DE102007014562A1 - Sealing arrangement on a rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Die Aufgabe, eine berührungslose Dichtungsanordnung an einem Wälzlager zu schaffen, welche einen axial anliegenden Überdruck, vor allem einen hohen Überdruck (> 1 bar), und/oder erhöhte Mediendrücke mit wechselnden Druckamplituden und Druckmaxima verkraftet, überdies Platz sparend ist und ferner geeignet ist, den durch das Wälzlager hindurchfließenden Medienvolumenstrom von Schmieröl oder Kühlöl auf ein notwendiges Maß zu reduzieren, wird im Wesentlichen durch ein erstes und ein zweites Abdeckelement (5, 7) gelöst, welche derart angeordnet und ausgebildet sind, dass eine Labyrinth-Dichtung mit einer Mehrzahl druckverlustbehafteter Stellen geschaffen ist, wodurch ein Leckage-Volumenstrom eine lange Strecke zurücklegt, wobei zumindest das zweite Abdeckelement (7) eine derartige Steifigkeit aufweist, dass betriebsbedingte Medienüberdrücke und/oder wechselnde Drücke und Druckspitzen zu keiner wesentlichen Verformung des zweiten Abdeckelements (7) führen.The object to provide a non-contact seal assembly on a rolling bearing, which an axially applied overpressure, especially a high pressure (> 1 bar), and / or increased media pressures with changing pressure amplitudes and maximum pressure tolerates, is also space-saving and is also suitable substantially reducing the volume flow of lubricating oil or cooling oil flowing through the rolling bearing to a necessary degree is essentially achieved by a first and a second cover element (5, 7) which are arranged and constructed in such a way that a labyrinth seal with a plurality of pressure loss-affected Provision is made, whereby a leakage volume flow covers a long distance, wherein at least the second cover member (7) has such rigidity that operating media overpressures and / or changing pressures and pressure peaks lead to any significant deformation of the second cover member (7).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung an einem Wälzlager gemäß den Merkmalen den Patentanspruchs 1.The The invention relates to a sealing arrangement on a roller bearing according to the features of claim 1.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Wälzlagerdichtungen
sind seit langem in den unterschiedlichsten Ausführungsformen
bekannt. So sind für ölgeschmierte Wälzlager
beispielsweise aus dem Fachbuch
Beispielhaft
sei hierzu die
Aus
der
So kann beispielsweise bei einem in ein Getriebe eingebauten und von Schmieröl durchflossenen Wälzlager in einer bestimmten Betriebssituation ein erhöhter Überdruck im Schmieröl auftreten. Sind solche Wälzlager nicht ausreichend abgedichtet, so können sich derartige erhöhte Drücke und/oder Druckschwankungen nachteilig auf die Dichtwirkung der Wälzlagerdichtungen oder auch auf die erwähnten Aktuatorfunktionen auswirken. Eine vollständige Abdichtung des Wälzlagers ist aber auch nicht erwünscht, da ein geringer, das Wälzlager durchdringender Schmiermittelstrom den Betrieb desselben eher begünstigt.So For example, in a built-in a transmission and from Lubricating oil flowed through bearings in a particular Operating situation an increased overpressure in the lubricating oil occur. Are such bearings not sufficiently sealed, so can such increased pressures and / or pressure fluctuations disadvantageous to the sealing effect of the rolling bearing seals or affect the mentioned actuator functions. A complete seal of the bearing is but also not desirable because a lower, the bearings penetrating lubricant flow rather favored the operation of the same.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weiter verbesserte berührungslose Dichtungsanordnung an einem Wälzlager zu schaffen, welche einen axial anliegenden Überdruck, vor allem einen hohen Überdruck (> 1 bar) und/oder erhöhte Mediendrücke mit wechselnden Druckamplituden und Druckmaxima verkraftet, überdies Platz sparend ist und ferner geeignet ist, den durch das Wälzlager hindurch fließenden Medienvolumenstrom (Schmier- und/oder Kühlöl) auf ein gewünschtes notwendige Maß zu reduzieren.Of these, Based on the object of the invention, a further improved non-contact sealing arrangement on a To provide rolling bearings, which have an axially applied overpressure, Above all, a high overpressure (> 1 bar) and / or increased media pressures with varying pressure amplitudes and pressure maxima coped with, moreover Space-saving and is also suitable, by the rolling bearing flowing through the medium volume flow (lubricating and / or Cooling oil) to a desired necessary To reduce the measure.