DE102008052726A1 - Wälzlager mit Dichtelementen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem im eingebauten Zustand mit einem rotierenden Bauteil verbundenen ersten Ring (1) sowie einem mit einem feststehenden Teil verbundenen zweiten Ring (2), zwischen welchen zum Ermöglichen von Differenzdrehzahlen Wälzkörper (3) abrollen, wobei beiderseits der Wälzkörper (3) und zwischen dem ersten (1) und dem zweiten Ring (2) Dichtelemente (4), welche jeweils mit dem ersten Ring (1) verbunden sind und jeweils über mindestens eine erste, sich in radiale und/oder axiale Richtung erstreckende Dichtlippe (6) mit dem zweiten Ring (2) in Kontakt stehen, und Abschirmungen (7) vorgesehen sind, welche auf den den Wälzkörpern (3) abgewandten Seiten der Dichtelemente (4) platziert und mit dem zweiten Ring (2) verbunden sind, wobei ferner die Dichtelemente (4) jeweils über eine zweite, axial verlaufende und radial nach außen orientierte Dichtlippe (8) verfügen, welche bei Stillstand oder niedrigen Drehzahlen des ersten Ringes (1) mit der jeweiligen Abschirmung (7) in Kontakt steht, ab einer definierten Differenzdrehzahl allerdings aufgrund der wirkenden Fliehkräfte von der jeweiligen Abschirmung (7) abhebt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem im eingebauten Zustand mit einem rotierenden Bauteil verbundenen ersten Ring sowie einem mit einem feststehenden Teil verbundenen zweiten Ring, zwischen welchen zum ermöglichen von Differenzdrehzahlen Wälzkörper abrollen, wobei beiderseits der Wälzkörper und zwischen dem ersten und dem zweiten Ring Dichtelemente, welche jeweils mit dem ersten Ring verbunden sind und jeweils über mindestens eine erste, sich in radiale und/oder axiale Richtung erstreckende Dichtlippe mit dem zweiten Ring in Kontakt stehen, und Abschirmungen vorgesehen sind, welche auf den den Wälzkörpern abgewandeten Seiten der Dichtelemente platziert und mit dem zweiten Ring verbunden sind.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bei Wälzlagern, welche im Bereich von Lagerstellen zum Einsatz kommen, die sehr starken Einwirkungen durch feste und/oder flüssige Medien ausgesetzt sind, werden üblicherweise zwischen den Wälzlagerringen Dichtelemente vorgesehen. Diese Dichtelemente haben dabei die Aufgabe, zum einen ein Eindringen der Verunreinigungen in den Innenraum des Wälzlagers zu unterbinden, was ansonsten zu einer Beschädigung des Wälzlagers führen kann, und zum anderen ein Austreten des im Wälzlager vorhandenen Schmiermittels zu verhindern. Dazu sind diese Dichtelemente fest auf einem der beiden Ringe angeordnet und stehen über Dichtlippen mit dem anderen Ring in Kontakt.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 103 35 713 A1 ist ein derartiges Wälzlager bekannt, bei welchem ein erster, innenliegender Ring mit einem rotierenden Bauteil verbunden ist und über auf seiner Außenseite abrollende Wälzkörper mit einem zweiten, außenliegenden Ring in Kontakt steht. Um ein Eindringen fester oder flüssiger Medien in den Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Ring und ein Austreten eines im Bereich des Kontakts der Wälzkörper mit den beiden Ringen vorhandenen Schmiermittels zu verhindern, sind an der Innenseite des zweiten Rings, beiderseits zu den Wälzkörpern Dichtelemente vorgesehen, die mit einer axial verlaufenden Dichtlippe mit dem ersten Ring in Kontakt stehen. Des Weiteren ist auf der den Wälzkörpern gegenüberliegenden Seite jedes Dichtelements eine Abschirmung vorgesehen, um den Eintrag von Schmutzpartikeln weiter zu vermindern. Diese Abschirmung ist dabei fest auf dem ersten Ring angeordnet und sorgt somit bei einer Rotation des ersten Ringes aufgrund wirkender Fliehkräfte für ein Abschleudern von auftreffenden Medien. Um dennoch in eine Öffnung zwischen dem zweiten Ring und der Abschirmung eintretende Schmutzpartikel an einem Eindringen in den Innenraum des Wälzlagers zu hindern, verfügt das jeweilige Dichtelement über zwei weitere Dichtlippen, mit welchen sie axial und radial mit der Abschirmung in Kontakt steht.
