DE102008030710A1

DE102008030710A1 - Kassettendichtung

Info

Publication number: DE102008030710A1
Application number: DE200810030710
Authority: DE
Inventors: Thomas Fuchshuber; Thomas Gietl; Wolfgang Schmidt-Aursch
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2009-12-31
Also published as: WO2009156260A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kassettendichtung, welche zwischen zwei koaxial angeordneten und relativ zueinander rotierbaren Elementen (1, 2) einer Baugruppe zur Abdichtung eines Innenraums der Baugruppe platziert ist und welche sich aus einer in axiale Richtung innenliegend angeordneten Dichtscheibe (3) und einer in axiale Richtung außenliegend angeordneten Schleuderscheiben (4) mit im Wesentlichen L-förmigen Querschnitten zusammensetzt, wobei die Dichtscheibe (3) und die Schleuderscheibe (4) mit radialen Erstreckungen (5, 7) ihrer Querschnitte eine rechteckförmige Fläche definieren, während sie mit axialen Erstreckungen ihrer Querschnitte jeweils fest mit dem zugeordneten Element (1; 2) der Baugruppe verbunden sind, und die Dichtscheibe (3) mindestens eine Dichtlippe (6) aufweist, welche zur Abdichtung des Innenraums mit der Schleuderscheibe (4) in Kontakt steht. Erfindungsgemäß weist die Schleuderscheibe (4) an der Innenseite ihrer radialen Erstreckung (7) eine Dichtlippe (8) auf, welche bei Stillstand oder niedrigen Drehzahlen des mit der Schleuderscheibe (4) verbundenen Elements (2) in axialer Richtung der radialen Erstreckung (5) der Dichtscheibe (3) in Kontakt steht, während sie ab einer definierten Drehzahl aufgrund wirkender Fliehkräfte von der Dichtscheibe (3) in radiale Richtung abhebt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Kassettendichtung, welche zwischen zwei koaxial angeordneten und relativ zueinander rotierbaren Elementen einer Baugruppe zur Abdichtung eines Innenraumes der Baugruppe platziert ist und welche sich aus einer in axiale Richtung innenliegend angeordneten Dichtscheibe und einer in axiale Richtung außenliegend angeordneten Schleuderscheibe mit im Wesentlichen L-förmigen Querschnitten zusammensetzt, wobei die Dichtscheibe und die Schleuderscheibe mit radialen Erstreckungen ihrer Querschnitte eine rechteckförmige Fläche definieren, während sie mit axialen Erstreckungen ihrer Querschnitte jeweils fest mit dem zugeordneten Element der Baugruppe verbunden sind, und die Dichtscheibe mindestens eine Dichtlippe aufweist, welche zur Abdichtung des Innenraumes mit der Schleuderscheibe in Kontakt steht.
Hintergrund der Erfindung
Zum Abdichten von Zwischenräumen zwischen zwei koaxial angeordneten und relativ zueinander rotierenden Teilen, wie beispielsweise eine in einem Gehäuse laufende Welle oder ein Innenring und ein Außenring eines Wälzlagers, kommen unter anderem Dichtsysteme in Form so genannter Kassettendichtungen zum Einsatz. Diese Dichtsysteme haben hierbei die Aufgabe, ein Austreten von Schmierstoff aus dem Zwischenraum nach außen und ein Eindringen von festen, flüssigen und/oder gasförmigen Medien von außen in den Zwischenraum zu verhindern. Hierbei muss eine Abdichtung sowohl im statischen Fall, also bei Stillstand beider Teile, als auch im dynamischen Fall bei rotierenden Teilen gewährleistet werden. Eine Kassettendichtung setzt sich dabei normalerweise aus einer Dichtscheibe mit Dichtlippen sowie einer davor angeordneten Schleuderscheibe zusammen. Die Dichtscheibe verhindert dabei über die Anpresskraft der Dichtlippen einen Übergang der Medien zwischen den beiden getrennten Räumen, während die Schleuderscheibe bei Rotation aufgrund der Fliehkraft eine Zurückweisung der von außen auf die Dichtung treffenden Medien bewirkt.
Aus der US 6,817,769 B2 ist ein Dichtungssystem in Kassettenbauweise für ein Wälzlager bekannt, welches sich aus einer Dichtscheibe und einer Schleuderscheibe, welche jeweils nahezu L-förmige Querschnitte aufweisen, zusammensetzt. Hierbei steht die Dichtscheibe in Verbindung mit einem Außenring des Wälzlagers, während die Schleuderscheibe auf einem Innenring aufgesetzt ist und in axialer Richtung vor der Dichtscheibe platziert ist. Radiale, in den Zwischenraum zwischen Innenring und Außenring des Wälzkörpers hineinragende Erstreckungen definieren dabei eine rechteckförmige Fläche des Dichtungssystems. Des Weiteren verfügt die Dichtscheibe am Ende ihrer radialen Erstreckung über drei Elastomerdichtlippen, von denen eine in axialer Richtung und zwei in radialer Richtung mit der Schleuderscheibe in Kontakt stehen.
