DE102007014205A1

DE102007014205A1 - Rolling bearing arrangement with an integrated bearing seal

Info

Publication number: DE102007014205A1
Application number: DE102007014205A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl.-Ing. Auchter (BA); Tobias Dipl.-Ing. Mederer (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-03-24
Filing date: 2007-03-24
Publication date: 2008-09-25
Also published as: WO2008116706A2; WO2008116706A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung zur drehbaren Lagerung einer Welle (4) oder dergleichen in einem Gehäuse (8), mit einer integrierten Lagerabdichtung gegen ein Druckgefälle von einer Lagerseite zur anderen Lagerseite, umfassend einen auf der Welle (4) angeordneten inneren Lagerring (6), einen im Gehäuse (8) angeordneten äußeren Lagerring (10) und einen den Ringspalt zwischen innerem und äußerem Lagerring überbrückenden Lagerdichtring (20). Dieser Lagerdichtring (20) ist mittels einer einen Drosselspalt (22) bildenden Gleitpassung frei beweglich auf der Welle (4) angeordnet, wobei zumindest die dem Lagerdichtring (20) zugewandte Stirnfläche (24) des äußeren Lagerringes (10) als Dichtfläche ausgebildet ist, an die sich der Lagerdichtring (20) mit seinem äußeren Randbereich dichtend anlegen kann. Auf diese Weise erhält man eine axial kurz bauende, auch einem großen Druckgefälle gewachsene Abdichtung der Wälzlageranordnung.The present invention relates to a rolling bearing arrangement for rotatably supporting a shaft (4) or the like in a housing (8), with an integrated bearing seal against a pressure gradient from one bearing side to the other bearing side, comprising an inner bearing ring (6) arranged on the shaft (4) ), an in the housing (8) arranged outer bearing ring (10) and a ring gap between the inner and outer bearing ring bridging bearing seal (20). This bearing sealing ring (20) by means of a throttle gap (22) forming a sliding fit on the shaft (4) is arranged, wherein at least the bearing sealing ring (20) facing end face (24) of the outer bearing ring (10) is designed as a sealing surface on which the bearing sealing ring (20) can seal with its outer edge region. In this way you get an axially short-built, even a large pressure gradient grown seal the rolling bearing assembly.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung zur drehbaren Lagerung einer Welle oder dergleichen in einem Gehäuse, mit einer integrierten Lagerabdichtung gegen ein Druckgefälle von einer Lagerseite zur anderen Lagerseite, umfassend einen auf der Welle angeordneten inneren Lagerring, einen im Gehäuse angeordneten äußeren Lagerring und einen den Ringspalt zwischen innerem und äußerem Lagerring überbrückenden Lagerdichtring.The The invention relates to a rolling bearing assembly for rotatable Supporting a shaft or the like in a housing, with an integrated bearing seal against a pressure gradient from one bearing side to the other bearing side, comprising one the shaft arranged inner bearing ring, one in the housing arranged outer bearing ring and an annular gap bridging between inner and outer bearing ring Bearing seal.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Wälzlageranordnungen, die gegen einen axial von einer Seite wirkenden Überdruck abgedichtet werden müssen, um beispielsweise einen Fluidverluststrom über das Wälzlager hinweg zu verhindern oder zu minimieren, sind bei zahlreichen technischen Anwendungsfällen erforderlich. Ein derartiger Anwendungsfall ist beispielsweise die Endlagerung einer Schiffsschraubenwelle, bei der ein Eindringen von Wasser über die Lageranordnung ins Innere des Schiffes verhindert werden soll.Rolling arrangements, against an axially acting from one side pressure must be sealed, for example, a fluid loss over to prevent or minimize the rolling bearing are required in numerous technical applications. Such an application is for example the disposal a propeller shaft, in the ingress of water over the bearing assembly should be prevented inside the ship.

Bekannte Lösungen sehen im Allgemeinen vor, unabhängig von der Lageranordnung eine Abdichtung unmittelbar zwischen der Welle und dem die Welle aufnehmenden Gehäuse vorzusehen. Dabei unterscheidet man grundsätzlich berührungslose Dichtungen und schleifende Dichtungen.Known Solutions generally work independently from the bearing assembly, a seal directly between the Shaft and to provide the shaft receiving housing. In principle, a distinction is made between non-contact seals and abrasive seals.