  • Nachteilhaft an einer derartigen Ausführung ist, dass ständig drei Dichtlippen mit dem rotierenden, ersten Ring bzw. mit der mitrotierenden Abschirmung in Kontakt stehen. Dies sorgt für eine hohe Reibung, welche insbesondere bei höheren Drehzahlen ins Gewicht fällt.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wälzlager zu schaffen, bei welchem Dichtelemente vorgesehen sind, die von außen einwirkende Medien wirksam an einem Eindringen sowie Schmiermittel an einem Austreten hindern und gleichzeitig insbesondere bei höheren Drehzahlen eine geringere Reibung aufweisen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauffolgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
  • Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Dichtelemente jeweils über eine zweite, axial verlaufende und radial nach außen orientierte Dichtlippe verfügen, welche bei einem Stillstand oder niedrigen Drehzahlen des ersten Ringes mit der jeweiligen Abschirmung in Kontakt steht. Ab einer definierten Differenzdrehzahl hebt diese Dichtlippe allerdings aufgrund der wirkenden Fliehkräfte von der jeweiligen Abschirmung ab. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass diese zweite Dichtlippe bei niedrigen Drehzahlen oder Stillstand neben einer ersten axial und/oder radial verlaufenden Dichtlippe, welche mit dem zweiten Ring in Kontakt steht, wirksam zu einem Abweisen von außen einwirkenden Medien beiträgt. Bei höheren Drehzahlen sorgt diese zweite Dichtlippe aufgrund des Abhebens von der Abschirmung dann nicht für zusätzliche Reibungsverluste des Systems.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Dichtelemente jeweils im Bereich der ersten Dichtlippe eine weitere, dritte Dichtlippe auf, welche sich radial in Richtung des zweiten Ringes und axial in Richtung der Wälzkörper erstreckt und mit dem zweiten Ring eine enge Durchgangsöffnung ausbildet. Dies hat den Vorteil, dass durch die Anordnung dieser weiteren Dichtlippe ein Austreten von Schmiermittel aus dem Bereich der Wälzkörper durch die Ver engung weiter vermindert wird. Des Weiteren wird auch dem Eindringen von Schmutzpartikeln oder flüssigen Medien eine weitere Barriere entgegengesetzt.
  • In Weiterbildung der Erfindung bildet die mindestens eine erste Dichtlippe gemeinsam mit der zweiten Dichtlippe und der jeweiligen Abschirmung eine Kammer aus, in welcher im Bereich der zweiten Dichtlippe eine Anhäufung von Schmierfett vorgesehen ist. Durch die Platzierung von Schmierfett in diesem Bereich wird der Eintrag von flüssigen oder gasförmigen Medien über die zweite Dichtlippe weiter erschwert und zudem die Reibung zwischen der zweiten Dichtlippe und der Abschirmung vermindert.
  • Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verfügen die Dichtelemente jeweils im Bereich des ersten Ringes über eine axial in Richtung der jeweiligen Abschirmung orientierte, vierte Dichtlippe, welche gemeinsam mit der jeweiligen Abschirmung eine Verengung ausbildet. Vorteilhafterweise wird hierdurch vor der zweiten Dichtlippe eine weitere Barriere geschaffen, welche bereits einen Teil der in den Zwischenraum zwischen dem ersten Ring und der Abschirmung gelangten Medien abfängt.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind die Abschirmungen jeweils über eine Presspassung mit dem zweiten Ring verbunden. Dadurch wird ein sicherer Sitz der Abschirmungen an der gewünschten Stelle gewährleistet, während gleichzeitig auf weitere Fixierungsmittel verzichtet werden kann.
  • Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung stellt der erste Ring einen Außenring und der zweite Ring einen Innenring des Wälzlagers da. Dadurch kann die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dichtelemente bei einem Wälzlager mit rotierendem Außenring Anwendung finden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Wälzlager nach Art eines Kugellagers ausgebildet. Dies stellt vorteilhafterweise eine robuste Ausführung des Wälzlagers da.
  • Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Dichtelemente jeweils durch einen mit einem Polymermaterial teilweise oder vollständig umgebenen Stützring gebildet. Dies hat den Vorteil, dass das jeweilige Dichtelement aufgrund des Stützringes eine gewisse Steifigkeit aufweist und an der gewünschten Position im Wälzlager gehalten wird. Die Verwendung von Polymermaterial sorgt dabei für eine zuverlässige Abdichtung.
  • Weitere, die Erfindung verbessernden Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand einer Figur näher dargestellt.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
  • Die einzige Figur zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Wälzlagers im Bereich eines ersten Ringes 1 und eines zweiten Ringes 2, welche entsprechend einen stehenden Innenring und einen rotierenden Außenring des Wälzlagers bilden. Zwischen dem ersten Ring 1 und dem zweiten Ring 2 sind Wälzkörper 3 angeordnet, welche im eingebauten Zustand des Wälzlagers Relativdrehzahlen zwischen den beiden Ringen 1 und 2 ermöglichen. Um beim Einsatz des Wälzlagers ein Eindringen von flüssigen und festen Medien in den Bereich der Wälzkörper 3 zu unterbinden und gleichzeitig ein Austreten von Schmiermittel zu verhindern, ist axial beabstandet zu den Wälzkörpern 3 jeweils ein Dichtelement 4 vorgesehen. Dem Fachmann wird dabei klar sein, dass dieses Dichtelement 4 auf beiden Seiten der Wälzkörper 3 vorzusehen ist. Das Dichtelement 4 ist an seinem einen Ende fest mit dem ersten Ring 1 verbunden und wird durch einen Stützring 5 gebildet, auf welchem ein Polymermaterial aufgetragen ist. An seinem anderen Ende weist das Dichtelement 4 hingegen eine erste Dichtlippe 6 auf, die an ihrem Ende mit dem zweiten Ring 2 in Kontakt steht. Ferner ist auf einer den Wälzkörpern 3 gegenüberliegenden Seite des Dichtelements 4 eine Abschirmung 7 vorgesehen, welche auf dem zweiten Ring 2 mittels einer Pressverbindung befestigt ist und aufgrund ihrer radialen Erstreckung in Richtung des ersten Ringes 1 den Eintrag von Medien in den Zwischenraum zwischen dem ersten Ring 1 und dem zweiten Ring 2 vermindert. Um allerdings die Menge der dennoch über den geringen Spalt zwischen dem ersten Ring 1 und der Abschirmung 7 eingedrungenen Verunreinigungen weiter zu vermindern, verfügt das Dichtelement über eine zweite Dichtlippe 8, welche sich ausgehend von Dichtelement 4 axial in Richtung der Abschirmung 7 und radial nach außen erstreckt. Diese zweite Dichtlippe 8 hat die Besonderheit, dass sie bei einem Stillstand oder niedrigen Drehzahlen des Wälzlagers mit der Abschirmung 7 in Kontakt steht, während sie ab einer bestimmten Drehzahl aufgrund der auf sie wirkenden Fliehkräfte von der Abschirmung 7 abhebt und somit ab diesem Zeitpunkt nicht mehr für Reibungsverluste sorgt. Die erste Dichtlippe 6 bildet hierbei gemeinsam mit der zweiten Dichtlippe 8 und der Abschirmung 7 eine Kammer 9, in welcher Schmierfett 10 insbesondere im Bereich der zweiten Dichtlippe 8 vorgesehen ist, um bei niedrigen Drehzahlen des Wälzlagers die Reibung zwischen der zweiten Dichtlippe 8 und der Abschirmung 7 zu reduzieren. Ferner ist im Bereich der ersten Dichtlippe 6 eine dritte Dichtlippe 11 vorgesehen, welche gemeinsam mit dem zweiten Ring 2 eine verengte Durchgangsöffnung bildet, um an dieser Stelle einen Austritt von Schmiermittel aus dem inneren des Wälzlagers zu vermindern. In ähnlicher Art und Weise ist auch im Bereich des ersten Ringes 1 eine weitere, vierte Dichtlippe 12 platziert, die den Durchgang zur zweiten Dichtlippe 8 gemeinsam mit der Abschirmung 7 verengt.