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs betrifft die Erfindung daher eine Dichtungsanordnung an einem Wälzlager zur Leckageverringerung derselben bei axial anliegendem Medienüberdruck und/oder Medien mit wechselnden Drücken und Druckspitzen, mit einem ersten axial beabstandet zu den Wälzkörpern des Wälzlagers angeordneten und mit einem ersten Lagerring verbundenen und weitestgehend scheibenförmig ausgebildeten Abdeckelement, sowie mit einem zweiten weitestgehend scheibenförmig ausgebildeten Abdeckelement, welches mit einem zweiten Lagerring verbunden ist und das erste Abdeckelement stirnseitig des Wälzlagers beziehungsweise außenseitig desselben überdeckt, wobei das erste und das zweite Abdeckelement derart angeordnet und ausgebildet sind, dass eine Labyrinth-Dichtung mit einer Mehrzahl druckverlustbehafteter Stellen geschaffen ist, wodurch ein Leckage-Volumenstrom eine vergleichsweise lange Strecke zurücklegt, und wobei zumindest das zweite Abdeckelement eine derartige Steifigkeit aufweist, dass betriebsbedingte Medienüberdrücke und/oder wechselnde Drücke und Druckspitzen zu keiner wesentlichen Verformung des zweiten Abdeckelements führen.According to the Features of the main claim therefore relates to a sealing arrangement at a rolling bearing for leakage reduction of the same axially applied media overpressure and / or media with changing Press and pressure peaks, with a first axially spaced arranged to the rolling elements of the bearing and connected to a first bearing ring and largely disc-shaped trained cover, as well as a second largely Disc-shaped cover, which with a second bearing ring is connected and the first cover frontally of the rolling bearing or on the outside the same covered, wherein the first and the second cover member arranged and formed such that a labyrinth seal created with a plurality of pressure-lossy places, whereby a leakage volume flow a comparatively long distance covers and at least the second cover has such rigidity that operational media overpressures and / or changing pressures and pressure peaks to no significant Deformation of the second cover lead.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.The Subclaims describe preferred developments or Embodiments of the invention.
Danach kann gemäß einer ersten möglichen Ausgestaltung das erste Abdeckelement innerhalb einer Umfangsnut des ersten Lagerrings form- und/oder kraftschlüssig gehalten sein und unter Vermeidung einer radialen und axialen Berührung des zweiten Lagerrings sich in radialer Richtung über dessen Stirnseite, dieselbe wenigstens teilweise überdeckend, erstrecken.After that can according to a first possible embodiment the first cover member within a circumferential groove of the first bearing ring be held positive and / or non-positive and avoidance a radial and axial contact of the second bearing ring in the radial direction over the end face, the same at least partially covering, extend.
Durch diese Maßnahme sind im Hinblick auf den Stand der Technik innerhalb des Wälzlagers wirkungsvolle Labyrinthe geschaffen, die aufgrund der vom Medium zurückzulegenden vergleichsweise langen Strecken vorteilhaft mit Druckverlusten im Medium-Volumenstrom bzw. Leckage-Volumenstrom einhergehen und demgemäß den Durchfluss zwischen der Überdruck- und der Niederdruckseite des Wälzlagers auf eine gewünschte Größenordnung zu minimieren.By These measures are in the light of the prior art create effective labyrinths within the rolling bearing, due to the comparatively to be covered by the medium Long distances advantageous with pressure losses in the medium flow rate or leakage volume flow associated and accordingly the Flow between the overpressure and the low pressure side the rolling bearing to a desired order of magnitude to minimize.