Zu den berührungslosen Dichtungen gehören beispielsweise Labyrinthdichtungen, bei denen der Überdruck in mehreren axial hintereinander angeordneten Drosselstellen stufenweise abgebaut wird. Derartige Abdichtungen erfordern einen verhältnismäßig großen axialen Platzbedarf. Zu den einfachsten schleifenden Dichtungen gehören die bekannten Stopfbüchsen, bei denen eine Schnur aus einem Dichtungsmaterial in einem die Welle umgebenden Ringraum so zusammengedrückt wird, dass sie sich an die einander zugeordneten Dichtflächen der Welle bzw. des Gehäuses anlegt. Die Dichtschnüre unterliegen einem verhältnismäßig großen Verschleiß, so dass die Stopfbüchsen regelmäßig nachgespannt werden müssen. Außerdem entsteht infolge der Reibung zwischen der Dichtschnur und der dieser gegenüber bewegten Fläche ein gewisser Reibungsverlust, welcher zu einer Temperaturerhöhung in diesem Bereich führt und unter Umständen eine Erhöhung der Antriebsleistung für die Welle erforderlich macht.To The non-contact seals include, for example Labyrinth seals in which the overpressure in several axially successively arranged throttle bodies is gradually reduced. Such seals require a relatively large axial space requirement. To the simplest grinding Seals include the known glands, where a string of a sealing material in a the shaft surrounding annulus is compressed so that they to the mutually associated sealing surfaces of the shaft or the housing applies. The sealing cords are subject a relatively large amount of wear, so that the stuffing boxes are tightened regularly Need to become. Besides, arises as a result of friction between the sealing cord and the one opposite Surface a certain friction loss, which leads to a temperature increase in this area leads and possibly one Increasing the drive power required for the shaft power.

Andere schleifende Dichtungen verwenden Filzringe, O-Ringe oder dergleichen. Um bei diesen Dichtungen einen vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden, müssen die Flächen, an denen die Dichtungen schleifend anliegen, in aufwendiger Weise bearbeitet werden. Manche herkömmlichen Wellendichtungen haben zudem die unerwünschte Eigenschaft, dass ihre Dichtwirkung temperaturabhängig ist, wenn beispielsweise die Welle und das Gehäuse aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Wellendichtungen wird darin gesehen, dass sie gesonderte und deshalb gesondert zu montierende Bauelemente darstellen, welches den Montageaufwand erhöht.Other Grinding seals use felt rings, O-rings or the like. To premature wear in these seals too Avoid the surfaces where the seals are dragging abut, be processed in a complex manner. Some conventional Shaft seals also have the undesirable property of that their sealing effect is temperature dependent, for example the shaft and the housing are made of different materials consist. Another disadvantage of the shaft seals described is considered to be separate and therefore separate represent mounting components, which increases the assembly costs.

Neben den beschriebenen Wellendichtungen sind in die Lager integrierte Lagerdichtungen (beispielsweise herkömmliche Z- oder RS-Scheibendichtungen) bekannt, deren Aufgabe es im Allgemeinen ist, den Austritt eines im Lager befindlichen Dauerschmiermittels nach außen sowie das Eindringen von Schmutz und Fremdkörpern nach innen zu verhindern (siehe beispielsweise DE 196 16 305 A1 ). Derartige Lagerdichtungen sind jedoch für hohe Drücke (> 1 bar) und insbesondere auch bei wechselnden Drücken und Druckrichtungen ungeeignet.In addition to the shaft seals described, bearing bearings integrated in the bearings (for example conventional Z or RS disk seals) are known whose task is generally to prevent the outward release of a permanent lubricant in the bearing and the ingress of dirt and foreign bodies ( see for example DE 196 16 305 A1 ). However, such bearing seals are unsuitable for high pressures (> 1 bar) and in particular even with changing pressures and pressure directions.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem Wälzlager integrierte Lagerabdichtung zu schaffen, die einen geringen axialen Bauraum beansprucht und die auch verhältnismäßig hohen Überdrücken standhält. Die erfindungsgemäße Lagerabdichtung soll auch mit verhältnismäßig geringen konstruktiven Mitteln für eine Abdichtung bei wechselnden Drücken und Druckrichtungen ausgelegt werden können.Of the Invention is based on the object, one with a rolling bearing integrated bearing seal to provide a low axial Space claimed and also relatively withstand high overpressures. The bearing seal according to the invention should also be relatively low constructive means for a seal with changing Press and pressure directions can be designed.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Ringspalt zwischen den Lagerringen auch mittels eines Dichtringes überbrückt werden kann, der zwischen einem der Bauteile, nämlich Welle oder Gehäuse, und dem dem jeweils anderen Bauteil zugeordneten Lagerring angeordnet ist, und dass insbesondere bei einer Anordnung des Dichtringes zwischen Welle und äußerem Lagerring die vorne beschriebenen Aufgaben in konstruktiv besonders günstiger Weise gelöst werden können.Of the Invention is based on the finding that the annular gap between also bridged the bearing rings by means of a sealing ring that can be between one of the components, namely shaft or housing, and the one associated with the other component Bearing ring is arranged, and that in particular in an arrangement of the sealing ring between shaft and outer bearing ring the tasks described above in structurally particularly favorable Way can be solved.

Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs daher aus von einer Wälzlageranordnung zur drehbaren Lagerung einer Welle oder dergleichen in einem Gehäuse, mit einer integrierten Lagerabdichtung gegen ein Druckgefälle von einer Lagerseite zur anderen Lagerseite, umfassend einen auf der Welle angeordneten inneren Lagerring, einen im Gehäuse angeordneten äußeren Lagerring und einen den Ringspalt zwischen innerem und äußerem Lagerring überbrückenden Lagerdichtring.The Invention is according to the features of the main claim Therefore, from a rolling bearing assembly for rotatable mounting a shaft or the like in a housing, with a integrated bearing seal against a pressure gradient of a bearing side to the other bearing side, comprising a on the Shaft arranged inner bearing ring, one in the housing arranged outer bearing ring and an annular gap bridging between inner and outer bearing ring Bearing seal.

Zudem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Lagerdichtring mittels einer einen Drosselspalt bildenden Gleitpassung frei beweglich auf der Welle angeordnet ist, und dass zumindest die dem Lagerdichtring zugewandte Stirnfläche des äußeren Lagerringes als Dichtfläche ausgebildet ist, an die sich der Lagerdichtring mit seinem äußeren Randbereich dichtend anlegen kann, wenn er infolge des herrschenden Überdruckes an den äußeren Lagerring angedrückt wird.In addition, the invention provides in that the bearing sealing ring is arranged freely movably on the shaft by means of a sliding fit forming a throttle gap, and that at least the end face of the outer bearing ring facing the bearing seal ring is designed as a sealing surface to which the bearing sealing ring can sealingly bear with its outer edge region, if it is due to prevailing overpressure is pressed against the outer bearing ring.

Die Abdichtung gegenüber der Welle erfolgt demnach mittels des Drosselspaltes, der so bemessen wird, dass er einerseits die geforderte Abdichtwirkung hat, andererseits aber eine Verschiebung des Lagerdichtringes auf der Welle nicht behindert. Die Abdichtung gegenüber dem Gehäuse erfolgt über die Anlage des Dichtringes an der Stirnfläche des äußeren Lagerringes, die im Allgemeinen plan und glatt ist, so dass im Zusammenwirken mit dem ebenfalls möglichst plan ausgebildeten Lagerdichtring eine gute Abdichtung zustande kommt. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung wird insbesondere auch darin gesehen, dass sich bei einer Erhöhung des Überdrucks auch die Kraft erhöht, mit der der Lagerdichtring an die Stirnfläche des äußeren Lagerringes angedrückt wird, so dass sich die Abdichtwirkung bei deiner Erhöhung des Überdruckes entsprechend erhöht.The Sealing against the shaft is done by means of the throttle gap, which is dimensioned so that he on the one hand the required sealing effect, but on the other hand, a shift of Bearing seal on the shaft is not obstructed. The seal opposite the housing is made via the system of the sealing ring on the end face of the outer bearing ring, which is generally flat and smooth, so in interaction with the also possible plan trained bearing seal a good seal is achieved. An advantage of the invention Solution is also seen in particular in that with an increase of the overpressure also the force increased, with the bearing seal on the face the outer bearing ring is pressed, so that the sealing effect in increasing your overpressure increased accordingly.

Um mit einem geringen konstruktiven Aufwand die Lagerabdichtung für wechselnde Druckrichtungen geeignet zu machen, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an dem äußeren Lagerring ein den Lagerdichtring abdeckender, mit einer zentralen Durchtrittsöffnung für die Welle versehener Deckel angeordnet ist, an welchem eine der Stirnfläche des äußeren Lagerringes gegenüberliegende radiale, als Dichtfläche ausgebildete Anlagefläche vorgesehen ist, an die sich der Lagerdichtring mit seinem äußeren Randbereich dichtend anlegen kann. Wenn die Überdruckrichtung wech selt, der Lagerdichtring also von der Stirnfläche des äußeren Lagerringes abgehoben wird, legt er sich an die dieser Stirnfläche gegenüberliegende Anlagefläche des Deckels dichtend an, so dass auch bei diesen Druckverhältnissen eine Abdichtung erfolgt.Around with a low design effort the bearing seal for to make changing printing directions suitable, is in accordance with a preferred embodiment of the invention provided that on the outer Bearing ring a bearing sealing ring covering, with a central Passage opening for the shaft provided cover is arranged, on which one of the end face of the outer Bearing ring opposite radial, designed as a sealing surface Contact surface is provided, to which the bearing sealing ring create a seal with its outer edge area can. If the overpressure direction Wech selt, the bearing seal So from the end face of the outer Bearing ring is lifted, it lays down to this end face sealing the opposite contact surface of the lid on, so that even at these pressure conditions a seal he follows.

