DE102008027890A1 - Dichtungssystem - Google Patents

Abstract

Dichtungssystem, beinhaltend mehrere relativ zueinander verdrehbare, mindestens einen Dichtraum (25) bildende Bauteile (2, 3), insbesondere Lagerringe eines Großwälzlagers für Windenergieanlagen sowie mindestens ein mehrlippiges Dichtungselement (9'), das mindestens einen statischen (10) und mindestens einen dynamischen Dichtbereich (11) aufweist, wobei ein Schenkel (21) des statischen Dichtbereichs (10) fest mit einem der Bauteile (2, 3) verbunden ist und der aus mehreren Dichtlippen (13, 15) bestehende dynamische Dichtbereich (11) an korrespondierenden radialen (12) und axialen Dichtflächen (14) des anderen Bauteils (2, 3) anliegt und wobei das Dichtungselement (9') zusätzlich einen lippenförmig ausgebildeten Stützbereich (18) aufweist, der sich an einer im Dichtraum (25) liegenden Dichtfläche (19) abstützt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Dichtungssystem, beinhaltend mehrere relativ zueinander verdrehbare Bauteile, insbesondere Lagerringe eines Großwälzlagers für Windenergieanlagen.
• Die DE 202 03 372 U1 betrifft eine Drehlagerung für der Feuchtigkeit ausgesetzte Anlagen, beispielsweise für die Blattlagerung einer Windenergieanlage, für Schiffswinden oder dergleichen, mit zwei gegeneinander verdrehbaren Anschlusselementen, mit wenigstens einem zwischen denselben angeordneten ein- oder mehrreihigen Wälzlager, insbesondere zur Aufnahme von Axial- und/oder Radiallasten und/oder Kippmomenten sowie mit wenigstens einer Dichtung zum Schutz des/der Wälzlager vor Feuchtigkeit und Korrosion. Im Rahmen einer Dichtung ist an einem Anschlusselement ein dessen Symmetrieachse konzentrisch umgebendes ringförmiges Element aus einem nicht korrodierenden metallischen Werkstoff festgelegt, an dem ein an dem anderen Anschlusselement befestigtes, ebenfalls ringförmiges, elastisches Dichtelement anliegt.
• Die DE 34 35 437 A1 offenbart eine elastische Dichtung für eine Wälzlager-Drehverbindung, die aus zwei Laufringen und zwischen diesen abrollenden Wälzkörpern besteht, wobei der eine Laufring den anderen Laufring in axialer Richtung überragt, zwischen beiden Laufringen ein ringförmiger Spalt besteht, der eine den Laufring in seiner den anderen Laufring überragenden und ihm zugewandten Mantelfläche eine umlaufende Nut aufweist, in die eine Dichtung eingesetzt wird, die eine Dichtlippe umfasst, die gleitend auf einer äußeren Stirnfläche des anderen Laufringes anliegt. Die Dichtung weist einen in den ringförmigen Spalt eingreifenden axial gerichteten Kragen auf, der sich an einem Laufring abstützt und mit wenigstens einer Dichtlippe innerhalb des Spaltraumes gleitend an dem anderen Laufring anliegt.
• In der DE 10 2005 041 720 A1 wird ein Element zum Abdichten zweier gegeneinander verdrehbarer Teile beschrieben, mit wenigstens einem ersten Dichtungsring aus einem elastischen, vorzugsweise kautschukartigen Werkstoff, der an einem der beiden gegeneinander verdrehbaren Teile fixiert ist und wenigstens eine Dichtlippe aufweist und mit wenigsten einem zweiten Dichtungsring, der an dem anderen der gegeneinander verdrehbaren Teile fixiert ist und ein an seinem Umfang entlang laufendes Band aus einem anderen Werkstoff trägt, an dem wenigsten eine Dichtlippe des ersten Dichtungsringes anliegt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungselement bereit zu stellen, das zur Bildung eines Dichtungssystems mit zwei relativ zueinander verdrehbaren Bauteilen dergestalt in Wirkverbindung bringbar ist, dass keine äußeren Umwelteinflüsse in den inneren Bereich des Dichtraumes der Bauteile gelangen können, gleichzeitig aber auch kein Schmiermittel aus dem Dichtraum in die äußere Umgebung abgegeben wird. Darüber hinaus soll das erfindungsgemäße Dichtungssystem eine hohe Standzeit haben.
• Die Aufgabe wird gelöst durch ein Dichtungssystem, beinhaltend mehrere relativ zueinander verdrehbare, mindestens einen Dichtraum bildende Bauteile, insbesondere Lagerringe eines Großwälzlagers für Windenergieanlagen sowie mindestens ein mehrlippiges Dichtungselement, das mindestens einen statischen und mindestens einen dynamischen Dichtbereich aufweist, wobei ein Schenkel des statischen Dichtbereichs fest mit einem der Bauteile verbunden ist und der aus mehreren Dichtlippen bestehende dynamische Dichtbereich an korrespondierenden radialen und axialen Dichtflächen des anderen Bauteils anliegt und wobei das Dichtungselement zusätzlich einen lippenförmig ausgebildeten Stützbereich aufweist, der sich an einer im Dichtraum liegenden Dichtfläche abstützt.
• Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Unter dem Begriff „statischer Dichtbereich” versteht der Fachmann, dass hier keine Relativbewegung zwischen dem Dichtungselement und dem aufnehmenden Bauteil stattfindet. Bei dem „dynamischen Dichtbereich” findet eine Relativbewegung zwischen dem Elastomermaterial (Dichtlippe) des Dichtungselementes und einem rotierenden Bauteil statt.