Gemäß einer zweiten Variante kann das erste Abdeckelement innerhalb einer Umfangsnut des ersten Lagerrings form- und/oder kraftschlüssig gehalten sein und unter Vermeidung einer radialen und axialen Berührung des zweiten Lagerrings sich in eine zur Umfangsnut in radialer Richtung gegenüberliegend angeordnete Aussparung des zweiten Lagerrings hinein erstrecken, wodurch die vom Medium zurückzulegenden Strecken verlängert und demgemäß die Labyrinthe in ihrer Dichtwirkung weiter verbessert sind.According to one second variant, the first cover member within a circumferential groove the form of the first bearing ring and / or positively held be and avoid radial and axial contact of the second bearing ring is in a radial direction to the circumferential groove opposite arranged recess of the second bearing ring extend into it, whereby the zurückzulegenden of the medium Routes extended and accordingly the Labyrinths are further improved in their sealing effect.
Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist das erste Abdeckelement in Richtung zu den Wälzkörpern topfförmig geformt ausgebildet, wodurch der für dasselbe erforderliche Bauraum minimiert und dessen Steifigkeit erhöht sind.As the invention further provides, the first cover in the direction cup-shaped to the rolling elements formed, whereby the space required for the same minimized and its rigidity are increased.
Was das axial äußere, zweite Abdeckelement anbelangt, so ist dieses dichtend am zweiten Lagerring form- und/oder kraftschlüssig oder stoffschlüssig gehalten und kann unter Vermeidung einer radialen und axialen Berührung des ers ten Lagerrings in eine axiale Aussparung desselben hineinreichen, wodurch die Anzahl der Labyrinthe weiter vorteilhaft erhöht ist.What As far as the axially outer, second cover element is concerned, so this is sealingly on the second bearing ring positive and / or non-positive or cohesively held and can while avoiding a radial and axial contact of the ers th bearing ring extend into an axial recess thereof, whereby the number the labyrinth is further advantageously increased.
Demgegenüber kann das äußere zweite Abdeckelement ebenfalls unter Vermeidung einer radialen und axialen Berührung bis dicht an ein zum ersten Lagerring radial benachbartes und mit demselben verbundenes Bauteil herangeführt sein, wodurch die Anzahl der Labyrinthe ebenfalls vorteilhaft erhöht ist. Bei demjenigen Bauteil, mit dem der erste Lagerring verbunden ist, kann es sich beispielsweise um eine Welle handeln.In contrast, the outer second cover element can also while avoiding a radial and axial contact until close to a radially adjacent to the first bearing ring and connected to the same Be introduced component, reducing the number of mazes is also advantageously increased. In that component, with which the first bearing ring is connected, it may, for example to act a wave.
Möglich ist es ferner, dass das zweite Abdeckelement durch definierte Formgebung abschnittsweise am ersten Lagerring abgestützt ist und zumindest der Abstützungsbereich des zweiten Abdeckelements und/oder des ersten Lagerrings Öltaschen und/oder Mikrostrukturierungen zur Erzielung eines hydrodynamischen Schmierfilms aufweisen, wodurch zum einen weitestgehend dem Anspruch an eine berührungslose Dichtung und zum anderen erhöhten, von außen auf das Wälzlager sowie dessen Dichtungsanordnung wirkenden Drücken Rechnung getragen wird.Possible it is further that the second cover member by defined shaping is supported in sections on the first bearing ring and at least the support area of the second cover element and / or of the first bearing ring oil pockets and / or microstructures to obtain a hydrodynamic lubricating film, whereby on the one hand as far as possible the claim to a non-contact Seal and on the other elevated, from the outside up the rolling bearing and its sealing arrangement act Press is taken into account.