Bei bestimmten konstruktiven Ausgestaltungen einiger Wälzlageranordnungen ist ein die Welle umgebender, axial an das Wälzlager anschließender und mit einem Fluid beaufschlagter Ringraum vorgesehen, welcher an seiner wälzlagerfernen Seite durch eine eine Durchgangsöffnung für die Welle aufweisende Gehäusewand begrenzt ist. Dieser Ringraum muss sowohl wälzlagerseitig als auch gehäusewandseitig abgedichtet werden. Die wälzlagerseitige Abdichtung erfolgt in der oben bereits beschriebenen Weise mittels eines in dem Ringraum angeordneten Lagerdichtringes. Der zwischen Gehäusewand und Welle verbleibende Ringspalt wird durch einen an der Innenseite der Gehäusewand angeordneten Wellendichtring überbrückt, welcher wie im Falle des Lagerdichtringes mittels einer einen Drosselspalt bildenden Gleitpassung frei beweglich auf der Welle angeordnet ist, wobei zumindest die dem Wellendichtring zugewandte radiale Anlagefläche der Gehäusewand als Dichtfläche ausgebildet ist, an die sich der Wellendichtring mit seinem äußeren Randbereich dichtend anlegen kann.at certain constructive embodiments of some rolling bearing assemblies is a surrounding the shaft, axially adjacent to the rolling bearing and provided with a fluid acted annular space, which at its wälzlagerfernen side through a through hole limited for the shaft having housing wall is. This annulus must be both rolling bearing side as well sealed on the housing wall. The rolling bearing side Sealing takes place in the manner already described above by means of a arranged in the annulus bearing seal. The between Housing wall and shaft remaining annular gap is through bridges a shaft sealing ring arranged on the inside of the housing wall, which as in the case of the bearing sealing ring by means of a throttle gap forming sliding fit is arranged freely movable on the shaft, wherein at least the shaft sealing ring facing radial contact surface the housing wall is designed as a sealing surface, to which the shaft seal with its outer Edge area can create sealing.

Um zu verhindern, dass der Wellendichtring während einer drucklosen Betriebsphase nach innen in den Ringraum hinein wandert und wegen der dann fehlenden Dichtwirkung möglicherweise einen Druckaufbau im Ringraum bei einem erneutem Anlaufen des Systems verhindert, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an dem Wellendichtring axiale, im Wesentlichen bis zu dem Lagerdichtring hin sich erstreckende Abstandhalterfüße oder Abstandshalterstege angeordnet oder ausgebildet sind.Around to prevent the shaft seal during a depressurized Operating phase inward wanders into the annulus and because the then missing sealing effect possibly a pressure build-up in the annulus at a restart of the system prevents is in accordance with a further embodiment of the invention provided that on the shaft seal axial, substantially spacer feet extending to the bearing seal ring or spacer webs are arranged or formed.

Um eine gehäusewandseitige Abdichtung des Ringraumes auch für den Fall zu gewährleisten, dass in dem Ringraum ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck herrscht, ist der am äußeren Lagerring angeordnete Deckel so ausgebildet, dass er den Ringraum übergreift, wobei an dem Deckel jeweils das Deckelinnere mit dessen Außenseite verbindende Öffnungen vorgesehen sind, und dass an dem Deckel eine der an der Gehäusewand ausgebildeten Anlagefläche gegenüberliegende radiale, als Dichtfläche ausgebildete Anlagefläche vorgesehen ist, an die sich der Wellendichtring mit seinem äußeren Randbereich dichtend anlegen kann.Around a housing wall sealing of the annular space also in the event of ensuring that in the annulus a negative pressure relative to the ambient pressure prevails is the cover arranged on the outer bearing ring so formed so that it engages over the annulus, wherein the lid in each case the lid inside with its outside connecting openings are provided, and that on the Cover one of the contact surface formed on the housing wall opposite radial, designed as a sealing surface Contact surface is provided, to which the shaft seal create a seal with its outer edge area can.