• Die erfindungsgemäße Mehrlippendichtung kann bei einreihigen und mehrreihigen Kugellagern sowie bei Rollenlagern eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Dichtsystem erfüllt insbesondere folgende Funktionen:
• – die erste an einer radialen Dichtfläche anliegende dynamische Dichtlippe verhindert, dass keine äußeren Umwelteinflüsse in den Dichtraum der Bauteile, insbesondere des Lagers, gelangen können
• – die zweite an einer inneren axialen Dichtfläche anliegende dynamische Dichtlippe verhindert, dass kein Fett an die Umgebung abgegeben wird
• – die zusätzliche innere, an einer radialen Dichtfläche anliegende statische Stützlippe dient den dynamischen Dichtlippen als Abstützung und minimiert das Nachlassen der Dichtlippenvorspannung durch Materialermüdung. Mit dieser Abstützung wird eine Verbesserung der Dichtigkeit der beiden dynamisch wirkenden Dichtlippen herbeigeführt.
• – durch die Stützlippe wird zusätzlich verhindert, dass auch bei einem Schmiermittelüberdruck im Dichtraum der relativ zueinander drehbaren Bauteile, beispielsweise eines Wälzlagers, der dynamisch wirkende Dichtbereich um den statisch wirkenden Dichtbereich herumgeklappt werden kann.
• Von besonderem Vorteil ist, dass die Stützlippe vom Angriffspunkt her tiefer im Dichtraum liegt als die an einem Axialschenkel anliegende dynamisch wirkende Dichtlippe. Infolge der konstruktiven Ausgestaltung wird die Bewegung der dynamisch wirkenden Dichtlippen unter Belastung reduziert.
• Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
• 1 einen Querschnitt durch ein mehrreihiges Großwälzlager,
• 2 eine Teildarstellung eines Dichtbereichs gemäß 1.
• 1 zeigt einen Querschnitt durch ein mehrreihiges Großwälzlager 1. Das Großwälzlager 1 weist zwei relativ zueinander verdrehbare Bauteile 2, 3 auf, die durch Lagerringe gebildet sind und einen inneren Dichtraum 25 aufweisen. Derartige Großwälzlager 1 können beispielsweise bei Windenergieanlagen eingesetzt werden. Im Bereich von Ausnehmungen 4, 5 sind in Käfigen 24 Kugeln 6 positioniert. Die Bauteile 2, 3 sind im Bereich ihrer Stirnflächen 7, 8 abgedichtet, wobei in diesem Beispiel baugleiche Dichtungselemente 9, 9' zum Einsatz gelangen, die lediglich in umgekehrter Anordnung im Bereich der jeweiligen Stirnfläche 7, 8 positioniert sind. Der besseren Übersicht halber wird lediglich der Dichtbereich des Dichtungselementes 9 beschrieben. Das Dichtungselement 9 weist einen statischen Dichtbereich 10 und einen mehrlippigen dynamischen Dichtbereich 11 auf. Der Dichtbereich 11 beinhaltet eine an einem Radialschenkel 12 des Bauteils 2 anliegende Dichtlippe 13 und eine an einem Axialschenkel 14 des Bauteils 2 anliegende Dichtlippe 15. Der statische Dichtbereich 10 weist einen Dichtfuß mit einem umlaufenden Ansatz 16 auf, der in einer korrespondierenden Nut 17 des anderen Bauteils 3 eingeknüpft ist. Durch diese Maßnahme wird nach der Montage des Dichtungselementes 9 ein axiales Herausdrücken aus der aufnehmenden Nut 17 verhindert. Das Dichtungselement 9 verfügt des Weiteren über einen lippenförmig ausgebildeten Stützbereich 18, der sich an einem Radialschenkel 19 des Bauteils 3 abstützt. Das Dichtungselement 9' ist in umgekehrter Einbausituation vorgesehen, wobei der statische Dichtbereich 10 im Bauteil 2 und die Dichtlippen 13, 15 des dynamischen Dichtbereiches 11 an entsprechenden Schenkeln des Bauteils 3 vorgesehen sind.
• 2 zeigt eine mögliche Einbausituation des Dichtungselementes 9' gemäß 1 in Form einer Teilansicht. Erkennbar ist der statische Dichtbereich 10 sowie der dynamsiche Dichtbereich 11, gebildet durch die Dichtlippen 13, 15. Ferner angedeutet sind die Bauteile 2, 3. Der statische Dichtbereich 10 weist einen ersten Schenkel 20 und einen zweiten einen Dichtfuß bildenden Schenkel 21 auf. Am zweiten Schenkel 21 ist der umlaufend ausgebildete Ansatz 16 angeformt, der in die umlaufende Nut 17 des Bauteils 2 eingeknüpft ist. Am zweiten Schenkel 21 sind weitere Dichtbereiche 22 in Form von Lippen angeformt. Die Dichtlippe 13 liegt an einem gegenüberliegenden Radialschenkel 12 des Bauteils 3 an, während die Dichtlippe 15 an einem Axialschenkel 14 des Bauteils 3 anliegt. Ferner dargestellt ist der lippenförmig ausgebildete Stützbereich 18, der an einem Radialschenkel 19 des Bauteils 2 anliegt. Räumlich gesehen verlaufen die Dichtlippe 15 und der lippenförmige Stützbereich 18 etwa in einer geneigten Ebene E, wobei etwa auf halber Höhe zwischen dem Stützbereich 18 und der Dichtlippe 15 ein Steg 23 gebildet ist, der unter Bildung eines etwa T-förmigen Querschnitts der betroffenen Bauteile 15, 18, 23 in Richtung des ersten Schenkels 20 verläuft. Der lippenförmige Stützbereich 18 dient den Dichtlippen 13, 15 als Abstützung und minimiert im Betriebszustand das Nachlassen der Dichtlippenvorspannung durch Materialermüdung.