Nachteilhaft an einer derartigen Ausführung ist, dass eine hohe Anpressung der Dichtlippe nötig ist, um bei Stillstand des Systems eine ausreichende Dichtheit zu gewährleisten. Eine hohe Anpressung der Dichtlippen bewirkt aber insbesondere bei hohen Relativdrehzahlen der Elemente, zwischen welchen das Dichtungssystem angeordnet ist, eine hohe Reibung und somit hohe Verluste. Des Weiteren sorgt eine hohe Reibung für einen starken Verschleiß der Dichtung und dementsprechend für eine niedrige Lebensdauer bzw. Gebrauchs dauer.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Kassettendichtung zu schaffen, welche sowohl beim Stillstand des Systems als auch bei hohen Drehzahlen eine sichere Abdichtung gewährleistet und bei welcher bei erhöhter Drehzahl die Reibung erheblich minimiert ist.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden, abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Schleuderscheibe an der Innenseite ihrer radialen Erstreckung eine Dichtlippe aufweist, welche bei Stillstand oder niedrigen Drehzahlen mit der radialen Erstreckung der Dichtscheibe in Kontakt steht. Ab einer definierten Drehzahl hebt diese Dichtlippe aufgrund wirkender Fliehkräfte von der Dichtscheibe in radiale Richtung ab und sorgt dementsprechend nicht mehr für Reibung. Somit trägt die Dichtlippe der Schleuderscheibe bei Stillstand oder niedrigen Drehzahlen, bei welchen die Schleuderscheibe aufgrund keiner oder einer nur sehr niedrigen Fliehkraft für keine ausreichenden Abweisung von von außen kommenden Medien sorgt, zu einer zuverlässigen Abdichtung bei, während diese bei höheren Drehzahlen, bei welchen die Schleuderscheibe dann aufgrund einer höheren Fliehkraft zuverlässig für Abweisung sorgt, nicht mehr zur Reibung beiträgt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Schleuderscheibe an der Außenseite ihrer radialen Erstreckung eine axial nach außen gerichtete Kröpfung auf. Durch diese Kröpfung wird eine Verbesserung der Abschleuderwirkung der Schleuderscheibe erreicht.
In Weiterbildung der Erfindung ist im Verbindungsbereich der Dichtscheibe und/oder der Schleuderscheibe mit dem jeweils zugeordneten Element mindestens eine Nebenabdichtung vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass ein Unterwandern der Verbindung zwischen dem jeweiligen Element und der entsprechenden Scheibe durch Medien von Innen und/oder von Außen verhindert wird.
Vorteilhafterweise ist des Weiteren die Schleuderscheibe entlang ihrer radialen Erstreckung mit einem Elastomermaterial überzogen. Durch diese Maßnahme kann die Schleuderscheibe vor Korrosion geschützt und zudem je nach Beschaffenheit des Elastomers die Abschleuderwirkung weiter verbessert werden.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Dichtscheibe und die Schleuderscheibe jeweils in das zugeordnete Element eingepresst. Dadurch wird ein zuverlässiger Sitz der Dichtung an der gewünschten Stelle gewährleistet.
In Weiterbildung der Erfindung bestehen die Schleuderscheibe und/oder die Dichtscheibe aus Edelstahl. Vorteilhaft ist hierbei, dass die jeweilige Scheibe somit eine hohe Belastbarkeit aufweist und des Weiteren unempfindlich gegen die Einwirkungen insbesondere der flüssigen oder gasförmigen Medien ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Nebenabdichtungen und/oder die Dichtlippen aus einem Elastomermaterial und sind fest mit der Schleuderscheibe und der Dichtscheibe verbunden. Dadurch wird die Dichtwirkung gewährleistet und zudem ein Ablösen der Dichtungen von den Scheiben unterbunden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere, die Erfindung verbessernden Maßnahmen werden nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt dabei eine Schnittansicht einer Anordnung der erfindungsgemäßen Kassettendichtung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus der Zeichnung geht deutlich eine Kassettendichtung hervor, welche zwischen zwei koaxial angeordneten, relativ zueinander rotierbaren Elementen 1 und 2 platziert ist. Dem Fachmann wird hierbei klar sein, dass es sich bei diesen Elementen um ein Gehäuse und eine Welle, aber auch um den Außenring und den Innenring eines Wälzlagers handeln kann. Die Kassettendichtung besteht aus einer Dichtscheibe 3 und einer Schleuderscheibe 4, welche jeweils einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen. Um einer axialen Bewegung der Kassettendichtung entgegenzuwirken, ist die Dichtscheibe 3 in Element 1 und die Schleuderscheibe 4 in Element 2 eingepresst. An ihrer radialen Erstreckung 5 weist die Dichtscheibe 3 des Weiteren eine Dichtlippe 6 auf, welche in radialer Richtung mit der Schleuderscheibe 4 in Kontakt steht.
Die Schleuderscheibe 4 verfügt auf der Innenseite ihrer radialen Erstreckung 7 über eine Dichtlippe 8, welche sich in axialer Richtung an die Dichtscheibe 3 anschmiegt. Diese Dichtlippe 8 weist die Besonderheit auf, dass sie ab einer bestimmten Drehzahl des Elements 2 und damit der Schleuderscheibe 4 von dem Kontakt mit der Dichtscheibe 3 abhebt und somit keine Reibung verursacht. Bei niedrigen Drehzahlen oder Stillstand des Elements 2 sorgt sie jedoch für eine zuverlässige Abdichtung. Um zusätzlich auch ein Unterwandern der Verbindungen Element 1 und Dichtscheibe 3, sowie Element 2 und Schleuderscheibe 4 zu verhindern, sind in diesen Verbindungsbereichen jeweils Nebenabdichtungen 9 und 10 vorgesehen. Die Nebenabdichtung 9 im Bereich der Schleuderscheibe 4 ist hierbei auf deren axialen Außenseite und somit vorwiegend zum Schutz gegen äußere Einflüsse angeordnet, während die Nebenabdichtung 10 der Dichtscheibe 3 vorwiegend zum Verhindern eines Austretens eines Mediums, wie beispielsweise Schmiermittel, aus einem Innenraum des Systems an deren axialen Innenseite platziert ist. Des Weiteren weist die Schleuderscheibe 4 am Ende ihrer radialen Erstreckung 7 eine Kröpfung 11 auf, um die Abschleuderwirkung weiter zu verbessern.