Um zu verhindern, dass sich die Drosselspalte zwischen den jeweiligen Dichtringen und der Welle und damit deren Dichtleistung bei Temperaturänderungen verändern, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Lagerdichtring und der Wellendichtring aus einem Material bestehen, welches im Wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat wie die Welle. Das wird in einer besonders einfachen Ausgestaltung dadurch erreicht, dass der Lagerdichtring und der Wellendichtring aus dem gleichen Material bestehen wie die Welle.Around To prevent the throttle gap between the respective Sealing rings and the shaft and thus their sealing performance with temperature changes change is according to a preferred Embodiment of the invention provided that the bearing seal and the shaft seal are made of a material which in Essentially the same thermal expansion coefficient has like the wave. This will be in a particularly simple embodiment achieved in that the bearing seal and the shaft seal made of the same material as the shaft.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt:The The invention will be described below with reference to the accompanying drawings some embodiments explained in more detail. It shows:

1 einen Teil-Längsschnitt durch eine Wälzlageranordnung, bei welcher betriebsmäßig stets ein Druckgefälle in einer Richtung anliegt, und 1 a partial longitudinal section through a rolling bearing assembly, wherein operatively always a pressure gradient is applied in one direction, and

2 einen Teil-Längsschnitt durch eine Wälzlageranordnung, bei der betriebsmäßig ein Druckgefälle in beiden Richtungen auftreten kann. 2 a partial longitudinal section through a rolling bearing assembly in which a pressure gradient can occur in both directions operatively.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

Die in 1 dargestellte Wälzlageranordnung 2 umfasst einen auf einer Welle 4 angeordneten inneren Lagerring 6, einen in einem Gehäuse 8 angeordneten äußeren Lagerring 10 sowie zwischen den Lagerringen 6, 10 angeordnete Wälzkörper 12, die im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Wälzkörperkäfig 14 gehalten sind.In the 1 illustrated rolling bearing assembly 2 includes one on a shaft 4 arranged inner bearing ring 6 one in a housing 8th arranged outer bearing ring 10 as well as between the bearing rings 6 . 10 arranged rolling elements 12 in the illustrated embodiment in a Wälzkörperkäfig 14 are held.

Auf der in 1 linken Seite der Wälzlageranordnung 2 ist in dem Gehäuse 8 ein die Welle 4 umgebender, mit einem Druckfluid beaufschlagter Ringraum 16 ausgebildet, der im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine in der Welle 4 ausgebildete radiale Bohrung 18 mit einer nicht dargestellten Axialbohrung in Verbindung steht und beispielsweise einer Schmierölversorgung eines Getriebes dient.On the in 1 left side of the rolling bearing assembly 2 is in the case 8th a the wave 4 surrounding, acted upon by a pressurized fluid annulus 16 formed, in the illustrated embodiment via a in the shaft 4 formed radial bore 18 is in communication with an axial bore, not shown, and for example, a lubricating oil supply of a transmission is used.

Der in dem Ringraum 16 betriebsmäßig herrschende Druck P_Ü ist größer als der außerhalb des Gehäuses 8 sowie größer als der in 1 rechts von der Wälzlageranordnung 2 herrschende Umgebungsdruck P_a.The one in the annulus 16 operationally prevailing pressure P _Ü is greater than that outside the housing 8th as well as larger than the one in 1 to the right of the rolling bearing assembly 2 prevailing ambient pressure P _a .

Um den Ringraum 16 zur Wälzlageranordnung 2 hin abzudichten, ist der Wälzlageranordnung 2 ein Lagerdichtring 20 zugeordnet, welcher mittels einer einen Drosselspalt 22 bildenden Gleitpassung frei beweglich auf der Welle 4 angeordnet ist.To the annulus 16 to the rolling bearing arrangement 2 seal off, is the rolling bearing assembly 2 a bearing seal 20 assigned, which by means of a throttle gap 22 forming sliding fit freely movable on the shaft 4 is arranged.

Die dem Lagerdichtring 20 zugewandte Stirnfläche 24 des äußeren Lagerringes 10 bildet eine plane Dichtfläche, an die sich der Lagerdichtring 20 mit seinem äußeren Randbereich dichtend anlegen kann, wenn er von dem im Ringraum 16 herrschenden Überdruck P_ü beaufschlagt wird.The bearing sealing ring 20 facing end face 24 of the outer bearing ring 10 forms a flat sealing surface, to which the bearing sealing ring 20 can seal with its outer edge area, if he from the in the annulus 16 prevailing overpressure P _{ü is} applied.

