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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit abgedichteten Wälzlagern und insbesondere mit Wälzlagern, die ein flexibel konfigurierbares und demontierbares Dichtelement aufweisen.
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Die bekannten Dichtungskonzepte für Wälzlager können meist einen zuverlässigen Schutz des Wälzlagers vor Schmutz und Verunreinigung gewährleisten.
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Wälzlager und insbesondere große Wälzlager (Großlager mit einem Außendurchmesser d > 420 mm) werden oft durch sogenannte Labyrinthe gedichtet, die an Umbauteilen wie beispielsweise Gehäusen und/oder Wellen befestigt werden und durch mäanderförmige Geometrie das Eindringen von Fremdstoffen in den zu dichtenden Bereich bzw. das Wälzlager verhindern sollen. Alle Zwischenräume des Labyrinths und auch des Wälzlagers werden bei dieser Dichtungsvariante gewöhnlich mit Fett oder Schmierstoff gefüllt. Zusätzlich kann ein unterstützender V-Ring am oder im Labyrinth eingesetzt werden. Durch periodisches Nachschmieren wird die Dichtwirkung zusätzlich unterstützt. Dies verursacht jedoch permanente Material- und Wartungskosten.
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Alternativ werden Wälzlager und insbesondere Großlager bislang auch durch schleifende Dichtringe geschützt. Dabei handelt sich im Wesentlichen um Radialwellendichtringe, evtl. mit vorgeschalteter Staubschutzlippe, die mittels zusätzlicher Trägerteile, z. B. aus gegossenem Material, in definierter Position relativ zum eigentlichen Lager gehalten werden. Solche Dichtungen besitzen ein individuell auf die jeweilige Lagerung zugeschnittenes Design und sind somit nicht unmittelbar auf andere Wälzlagergrößen oder gar Wälzlagertypen übertragbar. Zusätzlich bedingen die Trägerteile eine große Masse und damit ein hohes, bei der Montage zu bewegendes Gewicht.
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Den zuletzt genannten Dichtungskonzepten ist die Trennung der Dichtung vom eigentlichen Wälzlager gemein (Segregation), wodurch eine Befüllung mit Schmierstoff erst im montierten Zustand erfolgen kann. Dies erhöht die Gefahr der Beschädigung bzw. Verschmutzung des Lagers beim Transport erheblich.
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Darüber hinaus sind, beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2007 036 891 A1 , integrierte Dichtungskonzepte bekannt, die Dichtungen aufweisen, welche vollständig aus einem Elastomer bestehen und z. B. faltenbalgartig ausgeführt sind. Die Dichtungen sind fest mit dem Lageraußenring verbunden und das Elastomer erstreckt sich bis zum Innenring. Durch die Verwendung eines Elastomers kann die Funktionalität des Dichtsystems insbesondere bei größeren Lagerdurchmessern jedoch nicht oder nur unzureichend gewährleistet werden. Ein Austausch der Dichtung ohne Demontage des kompletten Wälzlagers ist aufgrund der geschlossenen Geometrie des Dichtringes zudem nicht möglich.
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Allgemein kann in keinem der bisherigen Konzepte ein Austausch der Dichtung im montierten Zustand erfolgen, ohne dass aufwändig und kostenintensiv Umbauteile des Lagers entfernt werden müssen oder sogar das Lager selbst vollständig demontiert werden muss. Insbesondere in Anwendungen, in denen nur eingeschränkt Zugang zum zu wartenden System besteht, bzw. in denen eine komplette Demontage des Systems wirtschaftlich nicht sinnvoll ist, wie beispielsweise bei Windkraftanlagen, sind solche Dichtungskonzepte von erheblichen Nachteil.
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Die
deutsche Offenlegungsschrift 10 2007 049 087 A1 schlägt vor, am Lageraußenring eines Schrägrollenlagers mittels Klemmringen Wellendichtringe zu fixieren, deren elastisches Material sich bis zu einer Anlauffläche am Lagerinnenring erstreckt.
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Die deutsche Veröffentlichung
DE 692 05 157 T2 schlägt die Verwendung eines am äußeren Lagerring eines Pendelrollenlagers befestigten Dichtungselements vor, das aus einem kreisförmigen verstärkenden Scheibenring besteht, der teilweise oder vollständig mit Gummi eingefasst ist, der sich wiederum in Form einer Dichtlippe bis zur Anlauffläche auf dem gegenüberliegenden Lagerinnenring erstreckt.