1: erstes Element
2: zweites Element
3: Dichtscheibe
4: Schleuderscheibe
5: radiale Erstreckung Dichtscheibe
6: Dichtlippe
7: radiale Erstreckung Schleuderscheibe
8: Dichtlippe
9: Nebenabdichtung Schleuderscheibe
10: Nebenabdichtung Dichtscheibe
11: Kröpfung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6817769 B2 [0003]

Claims

Kassettendichtung, welche zwischen zwei koaxial angeordneten und relativ zueinander rotierbaren Elementen (1, 2) einer Baugruppe zur Abdichtung eines Innenraumes der Baugruppe platziert ist und welche sich aus einer in axiale Richtung innen liegend angeordneten Dichtscheibe (3) und einer in axiale Richtung außen liegend angeordneten Schleuderscheibe (4) mit im wesentlichen L-förmigen Querschnitten zusammensetzt, wobei die Dichtscheibe (3) und die Schleuderscheibe (4) mit radialen Erstreckungen (5, 7) ihrer Querschnitte eine rechteckförmige Fläche definieren, während sie mit axialen Erstreckungen ihrer Querschnitte jeweils fest mit dem zugeordneten Element (1; 2) der Baugruppe verbunden sind, und des Weiteren die Dichtscheibe (3) mindestens eine Dichtlippe (6) aufweist, welche zur Abdichtung des Innenraumes mit der Schleuderscheibe (4) in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderscheibe (4) an der Innenseite ihrer radialen Erstreckung (7) eine Dichtlippe (8) aufweist, welche bei Stillstand oder niedrigen Drehzahlen des mit der Schleuderscheibe (4) verbundenen Elements (2) in axialer Richtung mit der radialen Erstreckung (5) der Dichtscheibe (3) in Kontakt steht, während sie ab einer definierten Drehzahl aufgrund wirkender Fliehkräfte von der Dichtscheibe (3) in radiale Richtung abhebt.
Kassettendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderscheibe (4) an der Außenseite ihrer radialen Erstreckung (7) eine axial nach außen gerichtete Kröpfung (11) aufweist.
Kassettendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbindungsbereich der Dichtscheibe (3) und/oder der Schleuderscheibe (4) mit dem jeweils zugeordneten Element (1; 2) mindestens eine Nebenabdichtung (9, 10) vorgesehen ist.
Kassettendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderscheibe (4) entlang ihrer radialen Erstreckung (7) mit Elastomermaterial überzogen ist.
Kassettendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (3) und die Schleuderscheibe (4) jeweils in das zugeordnete Element (1, 2) eingepresst sind.
Kassettendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderscheibe (4) und/oder die Dichtscheibe (3) aus Edelstahl bestehen.
Kassettendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenabdichtungen (9, 10) und/oder die Dichtlippen (6, 8) aus einem Elastomermaterial bestehen und fest mit der Schleuderscheibe (4) und der Dichtscheibe (3) verbunden sind.
Wälzlager, bei welchem zwischen einem Innenring und einem Außenring eine Kassettendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 platziert ist.