Weiter wird es als sinnvoll beurteilt, wenn zumindest das zweite Abdeckelement entsprechend der zu erwartenden Medienüberdrücke und/oder wechselnden Drücke (Überdruck, Unterdruck) und Druckmaxima eine erhöhte Steifigkeit durch eine erhöhte Wandstärke und/oder eine versteifende Formgebung in Form von Sicken, tangentialen Rillen und/oder radialen Stegen aufweist.Further it is judged useful if at least the second cover according to the expected media pressures and / or changing pressures (overpressure, negative pressure) and pressure maxima increased rigidity due to increased Wall thickness and / or a stiffening shape in shape having beads, tangential grooves and / or radial webs.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Abdeckelement aus Metall oder Kunststoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff, wie etwa einem Verbundwerkstoff, bestehen.Furthermore it can be provided that the first and the second cover element of metal or plastic or other suitable material, such as a composite material.
Schließlich ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der erste Lagering als Innenring und der zweite Lagerring als Außenring des Wälzlagers ausgebildet ist.After all is provided in a preferred embodiment that the first bearing ring as the inner ring and the second bearing ring as the outer ring of Rolling bearing is formed.
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:
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings
Wie
der
Das
erste Abdeckelement
Wie
bereits oben erwähnt wurde, sind durch diesen konstruktiven
Aufbau des Wälzlagers im Bereich der Stirnseite des Lageraußenrings
Aufgrund
der Tatsache, dass das erste Abdeckelement
Möglich
ist es jedoch auch und durch die Erfindung demgemäß mit
erfasst, dass sich das erste Abdeckelement
Des
Weiteren ist ein zweites, weitestgehend scheibenförmiges
Abdeckelement
Zweckmäßigerweise
ist das axial äußere, zweite Abdeckelement
Hierdurch ist die gewünschte Labyrinth-Dichtung noch weiter verbessert, da die vom Medien-Volumenstrom zurückzulegende Strecke noch weiter verlängert ist, indem dieser beim Eintritt in das Wälzlager von radial innen nach radial außen und wieder zurück nach radial innen strömen und ferner äußerst geringe Spaltbreiten überwinden muss.hereby is the desired labyrinth seal even further improved, since the distance to be traveled by the media volume flow is further extended by this when entering in the rolling bearing from radially inside to radially outside and back again to flow radially inward and Furthermore, exceed extremely small gap widths got to.
Das
Ausführungsbeispiel gemäß
Um
den oben bereits erwähnten Überdrücken,
welche überwiegend von außen auf das Wälzlager
und dessen Dichtungsanordnung wirken, wirkungsvoll und nachhaltig
begegnen zu können, kann das zweite Abdeckelement
Wie
das Ausführungsbeispiel der
Um
dem Anspruch an eine berührungslose und demgemäß reibungsarme
Dichtung gerecht zu werden, weisen zumindest der Abstützungsbereich (Auswölbung
Demgegenüber
oder in Kombination mit der vorstehenden Maßnahme zur Steifigkeitserhöhung der
Dichtungsanordnung, insbesondere des radial äuße-ren
zweiten Abdeckelements
Derartige
versteifende Formgebungen lassen sich recht einfach bei der Herstellung
von Abdeckelementen
Ebenso
kann es auch sinnvoll sein, das radial äußere,
zweite Abdeckelement
Einer
solchen nachteiligen Berührung kann beispielsweise begegnet
werden, indem der freie Scheibenabschnitt des zweiten Abdeckelementes
Die
oben näher beschriebenen Ausführungsbeispiele
stellen auf einen ersten Lagerring
- 11
- Erster Lagerringfirst bearing ring
- 22
- Zweiter Lagerringsecond bearing ring
- 33
- Wälzkörperrolling elements
- 44
- KäfigCage
- 55
- Erstes Abdeckelementfirst cover
- 66
- Umfangsnutcircumferential groove
- 77
- Zweites Abdeckelementsecond cover
- 88th
-
Ringförmige
Aussparung (zweiter Lagerring
2 )Annular recess (second bearing ring2 ) - 99
-
Ringförmige
Aussparung (erster Lagerring
1 )Annular recess (first bearing ring1 ) - 1010
- Bauteilcomponent
- 1111
- Auswölbungbulge
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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