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Es besteht somit der Bedarf nach Wälzlagern mit flexibleren und einfacher zu handhabenden Abdichtungen.
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Bei den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst ein Wälzlager, das zwei einander radial gegenüberliegende Lagerringe aufweist, zusätzlich ein Dichtelement. Das Dichtelement umfasst sowohl einen Dichtungsträger als auch ein an den Dichtungsträger angebrachtes Dichtungsprofil.
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Der Dichtungsträger ist an einer axialen Stirnfläche eines der beiden Lagerringe, also am Lagerinnenring oder am Lageraußenring, angebracht. Von dem betreffenden Lagerring aus erstreckt sich der Dichtungsträger in der radialen Richtung in Richtung des anderen Lagerrings.
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An dem Dichtungsträger wiederum ist das Dichtungsprofil angebracht und erstreckt sich vom Dichtungsträger selbst bis zu einer Gegenlauffläche auf dem gegenüberliegenden Lagerring, sodass die Dichtlippe an der Gegenlauffläche anliegt. Die Befestigung des Dichtungsträgers selbst an der Stirnfläche des Lagerrings ist formschlüssig und somit lösbar.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist das Dichtelement bzw. dessen Dichtungsträger ausschließlich an einer axialen Stirnfläche befestigt, so dass sich durch das Lösen der kraftschlüssigen Verbindung die Dichtung auch im eingebauten Zustand des Lagers wieder von diesem trennen und ausbauen lässt. Dadurch, dass die Dichtlippe auf dem gegenüberliegenden Lagerring eine Gegenlauffläche berührt, welche Teil des Lagerrings selbst ist (also beispielsweise einstückig mit dem Lagerring ausgebildet ist), wird ein integriertes Dichtungskonzept umgesetzt, welches es trotz der Demontierbarkeit erlaubt, vorgefettete Lager auszuliefern und dadurch die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung bzw. Verschmutzung des Lagers zu verringern.
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Durch den Aufbau einiger Ausführungsbeispiele von Dichtelementen kann die Dichtung auch in ein bestehendes Wälzlager bzw. Wälzlager-Konzept integriert werden. Der Aufbau des Dichtelements bestehend aus dem Dichtungsträger und der daran angebrachten Dichtlippe ermöglicht die nachträgliche Integration in nahezu jedes Wälzlager, unabhängig von Design, Lagerreihe und Durchmesser. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird der Dichtungsträger am Lageraußenring eines Wälzlagers angebracht, so dass dem rotierenden System keine zusätzlichen bewegten Massen hinzugefügt werden brauchen und dennoch die Dichtungsfunktion gewährleistet ist.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen wird die Gegenlauffläche, an der die Dichtlippe anliegt bzw. bis zu der sich die Dichtlippe des Dichtelements erstreckt, von der für den Wälzkörper bestimmten Laufbahn selbst gebildet. Je nach Lagertyp kann somit die Dichtung mit einer minimalen Modifikation des Lagers erzielt werden. Mit demselben Ziel ist bei anderen Ausführungsbeispielen von Wälzlagern die Gegenlauffläche auf dem Bord des betreffenden Lagerrings angebracht, also auf den Bord desjenigen Lagerrings, der dem Lagerring gegenüberliegt, an dem der Dichtungsträger angebracht ist.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist der Dichtungsträger, der radial parallel zum Lagerring vollständig umläuft, segmentiert, besteht also aus zumindest zwei trennbaren Segmenten. Die Trennbarkeit der Segmente ermöglicht es auch in schwierigen Einbaulagen, die Dichtung zu entnehmen oder zu erneuern, ohne das Lager selbst oder weitere Komponenten entfernen zu müssen. Ein solcher Fall kann beispielsweise gegeben sein, wenn die Welle mit einer Wellenmutter gesichert ist, die ein Herausnehmen einer unsegmentierten Dichtung verhindern könnte. Um die Stabilität der Anordnung zu erhöhen, können die einzelnen Segmente untereinander form- oder kraftschlüssig verbunden sein.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist die Dichtlippe formschlüssig mit dem Dichtungsträger verbunden, so dass auch die Verbindung zwischen Dichtlippe und Dichtungsträger gelöst werden kann. Dies kann dazu genutzt werden, um gegebenenfalls lediglich die Dichtlippe vom Dichtungsträger zu demontieren und so eine Erneuerung lediglich des dem Verschleiß unterworfenen dichtenden Elements, also der Dichtlippe, vorzunehmen.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist der Dichtungsträger, der aus einem mechanisch starren, unflexiblen Material bestehen kann, so dimensioniert, dass er sich über mehr als die Hälfte des Abstands zwischen den beiden Lagerringen in Richtung des gegenüberliegenden Lagerrings erstreckt. Dies gewährleistet, insbesondere bei größeren Lagern mit Durchmessern von 300 mm, 420 mm und mehr, die erforderliche Steifigkeit, sodass die Dichtwirkung auch bei solchen Großlagern gewährleistet ist. Bei Verwendung eines flexiblen Materials könnte es im Betrieb aufgrund der großen Durchmesser und der auftretenden Trägheits- oder Fliehkräfte sonst dazu kommen, dass die Dichtlippe von der Gegenlauffläche abhebt und somit die Dichtfunktion beeinträchtigt ist.