1

Großwälzlager

2

Bauteil (Lagerring)

3

Bauteil (Lagerring)

4

Ausnehmung (für 6, 6')

5

Ausnehmung (für 6, 6')

6

Kugel

7

Stirnfläche (von 3)

8

Stirnfläche (von 2)

9, 9'

Dichtungselement

10

statischer Dichtbereich (von 9)

11

dynamischer Dichtbereich (von 9, mehrlippig)

12

Dichtfläche (von 2, 3, radial)

13

Dichtlippe (an 11)

14

Dichtfläche (von 2, 3, axial, innen gelegen)

15

Dichtlippe (an 11)

16

Ansatz (an 21)

17

Nut (in 3 für 21)

18

Stützbereich (von 9)

19

Dichtfläche (von 3, radial)

20

erster Schenkel (von 10, 9)

21

zweiter Schenkel (von 10, 9; Dichtfuß)

22

Dichtbereiche (an 21)

23

Steg (von 9)

24

Käfig

25

Dichtraum

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• - DE 20203372 U1 [0002]
• - DE 3435437 A1 [0003]
• - DE 102005041720 A1 [0004]

Claims (5)

1. Dichtungssystem, beinhaltend mehrere relativ zueinander verdrehbare, mindestens einen Dichtraum (25) bildende Bauteile (2, 3), insbesondere Lagerringe eines Großwälzlagers für Windenergieanlagen sowie mindestens ein mehrlippiges Dichtungselement (9, 9'), das mindestens einen statischen (10) und mindestens einen dynamischen Dichtbereich (11) aufweist, wobei ein Schenkel (21) des statischen Dichtbereichs (10) fest mit einem der Bauteile (2 oder 3) verbunden ist und der aus mehreren Dichtlippen (13, 15) bestehende dynamische Dichtbereich (11) an korrespondierenden radialen (12) und axialen Dichtflächen (14) des anderen Bauteils (3 oder 2) anliegt und wobei das Dichtungselement (9, 9') zusätzlich einen lippenförmig ausgebildeten Stützbereich (18) aufweist, der sich an einer im Dichtraum (25) liegenden Dichtfläche (19) abstützt.
2. Dichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbereich (18) außerhalb des statischen Dichtbereiches (10) vorgesehen ist.
3. Dichtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbereich (18) an einer radialen Dichtfläche (19) des den statistischen Dichtbereich (10) aufnehmenden Bauteils (2 oder 3) abstützt.
4. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der lippenförmige Stützbereich (18), bezogen auf die axiale Bauhöhe der Bauteile (2, 3), tiefer im Dichtraum (25) liegt als die an der axialen Dichtfläche (14) anliegende Dichtlippe (15) des dynamisch wirkenden Dichtbereichs (11).
5. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der lippenförmige Stützbereich (18) und die an der axialen Dichtfläche (14) anliegende Dichtlippe (15) etwa in einer geneigt verlaufenden Ebene (E) verlaufen, wobei zwischen dem Stützbereich (18) und der Dichtlippe (15) ein Steg (23) gebildet ist, die Elemente (15, 18, 23) einen etwa T-fömigen Querschnitt bilden und der Steg (23) in Richtung eines Schenkels (20) des statischen Dichtbereichs einläuft.