrifft insbesondere die in 1 gezeigte rechte Wälzlagerdichtung 14, die im Folgenden im Detail beschrieben wird.
2 zeigt in vergrößerter Ansicht einen Ausschnitt des in 1 dargestellten Wälzlagers 2 mit dem separaten Innenring 6, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Wälzlagerdichtung 14 ist von demjenigen Typ, bei welchem ein Dichtring 16 aus elastischem Material über ein Ringelement 18 aus einem starren Material am äußeren Lagerring 4 montiert ist. Der Dichtring 16 weist zwei radial nach innen gerichtete Dichtlippen 20 und 22 sowie eine axial gerichtete Dichtlippe 24 auf. Der Dichtring 16 ist dabei vorzugsweise auf das starre Ringelement 18 aufvulkanisiert.
Auf den Außenumfang des inneren Lagerringes 6 ist ein zweites starres Ringelement 26 mit einem axial umgeformten zylindrischen Ringabschnitt 28 und einem radial nach außen abstehenden, ringförmigen Radialflansch 30 montiert. Die genannten radialen Dichtlippen 20 und 22 des Dichtringes 16 liegen an der radial äußeren Mantelfläche des zylindrischen Ringabschnittes 28 und die axiale Dichtlippe 24 an der axialen Innenseite des Radialflansches 30 an.
Die Montage des Wälzlagers 2 bzw. der Wälzlagerdichtung 14 erfolgt in der Weise, dass nach der Montage der aus dem äußeren Lagerring 4, der inne ren Wälzlagerdichtung 13, den beiden Wälzkörperreihen und der hinteren Wälzlagerdichtung 15 bestehenden Baugruppe auf dem Nabenkörper 17 das dem äußeren Lagerring 4 zugeordnete Ringelement 18 mit dem Dichtring 16 in diesen eingesetzt wird, und dass anschließend das dem inneren Lagerring 6 zugeordnete Ringelement 26 auf diesen aufgeschoben wird, wobei sich der zylindrische Ringabschnitt 28 unter die radialen Dichtlippen 20 und 22 schiebt.
Wie 2 erkennen lässt, ist die bei der Montage des Ringelementes 26 axial voreilende Kante des umgeformten zylindrischen Ringabschnittes 28 abgeschrägt, so dass sie eine Auflauframpe 32 für die axial hintereinander angeordneten Dichtlippen 20, 22 bildet. Bei der Montage des Ringelementes 26 wandert die zuerst auflaufende erste Dichtlippe 20 über die Auflauframpe 32 auf die zylindrische Lauffläche 34 des Ringabschnittes 28. Die zweite Dichtlippe 22 kommt an der Auflauframpe 32 zur Anlage, wobei die Möglichkeit besteht, die Vorspannung der zweiten Dichtlippe 22 dadurch zu variieren, dass das Ringelement 26 mehr oder weniger weit auf den inneren Lagerring 6 aufgeschoben wird.
Die Führung insbesondere der sich gegen die Einsetzbewegung des Ringelementes 26 spreizenden Dichtlippe 20 über die Auflauframpe 32 stellt sicher, dass diese nicht in Einsetzrichtung nach hinten gestülpt oder anderweitig nachteilig verformt wird.
Wie die 2 weiter zeigt, ist der zylindrische Ringabschnitt 28 des Ringelementes 26 dadurch gebildet, dass der bei der Montage axial voreilende Bereich nach unten und hinten rückgefalzt ist, wobei gleichzeitig mit dem Rückfalzvorgang die Auflauframpe 22 gebildet wurde. Zudem ist zwischen der radialen Außenkante des Radialflansches 30 des dem inneren Lagerring 6 zugeordneten Ringelementes 26 und dem äußeren Lagerring 4 bzw. einem zylindrischen Ringabschnitt des an diesem montierten Ringelementes 18 ein enger Dichtspalt 39 ausgebildet.
Der Dichtring 16 ist an den radial nach innen gerichteten Radialflansch 36 des Ringelementes angeformt, wobei der Radialflansch 36 einen Verstärkungsring für den Dichtring 16 bildet.
3 zeigt in vergrößerter Darstellung eine Wälzlagerdichtung 40, die in der anhand der 2 beschriebenen Weise zwischen einem äußeren Lagerring 42 und einem inneren Lagerring 44 angeordnet ist. Die Wälzlagerdichtung 40 unterscheidet sich von der Wälzlagerdichtung 14 gemäß der 2 dadurch, dass der Dichtring 46 nicht über ein zugeordnetes Ringelement sondern direkt am äußeren Lagerring 42 befestigt ist. Dazu ist der Dichtring 46 mit seinem im Querschnitt hakenförmigen radialen Ende 56 in eine korrespondierende Aufnahmenut 58 im Außenring 42 eingesetzt. Um dem Dichtring 46 in dem Bereich außerhalb der radialen Dichtlippen 48, 50 und der axialen Dichtlippen 52 eine ausreichende Stabilität zu geben, ist in den Dichtring 46 ein Verstärkungsring 54 eingeformt, vorzugsweise einvulkanisiert.
Im Übrigen entspricht die Montage und die Funktion der Wälzlagerdichtung 40 der 3 derjenigen der Wälzlagerdichtung 14 gemäß 2, so dass weitere Erläuterungen dazu nicht erforderlich sind.