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Die kraftschlüssige und somit lösbare Verbindung zwischen dem Dichtungsträger und dem Lagerring ermöglicht durch die einfache Demontage des Dichtungsträgers darüber hinaus eine Sicht- und Tastprüfung der verschleißrelevanten Bereiche des Wälzlagers, wie beispielsweise der Laufbahnen, der Wälzkörper oder des Käfigs. Bei Verwendung eines segmentierten Dichtungsträgers ist dies selbst in beengten Raumverhältnissen möglich, da auch dort eine Demontage des Dichtungsträgers erfolgen kann. Die Demontierbarkeit ermöglicht es unter anderem auch, gezielte Fettproben zur Schmierstoffanalyse zu entnehmen, da alle wesentlichen Bereiche des Lagers offen zugänglich gemacht werden können. Auch kann durch die demontierte Dichtung ein Austausch der Fettschmierung des Lagers erfolgen.
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Bei alternativen Ausführungsbeispielen weist der Dichtungsträger zumindest eine in einer axialen Richtung durch den Dichtungsträger verlaufende offene Bohrung auf. Diese Bohrung kann als so genannte Fettausauslassbohrung genutzt werden, an der beispielsweise über Schläuche oder über direkt angeschraubte Sammelflaschen verbrauchter Schmierstoff effizient und gelenkt abgeführt werden kann. Somit kann unter anderem eine Verschmutzung der Bauteile des das Lager umgebenden Raumes verhindert werden.
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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele von Dichtelementen ermöglichen es, Wälzlager in Anwendungen mit hohen geforderten Lebensdauern, wie beispielsweise in Windenergieanlagen, einzusetzen.
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Zusätzlich zu den oben beschriebenen Vorteilen reduziert sich durch Verwendung eines beschriebenen Dichtelements im Vergleich zu Labyrinthdichtungen der von Schmierstoff zu füllende Raum erheblich. Auch kann im Normalbetrieb ein kontinuierlicher Schmierstoffaustausch unterbleiben, was zur Reduktion der Wartungs- und Verbrauchskosten führt. Verglichen mit einem Labyrinth reduziert sich außerdem das Gewicht der zur Abdichtung erforderlichen Bauteile erheblich. Dies führt beispielsweise in Windenergieanlagen, in denen Wälzlager in Generatoren oder Rotorantriebswellen verwendet werden, zu einer erhebliche Kostensenkung beim Gesamtsystem, da zum einen die Montage effizienter und schneller erfolgen kann und zum anderen die Statik der gesamten Anlage lediglich auf ein geringeres Gewicht ausgelegt werden muss. Besonders in solch montageunfreundlichen Bedingungen (die Montage erfolgt oft im Freien und die Wartung in mehreren 10 m Hohe) verhindert auch die mögliche Vorbefettung des Lagers zuverlässig eine Verunreinigung während der Montage und eine daraus resultierende Beschädigung des Lagers.