  • Mittels einer derartigen Ausgestaltung eines Wälzlagers ist es möglich, eine zuverlässige Abdichtung des Innenraums des Wälzlagers zu bewirken, während gleichzeitig bei höheren Drehzahlen eine Verminderung der Reibungsverluste des jeweiligen Dichtelements 4 durch ein Abheben der zweiten Dichtlippe 8 erreicht wird.
    • 1
    erster Ring
    2
    zweiter Ring
    3
    Wälzkörper
    4
    Dichtelement
    5
    Stützring
    6
    erste Dichtlippe
    7
    Abschirmung
    8
    zweite Dichtlippe
    9
    Kammer
    10
    Schmierfett
    11
    dritte Dichtlippe
    12
    vierte Dichtlippe
  • 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
    • - DE 10335713 A1 [0003]

Claims (8)

  1. Wälzlager mit einem im eingebauten Zustand mit einem rotierenden Bauteil verbundenen ersten Ring (1) sowie einem mit einem feststehenden Teil verbundenen zweiten Ring (2), zwischen welchen zum Ermöglichen von Differenzdrehzahlen Wälzkörper (3) abrollen, wobei beiderseits der Wälzkörper (3) und zwischen dem ersten (1) und dem zweiten Ring (2) Dichtelemente (4), welche jeweils mit dem ersten Ring (1) verbunden sind und jeweils über mindestens eine erste, sich in radiale und/oder axiale Richtung erstreckende Dichtlippe (6) mit dem zweiten Ring (2) in Kontakt stehen, und Abschirmungen (7) vorgesehen sind, welche auf den den Wälzkörpern (3) abgewandten Seiten der Dichtelemente (4) platziert und mit dem zweiten Ring (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (4) jeweils über eine zweite, axial verlaufende und radial nach außen orientierte Dichtlippe (8) verfügen, welche bei Stillstand oder niedrigen Drehzahlen des ersten Ringes (1) mit der jeweiligen Abschirmung (7) in Kontakt steht, ab einer definierten Differenzdrehzahl allerdings aufgrund der wirkenden Fliehkräfte von der jeweiligen Abschirmung (7) abhebt.
  2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (4) jeweils im Bereich der mindestens einen ersten Dichtlippe (6) eine weitere, dritte Dichtlippe (11) aufweisen, welche sich radial in Richtung des zweiten Ringes (2) und axial in Richtung der Wälzkörper (3) erstreckt und mit dem zweiten Ring (2) eine enge Durchgangsöffnung ausbildet.
  3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Dichtlippe (6) gemeinsam mit der zweiten Dichtlippe (8) und der jeweiligen Abschirmung (7) eine Kammer (9) ausbildet, in welcher im Bereich der zweiten Dichtlippe (8) eine Anhäufung von Schmierfett (10) vorgesehen ist.
  4. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (4) jeweils im Bereich des ersten Ringes (1) über eine axial in Richtung der jeweiligen Abschirmung (7) orientierte, vierte Dichtlippe (12) verfügen, welche gemeinsam mit der jeweiligen Abschirmung (7) eine Verengung ausbildet.
  5. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungen (7) jeweils über eine Presspassung mit dem zweiten Ring (2) verbunden sind.
  6. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ring (1) einen Außenring und der zweite Ring (2) einen Innenring darstellt.
  7. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nach Art eines Kugellagers ausgebildet ist.
  8. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (4) jeweils durch einen mit einem Polymermaterial teilweise oder vollständig umgebenen Stützring (5) gebildet sind.
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