Um den Ringraum 16 auch nach außen hin abzudichten, wird der zwischen der den Ringraum 16 nach außen begrenzenden Gehäusewand 26 und der Welle 4 verbleibende Ringspalt 28 durch einen an der Innenseite der Gehäusewand 26 angeordneten Wellendichtring 30 überbrückt, welcher mittels einer einen Drosselspalt 32 bildenden Gleitpassung frei beweglich auf der Welle 4 angeordnet ist, wobei die dem Wellendichtring 30 zugewandte radiale Anlagefläche 34 der Gehäusewand 26 als Dichtfläche ausgebildet ist, an die sich der Wellendichtring 30 mit seinem axial äußeren Randbereich dichtend anlegen kann, wenn er von dem in dem Ringraum 16 herrschenden Überdruck P_ü beaufschlagt wird.To the annulus 16 Also seal to the outside, the between the annulus 16 outwardly bounding housing wall 26 and the wave 4 remaining annular gap 28 through one on the inside of the housing wall 26 arranged shaft seal 30 bridged, which by means of a throttle gap 32 forming sliding fit freely movable on the shaft 4 is arranged, wherein the the shaft seal 30 facing radial contact surface 34 the housing wall 26 is designed as a sealing surface, to which the shaft seal 30 can create sealing with its axially outer edge region, when he of the in the annulus 16 prevailing overpressure P _{ü is} applied.

Um zu verhindern, dass im Nichtbetriebszustand, in welchem z. B. im Ringraum 16 kein Überdruck P_ü herrscht, der Wellendichtring 30 von der Gehäusewand 26 fort ins Innere des Ringraumes 16 wandert, so dass beim erneuten Anlaufen des Systems ein Druckaufbau im Ringraum 16 verhindert oder verzögert wird, sind an dem Wellendichtring 30 axiale, im Wesentlichen bis zu dem Lagerdichtring 20 hin sich erstreckende Abstandhalterfüße 36 angeordnet, die dem Wellendichtring 30 nur einen kleinen axialen Bewegungsspielraum in der 1 nach rechts, also in Richtung zu dem Lagerdichtring 20 erlauben.In order to prevent that in the non-operating state, in which z. B. in the annulus 16 no overpressure P _ü prevails, the shaft seal 30 from the housing wall 26 away into the interior of the annulus 16 migrates, so that when restarting the system, a pressure build-up in the annulus 16 prevented or delayed, are at the shaft seal 30 axial, substantially up to the bearing sealing ring 20 extending spacer feet 36 arranged, which the shaft sealing ring 30 only a small axial range of motion in the 1 to the right, that is towards the bearing sealing ring 20 allow.

Der Lagerdichtring 20 wird von einem am äußeren Lagerring 6 angeordneten Deckel 38 drehbar und axial verschiebbar gehalten, wobei der Deckel 38 eine zentrale Öffnung 39 aufweist, die das Deckelinnere mit dem Ringraum 16 verbindet und einen Durchtritt für die Welle 4 bietet. Der Deckel 38 erlaubt eine verliersichere Montage des mit dem Lagerdichtring 20 ausgestatteten Wälzlagers.The bearing seal 20 is from one on the outer bearing ring 6 arranged lid 38 rotatably and axially displaceably held, wherein the lid 38 a central opening 39 having the lid interior with the annulus 16 connects and a passage for the wave 4 offers. The lid 38 allows a captive installation of the with the bearing seal 20 equipped rolling bearing.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches in einigen Wesentlichen Eigenschaften dem Ausführungsbeispiel der 1 entspricht, so dass sich insoweit eine detaillierte Beschreibung erübrigt. 2 shows an embodiment, which in some essential characteristics of the embodiment of the 1 corresponds, so that a detailed description is unnecessary in this respect.