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Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, bezugnehmend auf die beigefügten Figuren, erläutert. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Wälzlagers im eingebauten Zustand;
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2 eine Ausschnittvergrößerung eines Ausführungsbeispiels eines Wälzlagers;
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3 eine weitere Ausschnittvergrößerung des Ausführungsbeispiels von 2
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4 eine Ansicht des Wälzlagers von 2 im eingebauten Zustand;
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5 eine Ausschnittvergrößerungen der Ansicht von 4;
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6 eine Ausschnittvergrößerung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Wälzlagers;
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7 eine Ausschnittvergrößerung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Wälzlagers;
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8 ein Ausschnitt einer Ansicht des Wälzlagers von 7;
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9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wälzlagers;
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10 ein Ausschnitt einer Ansicht des Wälzlagers von 9; und
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11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wälzlagers, bei dem als Wälzkörper Zylinderrollen verwendet werden.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Wälzlagers im eingebauten Zustand, um die Einbausituation der gedichteten Wälzlager allgemein verdeutlichen. Wenngleich in 1 und in den darauffolgenden Ausschnittsvergrößerungen erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele von Wälzlagern allein doppelreihige Tonnenrollenlager dargestellt sind, versteht es sich dabei von selbst, dass in alternativen Ausführungsbeispielen sämtliche Wälzlagertypen, beispielsweise Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager, Nadellager, Kugellager usw. verwendet werden können.
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Das in 1 dargestellte Wälzlager umfasst einen ersten Lagerring 2 sowie einen diesem radial gegenüberliegenden zweiten Lagerring 4. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der erste Lagerring 2 der Lageraußenring und der zweite Lagerring 4 der Lagerinnenring. Als radiale Richtung 3 sollen, der üblichen Notation folgend, sämtliche zur Rotationsachse (der axialen Richtung 5) senkrechten Richtungen verstanden werden. In radialer Richtung verlaufend bezeichnet im Folgenden jede Richtung parallel zu einer radialen Richtung, also insbesondere sowohl in Richtung von dem Innenring nach außen als auch von dem Außenring nach innen.
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Zusätzlich zu einem herkömmlichen Wälzlager weist das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Wälzlagers ein Dichtelement 6 auf, das das Lager abdichtet und welches im in 1 gewählten Maßstab nur schematisch dargestellt ist. Das Dichtelement besteht aus einem mit einer axialen Stirnfläche des Lageraußenrings 2 formschlüssig verbundenen Dichtungsträger und einem an diesem angebrachten Dichtungsprofil, das sich vom Dichtungsträger bis zu einer Gegenlauffläche am Lagerinnenring 4 erstreckt. Für die Erläuterung der Details verschiedener Ausführungsbeispiele von Wälzlagern mit Dichtelement 6 wird auf die nun folgenden Figuren verwiesen, die jeweils Ausschnittsvergrößerungen des in 1 markierten, kreisförmigen Ausschnitts 7 für verschiedene Ausführungsbeispiele von Wälzlagern darstellen. Dies gilt insbesondere für die 2, 3, 6 und 7.
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Wie in 2 ersichtlich, besteht das Dichtelement 6 aus einem Dichtungsträger 8 sowie einer an dem Dichtungsträger 8 befestigten Dichtlippe 10. Im vorliegenden Fall ist also das Dichtungsprofil in Form einer Dichtlippe 10 ausgeführt. Der Dichtungsträger 8 kann sowohl einstückig als auch mehrteilig ausgebildet sein. Der Dichtungsträger 8 ist an einer axialen Stirnfläche 9 des Lageraußenrings 2 kraftschlüssig befestigt, so dass dieser nach der Verbindung mit dem Lageraußenring 2 jederzeit wieder demontierbar ist. Der Dichtungsträger 8 erstreckt sich in der radialen Richtung 3 vom Lageraußenring 2 um eine vorbestimmte Strecke in Richtung des Lagerinnenrings 4. In einigen Ausführungsbeispielen besteht der Dichtungsträger 8 aus einem starren, unflexiblen Material und dichtet somit den oberen Teil des in 2 dargestellten Lagers ohne flexible Dichtmaterialien ab. Das Material kann jedes starre Material sein, beispielsweise ein Metall oder ein Kunststoff. Die Dichtlippe 10 wiederum ist an dem Dichtungsträger 8 angebracht und erstreckt sich von der dem Lageraußenring 2 abgewandten Seite des Dichtungsträgers 8 bis zu einer Gegenlauffläche 12, die Teil des Lagerinnenrings 2 ist. Erstrecken bedeutet bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen, dass die Dichtlippe 10 die Gegenlauffläche 12 berührt, so dass über die Dichtlippe 12 eine Dichtungsfunktion erfüllt wird, da der innere Teil des Lagers durch das Dichtelement 6 von der äußeren Umgebung abgedichtet wird.