2: Wälzlager
4: Erster (äußerer) Lagerring
6: Zweiter (innerer) Lagerring
8: Wälzkörper
10: Käfig
12: Rechte Stirnseite
13: Linke Stirnseite
14: Vordere Wälzlagerdichtung
15: Hintere Wälzlagerdichtung
16: Dichtring
17: Nabenkörper
18: Ringelement
20: Dichtlippen (radial)
22: Dichtlippen (radial)
24: Dichtlippen (axial)
26: Ringelement
28: Zylindrischer Ringabschnitt
30: Radialflansch
32: Auflauframpe
34: Lauffläche
36: Radialflansch
38: Außenkante
39: Dichtspalt
40: Wälzlagerdichtung
42: Äußerer Lagerring
44: Innerer Lagerring
46: Dichtring
48: Dichtlippen (radial)
50: Dichtlippen (radial)
52: Dichtlippen (axial)
54: Verstärkungsring
56: Radiales, hakenförmiges Ende des Dichtringes 46
58: Aufnahmenut im äußeren Dichtring 42

Claims

Wälzlagerdichtung (14) für ein Wälzlager (2) mit einem äußeren Lagerring (4) und einem oder mehreren inneren Lagerringen (6) sowie zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern (8), umfassend einen an einem ersten (4) der Lagerringe montierbaren Dichtring (16) aus einem elastischen Material mit einer dem zweiten Lagerring (6) zugewandten radialen Dichtlippenanordnung, und ein am zweiten Lagerring (6) montierbares Ringelement (26) mit einem zylindrischen Ringabschnitt (28), an welchem die Dichtlippenanordnung der am ersten Lagerring (4) montierten Dichtung zur Anlage kommt, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippenanordnung zwei in Richtung der Lagerachse hintereinander angeordnete radiale Dichtlippen (20, 22) umfasst, dass die bei der Lagermontage voreilende Ringkante des zylindrischen Ringabschnittes (28) des Ringelementes (26) eine Auflauframpe (32) für die Dichtlippen (20, 22) bildet, und dass die jeweils zuerst auflaufende erste Dichtlippe (20) an dem zylindrischen Ringabschnitt (28) des Ringelementes (26) und die zweite Dichtlippe (22) an der Auflauframpe (32) zur Anlage kommt.
Wälzlagerdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Montage voreilende Ringkante des zylindrischen Ringabschnittes (28) nach unten und hinten rückgefalzt ist, wobei im Falzbereich die Auflauframpe (32) gebildet ist.
Wälzlagerdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das am zweiten Lagerring (6) montierbare Ringelement (26) aus rostfreiem Stahl besteht.
Wälzlagerdichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Auflauframpe (32) abgewandten Ringende des zylindrischen Ringabschnittes (28) ein vom zugeordneten Lagerring (6) wegweisender Radialflansch (30) angeordnet ist, und dass an dem Dichtring (16) eine weitere, sich an den Radialflansch (30) anlegende Dichtlippe (24) ausgebildet ist.
Wälzlagerdichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (46) direkt am ersten Lagerring (42) befestigt ist.
Wälzlagerdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Dichtring (46) außerhalb des Dichtlippenbereiches ein Verstärkungsring (54) aus einem starren Material eingeformt ist.
Wälzlagerdichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (16) mit einem am ersten Lagerring (4) montierbaren zweiten Ringelement (18) aus einem starren Material verbunden ist.
Wälzlagerdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (16) an das zugeordnete zweite Ringelement (18) angeformt ist, derart, dass dieses in einem Bereich außerhalb der Dichtlippen (20, 22, 24) einen Verstärkungsring bildet.
Wälzlager mit einer Wälzlagerdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (16) am äußeren Lagerring (4) und wälzkörpernah angeordnet ist, dass am inneren Lagerring (6) ein wälzkörperfernes Ringelement (26) mit einem zylindrischen Ringabschnitt (28), einer an dessen wälzkörpernahen Ringkante ausgebildeten Auflauframpe (32) und einem am wälzkörperfernen Ringende ausgebildeten äußeren Radialflansch (30) montiert ist.
Wälzlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkante (38) des Radialflansches (30) des dem inneren Lagerring (6) zugeordneten Ringelementes (26) mit dem äußeren Lagerring (4) bzw. einem an diesem montierten Ringelement (18) ausgebildeten zylindrischen Ringabschnitt einen engen Dichtspalt (39) bildet.