Der in dem Gehäuse 40 ausgebildete, die Welle 42 umgebende Ringraum 44 wird mit einem Fluid beaufschlagt, welches gegenüber dem außerhalb des Gehäuses 40 sowie in 2 rechts von der Wälzlageranordnung 46 herrschenden Umgebungsdruck P_a einen höheren Druck (Überdruck P_ü) oder niedrigeren Druck (Unterdruck P_u) haben kann. Wenn in dem Ringraum 44 ein Überdruck P_ü herrscht, dann wird dieser gegenüber der Wälzlageranordnung 46 mittels eines Lagerdichtringes 48 und gegenüber der Gehäuseaußenseite mittels eines an der Gehäusewand 50 anliegenden Wellendichtringes 52 abgedichtet, wie anhand der 1 bereits beschrieben wurde. Um eine Abdichtung des Ringraumes 44 auch für den Fall zu gewährleisten, dass in dem Ringraum 44 ein Unterdruck P_u herrscht, ist folgende Konstruktion vorgesehen:
An dem äußeren Lagerring 54 ist ein den Lagerdichtring 48 abdeckender Deckel 56 angeordnet, an welchem eine der Stirnfläche 58 des äußeren Lagerringes 54 gegenüberliegende radiale, als Dichtfläche ausgebildete Anlagefläche 60 vorgesehen ist, an die sich der Lagerdichtring 48 mit seinem radial äußeren Randbereich dichtend anlegen kann. Wenn im Ringraum 44 gegenüber dem Umgebungsdruck P_a ein Unterdruck P_u herrscht, wird der Lagerdichtring 48 in 2 nach links, also von den Lagerringen weg verschoben, bis sich sein radial äußerer Randbereich an die möglichst plan ausgeführte Anlagefläche 60 des Deckels 56 dichtend anlegt.The one in the case 40 trained, the wave 42 surrounding annulus 44 is subjected to a fluid, which is opposite to the outside of the housing 40 as in 2 to the right of the rolling bearing assembly 46 prevailing ambient pressure P _a higher pressure (positive pressure P _ü) or lower pressure (negative pressure P _u) may have. If in the annulus 44 an overpressure P _ü prevails, then this is compared to the rolling bearing assembly 46 by means of a bearing sealing ring 48 and against the outside of the housing by means of a housing wall 50 adjacent shaft seal 52 sealed, as based on the 1 already described. To seal the annulus 44 also in case of ensuring that in the annulus 44 a negative pressure P _u prevails, the following construction is provided:
On the outer bearing ring 54 is a bearing seal 48 covering lid 56 arranged on which one of the end face 58 of the outer bearing ring 54 opposite radial, designed as a sealing surface contact surface 60 is provided, to which the bearing sealing ring 48 can create a seal with its radially outer edge region. If in the annulus 44 relative to the ambient pressure P _a, a negative pressure P _u exists, the bearing sealing ring is 48 in 2 to the left, so moved away from the bearing rings, until its radially outer edge region to the plan as possible running contact surface 60 of the lid 56 tightly fitting.

Wie die 2 weiter zeigt, übergreift der am äußeren Lagerring 54 angeordnete Deckel 56 den Ringraum 44 axial bis in den Bereich des Wellendichtringes 52. An dem Deckel 56 ist zudem eine der an der Gehäusewand 50 ausgebildeten Anlagefläche 62 gegenüberliegende radiale, als Dichtfläche ausgebildete Anlagefläche 64 vorgesehen, an die sich der Wellendichtring 52 mit seinem radial äußeren Randbereich dichtend anlegen kann, wenn der Umgebungsdruck P_a größer ist als der im Ringraum herrschende Unterdruck P_u.As the 2 further shows that overlaps the outer bearing ring 54 arranged lids 56 the annulus 44 axially into the area of the shaft seal 52 , On the lid 56 is also one of the housing wall 50 trained contact surface 62 opposite radial, designed as a sealing surface contact surface 64 provided, to which the shaft seal 52 can create sealing with its radially outer edge region when the ambient pressure P _{a is} greater than the pressure prevailing in the annulus P _u .

Wie die 2 weiter erkennen lässt, ist der Deckel 56 mit Öffnungen 66 versehen, welche die Deckelinnenseite mit der Deckelaußenseite verbindenden, so dass der im Ringraum 44 herrschende Druck sich in den durch den Deckel eingeschlossenen Raum ausbreiten und auf den Lagerdichtring 48 sowie den Wellendichtring 52 einwirken kann.As the 2 can be further seen, is the lid 56 with openings 66 provided, which connect the lid inside with the lid outside, so that in the annulus 44 prevailing pressure spread in the space enclosed by the lid and on the bearing seal 48 and the shaft seal 52 can act.

Um eine Veränderung der in 1 mit den Bezugszeichen 22 bzw. 32 bezeichneten und auch in der 2 zu erkennenden Drosselspalte zwischen den genannten Dichtringen und der Welle 4 bei Temperaturänderungen zu verhindern, ist vorgesehen, dass die Dichtringe 20, 30, 48, 52 aus einem Material bestehen, welches im Wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat wie die Welle 4; vorzugsweise sind der Lagerdichtring und der Wellendichtring jeweils aus dem gleichen Material hergestellt wie die Welle 4.To change the in 1 with the reference numerals 22 respectively. 32 designated and also in the 2 to be recognized throttle gaps between said sealing rings and the shaft 4 to prevent temperature changes, it is provided that the sealing rings 20 . 30 . 48 . 52 consist of a material which has substantially the same coefficient of thermal expansion as the shaft 4 ; Preferably, the bearing seal and the shaft seal are each made of the same material as the shaft 4 ,