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Im vorliegenden Fall ist die Dichtlippe 10 kraftschlüssig mit dem Dichtungsträger 8 verbunden. Dabei wird, wie in 2 beispielhaft dargestellt, die Dichtlippe 10 mittels eines Konter-Blechs bzw. eines Rings und der dargestellten Mutter gegen den Dichtungsträger 8 gedrückt, um die Dichtlippe 10 in ihrer Position zu fixieren und gleichzeitig zu ermöglichen, dass die Dichtlippe 10 wieder vom Dichtungsträger 8 demontiert werden kann. Selbstverständlich sind in weiteren Ausführungsbeispielen andere Verbindungen zwischen Dichtlippe 10 und Dichtungsträger 8 möglich. So kann die Verbindung beispielsweise auch stoff- oder kraftschlüssig durch Kleben, Vulkanisieren, Klemmen, Crimpen oder ähnliche Verbindungsmethoden hergestellt werden. Prinzipiell gilt also, dass die Verbindung von Blechteilen untereinander (im Falle eines mehrteiligen Dichtungsträgers 8) und mit dem Dichtungsprofil bzw. der Dichtlippe 10 über die bekannten Verbindungstechniken wie Verschrauben, Verschweißen, Klemmen usw. form, -kraft- oder stoffschlüssig ausgeführt sein kann.
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Auch können in alternativen Ausführungsbeispielen andere Formen von Dichtungsprofilen 10 verwendet werden. Der Begriff Dichtungsprofil steht hier also allgemein für jegliche Art von dichtendem Material bzw. von geometrischen Formen, durch die eine Dichtwirkung erzielt werden kann. Als Material kann beispielsweise Polyurethan verwendet werden. Ebenso können auch andere als in 2 gezeigte Querschnitte von Dichtungsprofilen 10 verwendet werden. In einigen Ausführungsbeispielen wird beispielsweise eine ringförmige, radial umlaufende Dichtlippe 10 verwendet bzw. es werden Dichtungsprofile mit anderen Querschnitten, beispielsweise quadratisch, rechteckig, elliptisch, dreieckig oder dergleichen, verwendet. Die Dichtlippe 10 bzw. das Dichtungsprofil kann im Gegensatz zur gezeigten Skizze auch spiegelverkehrt eingebaut werden, was einen Fettaustritt über die Dichtlippe 10 von innen nach außen ermöglicht. Diese Anordnung kann dort eingesetzt werden, wo mit Verschleiß der Dichtlippe 10, beispielsweise durch stark verschmutzte Umgebungsbedingungen, zu rechnen ist.
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Um die Demontierbarkeit im eingebauten Zustand des Lagers zu gewährleisten, ist der Dichtungsträger 8 an einer axialen Stirnfläche 9 des Lageraußenrings 2 angebracht. D. h., die Befestigung erfolgt derart, dass sie von der Seite des Lagers auch im eingebauten Zustand gelöst werden kann. Beispielsweise darf in einigen Ausführungsbeispielen der Dichtungsträger 8 nicht über die axialen Stirnfläche 9 hinaus reichen und sich beispielsweise auch nicht in der axialen Richtung über den äußeren Durchmesser des Lageraußenrings 2 erstrecken, was ein Lösen der Verbindung im eingebauten Zustand verhindern würde. An einer axialen Stirnfläche 9 befestigt heißt also beispielsweise, dass der Dichtungsträger 8 in der axialen Richtung 5 auf die Seite des Lageraußenrings 2 gelegt werden kann, ohne von dem Lageraußenring 2 bzw. anderen Strukturen am Lageraußenring 2 gehindert zu sein. Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Befestigung des Dichtungsträgers 8 an einer axialen Stirnfläche 9 so ausgeführt, dass der montierte Dichtungsträger 8 bündig mit der restlichen Stirnfläche des Lageraußenrings 2 abschließt. In alternativen Ausführungsformen können jedoch die befestigten Dichtungsträger 8 in axialer Richtung 5 über die restliche, nicht vom Dichtungsträger 8 überdeckte, Stirnfläche des Lagers hinausragen, ohne die Funktion zu beeinträchtigen.
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Der Vollständigkeit halber sind in 2 auch die Wälzkörper 14, vorliegend Tonnenrollen, und die Laufbahn 16 des Lagerinnenrings 4 dargestellt. Die Gegenlauffläche 12, also diejenige Fläche, bezüglich derer die Dichtlippe 10 bewegt wird und die so die Dichtfunktion mit erfüllt, ist dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel auf dem Bord des Lagerinnenrings 4 angebracht bzw. wird durch diesen Bord gebildet. In alternativen Ausführungen kann die Gegenlauffläche 12 auch direkt durch die Laufbahn 16 gebildet werden, sofern sich diese weit genug an den Rand des Lagers erstreckt. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Gegenlauffläche auch von der Stirnfläche des Lagerinnenrings 4 gebildet werden, d. h. durch eine axiale Stirnfläche des Lagerinnenrings 4 bestehen oder durch diese gebildet werden. Anders ausgedrückt wird zwischen dem Dichtungsträger 8 und dem Lagerinnenring 4 ein Dichtungsring verbaut, sodass der Wälzlagerinnenring 4 die Gegenlauffläche zur Dichtlippe darstellt. Die Befestigung dieses Rings kann lösbar mittels Klemmung, Kleben, Einschnappen o. ä. erfolgen. In 2 ist die Befestigung beispielhaft als wieder lösbare Verschraubung dargestellt, die zwischen einem zusätzlichen Klemmring und dem Dichtungsträger den Dichtring verpresst bzw. klemmt.
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Die Zusammenschau der 2 und 3 verdeutlicht, wie die formschlüssige Verbindung zwischen dem Dichtungsträger 8 und dem Lageraußenring 2 im diskutierten Ausführungsbeispiel der Erfindung gewährleistet wird. Diese erfolgt vorliegend mittels eines Klemmelements 17, welches in eine Nut 18 im Lageraußenring 2 eingreift. Während der Montage, die in 3 angedeutet ist, wird das Klemmelement 17, nachdem der Dichtungsträger 8 relativ zum Lageraußenring 2 positioniert wurde, in die Nut 18 eingeführt und mittels der in 2 dargestellten Mutter oder Schrauben mit dem Dichtungsträger 8 verschraubt. Durch die Positionierung und die Form der Nut 18 wird der Dichtungsträger 8 über das formschlüssig mit ihm verbundene Klemmelement 17 an der axialen Stirnfläche 9 des Lageraußenrings 2 befestigt und kann jederzeit wieder gelöst werden. Um eine sichere Halterung des Dichtungsträgers 8 am Lageraußenring 2 zu gewährleisten, können radial umlaufend eine Mehrzahl solcher Klemmelemente 17 vorgesehen werden.
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4 zeigt eine Aufsicht in axialer Richtung 5 auf ein Ausführungsbeispiel eines Wälzlagers, bei dem der Dichtungsträger 8 wie soeben beschrieben durch Klemmelemente 17 an einer axialen Stirnfläche 9 des Lageraußenrings 2 befestigt ist. Wie aus 4 ersichtlich, sind radial umlaufend mehrere Klemmelemente 17 angebracht. In alternativen Ausführungsbeispielen kann, zur weiteren Versteifung oder zum besseren Übertragen der Kraft, ein Klemmenelement 17 auch großflächiger, parallel zum Lageraußenring 2 verlaufend ausgeführt werden. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird also die Verbindung des Dichtungsträgers 8 zum Lageraußenring 2 des Wälzlagers über die dargestellten Klemmelemente 17, die zur Versteifung des Dichtungsträgers 8 auch großflächig ausgebildet werden können, bewirkt. Mittels der Klemmelemente 17 wird über das Eingreifen in eine Nut 18 im Außenring 2 des Wälzlagers die Verbindung mit dem Wälzlager hergestellt. Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen kann zwischen dem Lageraußenring 2 und der Innenseite des Dichtungsträgers 8 ein zusätzliches Dichtungselement, beispielsweise ein Dichtungsring, verbaut werden, sofern die Dichtfunktion des gegen den Lageraußenring 2 gedrückten Dichtungshalters 8 ohne zusätzliches Dichtelement nicht ausreichen sollte.