22: Wälzlageranordnungroller bearing assembly
44: Wellewave
66: Innerer Lagerringinner bearing ring
88th: Gehäusecasing
1010: Äußerer LagerringOuter bearing ring
1212: Wälzkörperrolling elements
1414: WälzkörperkäfigRolling Element
1616: Ringraumannulus
1818: Radiale Bohrungradial drilling
2020: LagerdichtringBearing seal
2222: Drosselspaltthrottle gap
2424: Stirnflächeface
2626: Gehäusewandhousing wall
2828: Ringspaltannular gap
3030: WellendichtringShaft seal
3232: Drosselspaltthrottle gap
3434: Anlageflächecontact surface
3636: AbstandhalterfüßeSpacer feet
3838: Deckelcover
3939: Öffnungopening
4040: Gehäusecasing
4242: Wellewave
4444: Ringraumannulus
4646: Wälzlageranordnungroller bearing assembly
4848: LagerdichtringBearing seal
5050: Gehäusewandhousing wall
5252: WellendichtringShaft seal
5454: Äußerer LagerringOuter bearing ring
5656: Deckelcover
5858: Stirnflächeface
6060: Anlageflächecontact surface
6262: Anlageflächecontact surface
6464: Anlageflächecontact surface
6666: Öffnungenopenings
P_ü P _ü: Überdruckoverprint
P_u P _u: Unterdruckvacuum
P_a P _a: Außen-/UmgebungsdruckOuter / ambient pressure

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19616305 A1 [0006]

Claims

Rolling bearing assembly for rotatably supporting a shaft ( 4 ) in a housing ( 8th ), with an integrated bearing seal against a pressure gradient from one bearing side to the other bearing side, comprising one on the shaft ( 4 ) arranged inner bearing ring ( 6 ), one in the housing ( 8th ) arranged outer bearing ring ( 10 ) and the annular gap between the inner and outer bearing ring bridging bearing seal ( 20 ), characterized in that the bearing sealing ring ( 20 ) by means of a throttle gap ( 22 ) sliding fit freely movable on the shaft ( 4 ), and that at least the bearing ring ( 20 ) facing end face ( 24 ) of the outer bearing ring ( 10 ) is designed as a sealing surface to which the bearing sealing ring ( 20 ) can create a sealing with its outer edge region.

Rolling bearing arrangement according to claim 1, characterized in that on the outer bearing ring ( 54 ) a bearing seal ( 48 ) covering, with a central passage opening for the shaft ( 42 ) provided lid ( 56 ) is arranged, on which one of the end face ( 58 ) of the outer bearing ring ( 54 ) opposite radial, designed as a sealing surface contact surface ( 60 ) is provided, to which the bearing seal ( 48 ) can create a sealing with its outer edge region.

Rolling bearing assembly according to claim 1 or 2, wherein the bearing sealing ring ( 20 ) in one the wave ( 4 ) surrounding, axially adjacent to the rolling bearing assembly, acted upon with a fluid annulus ( 16 ), which at its roller bearing remote side by a through opening for the shaft ( 4 ) housing wall ( 26 ) is limited, with an between housing wall ( 26 ) and wave ( 4 ) remaining annular gap ( 28 ) by one on the inside of the housing wall ( 26 ) arranged shaft seal ( 30 ) which is bridged by means of a throttle gap ( 32 ) sliding fit freely movable on the shaft ( 4 ), and wherein at least one of the shaft sealing ring ( 30 ) facing radial contact surface ( 34 ) the housing wall ( 26 ) is designed as a sealing surface, to which the shaft seal ( 30 ) can create a sealing with its outer edge region.

Rolling bearing arrangement according to claim 3, characterized in that on the shaft sealing ring ( 30 ) axial, substantially to the bearing sealing ring ( 20 ) extending spacer feet ( 36 ) or spacer bars are arranged.

Rolling bearing arrangement according to claim 3, characterized in that the outer bearing ring ( 54 ) arranged lid ( 56 ) the annulus ( 44 ) and provided with the inside of the lid with its outside connecting openings, and that on the lid ( 56 ) one of the housing wall ( 50 ) trained contact surface ( 62 ) opposite radial, designed as a sealing surface bearing surface ( 64 ) is provided, to which the shaft seal ( 52 ) can create a sealing with its outer edge region.

Rolling bearing arrangement according to at least one of claims 3 to 5, characterized in that the bearing sealing ring ( 20 ) and the shaft seal ( 30 ) consist of a material which has substantially the same thermal expansion coefficient as the shaft ( 4 ).

Rolling bearing arrangement according to at least one of claims 3 to 6, characterized in that the bearing sealing ring ( 20 ) and the shaft seal ( 30 ) are made of the same material as the shaft ( 4 ).