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Der Dichtungsträger 8 kann aus einem Stück gefertigt sein, oder, wie in 4 beispielhaft dargestellt, aus mehreren Segmenten bestehen. In 4 sind 3 Segmente 20a, 20b und 20c dargestellt, die es ermöglichen, auch in schwierigen Einbaulagen den Dichtungsträger 8 vom Lageraußenring 2 zu lösen und die Dichtung bzw. das Dichtelement 6 zu entfernen bzw. zu erneuern. Bei einigen Ausführungsbeispielen mit segmentiertem Dichtungsträger 8 kann die Verbindung zwischen den einzelnen Segmenten durch Verbindungsplatten oder andere form- oder kraftschlüssige Verbindungen zusätzlich verstärkt werden. Wie aus der Ausschnittvergrößerung des in 4 hervorgehobenen Bereichs 22 ersichtlich ist, die in 5 dargestellt ist, ist bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die Verbindung mittels einer Verbindungsplatte 24 hergestellt, die mit den angrenzenden Segmenten 20a und 20b des Dichtungsträgers 8 verschraubt ist.
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Die 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Wälzlagern, die sich hinsichtlich der Implementierung des Dichtelements 6 von dem im Vorhergehenden diskutierten Ausführungsbeispiel unterscheiden. Die übrigen Elemente wie Lageraußenring 2, Lagerinnenring 4, Wälzkörper 14 und Laufbahn 16 des Lagerinnenrings entsprechend den bislang diskutierten, so dass sich die nun folgende Diskussion sich auf die Unterschiede zum anhand von 2 diskutierten Ausführungsbeispiel beschränken kann.
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Im in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Dichtungsträger 8 nicht geklemmt, sondern mittels einer Schraube 25 direkt mit dem Lageraußenring 2 bzw. dessen axialer Stirnfläche 9 verschraubt, um die Demontierbarkeit des Dichtelements 6 zu gewährleisten.
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Im in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Dichtungsträger 8 über ein bogenförmiges Klemmelement 26, welches in eine Nut 30 im Lageraußenring 2 eingreift, mit dem Lageraußenring 2 verbunden. Das bogenförmige Klemmelement 26, das auch in der in 8 dargestellten Aufsicht auf das zusammengebaute Lager dargestellt ist, wird zunächst auf den bereits positionierten Dichtungsträger 8 innerhalb einer Ausnehmung 28 des Dichtungsträgers 8 aufgesetzt und dann radial nach außen in die Nut 30 im Außenring 2 bewegt. In dieser Position kann das bogenförmige Klemmelement 26, beispielsweise mittels einer Madenschraube oder einer herkömmlichen Schraube geklemmt werden, indem die Schraube bzw. die Madenschraube in ein Gewinde 32 im bogenförmigen Klemmelement 26 geschraubt wird, sodass ein Druck auf den Dichtungsträger 8 ausgeübt wird. Die Ausnehmung 28 braucht dabei, wie in 8 dargestellt, radial nicht vollständig umzulaufen. 8 zeigt, dass sich die Ausnehmung 28 lediglich über ein Segment erstreckt, das größer ist, als die Segmentgröße des bogenförmigen Klemmelements 26. Dieses kann somit an der in 8 dargestellten Position eingesetzt werden. Nach dem Einsetzen kann das Klemmelement 28 relativ zum Dichtungsträger 8 nach links bzw. rechts bewegt werden, um so Platz für ein weiteres Klemmelement zu schaffen. Auf diese Art können sukzessive alle Klemmelemente eingesetzt und anschließend verschraubt werden. Bei dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel können bei geeigneter geometrischer Dimensionierung die Klemmelemente 28 zusätzlich dazu verwendet werden, den Dichtungsträger 8 bezüglich des Lagers zu zentrieren.
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Bei den in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Orientierung der Dichtlippe 10 anders als bei den vorhergehend diskutierten Ausführungsbeispielen. Die Dichtlippe 10 weist hier in axialer Richtung nach außen, während sie bei anderen Ausführungsbeispielen axial nach innen weist. Die Anordnung von 7 ermöglicht einen kontrollierten Fettaustritt, so dass trotz bestehender Dichtfunktion beispielsweise ein permanenter Schmiermittelaustausch und damit eine Reinigung des Lagers erfolgen kann. Alternativ können in weiteren Ausführungsbeispielen auch Dichtungsprofile zum Einsatz kommen, die keine Vorzugsrichtung haben bzw. symmetrisch sind.
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9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wälzlagers, bei dem der Dichtungsträger 8 mittels eines Bajonettverschlusses 34 an die Stirnfläche des Lageraußenrings 2 gepresst und dadurch fixiert wird. In der in 9 gezeigten Schnittansicht befindet sich der Bajonettverschluss 34 im eingerasteten Zustand, in dem der Bajonettverschluss 34 in eine Nut 30 am Außenring 2 eingreift und dadurch den Dichtungsträger 8 gegen eine Dichtung 36 sowie gegen die Stirnfläche des Lageraußenrings 2 drückt.
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10 zeigt eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel von 9, in der die Funktionsweise des Bajonettverschlusses 34 verdeutlicht wird. Der Bajonettverschluss 34 weist vier Eingriffe 38 für ein Werkzeug auf, mittels dessen der Bajonettverschluss 34 relativ zum Dichtungsträger 8 bewegt, bzw. gedreht werden kann. Mittels eines geeigneten Werkzeugs kann zum Lösen der Verbindung der Bajonettverschluss 34 beispielsweise entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, so dass der Eingriff des Bajonettverschlusses 34 in die Nut 30 gelöst wird und der Dichtungsträger 8 abgenommen werden kann. Dabei kann der Dichtungsträger 8 sowohl einteilig, also einstückig radial komplett umlaufend, als auch mehrteilig ausgebildet sein.
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11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem als Wälzkörper 14 Kegelrollen verwendet werden. Aufgrund der anderen Lagergeometrie und des anderen Lagertyps unterscheidet sich natürlich die Form des Dichtungsträgers 8 von der Form der Dichtungsträger der vorhergehenden Ausführungsbeispiele. Nichtsdestotrotz erstreckt sich auch hier der Dichtungsträger 8 von einem ersten Lagerring 2 in radialer Richtung hin zu einem zweiten Lagerring 4. Zwischen Dichtungsträger 8 und Lageraußenring 2 ist hier aus Gründen der Abdichtung eine weitere Dichtung 40 vorgesehen. Der Dichtungsträger 8 wird mittels eines Klemmblechs 42, das in eine Nut 44 am Außenring 2 eingreift, am Außenring 2 fixiert. Mittels des gleichen Klemmblechs 42 wird das Dichtungsprofil 10 am Dichtungsträger 8 fixiert, so dass vorliegend mittels einer einzigen Schraube 46 sowohl eine lösbare Verbindung zwischen Dichtungsprofil 10 und Dichtungsträger 8 als auch zwischen Dichtungsträger 8 und Lageraußenring 2 hergestellt werden kann.
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Als weiteres optionales Feature zeigt 11 ein radial umlaufendes Verstärkungselement 46 bzw. einen radial umlaufenden Stahlring, um die Anpresskraft des Dichtungsprofils 10 auf der Gegenlauffläche 12 und somit die Dichtwirkung zu erhöhen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- erster Lagerring
- 3
- radiale Richtung
- 4
- zweiter Lagerring
- 5
- axiale Richtung
- 6
- Dichtelement
- 7
- Ausschnitt
- 8
- Dichtungsträger
- 9
- axiale Stirnfläche
- 10
- Dichtungsprofil
- 12
- Gegenlauffläche
- 14
- Wälzkörper
- 16
- Laufbahn
- 17
- Klemmelement
- 18
- Nut
- 20a, b, c
- Segment
- 24
- Verbindungsplatte
- 25
- Schraube
- 26
- bogenförmiges Klemmelement
- 28
- Ausnehmung
- 30
- Nut
- 32
- Gewinde
- 34
- Bajonettverschluss
- 36
- Dichtung
- 38
- Eingriff
- 40
- weitere Dichtung
- 42
- Klemmblech
- 44
- Nut
- 46
- Schraube
- 48
- radial umlaufendes Verstärkungselement
