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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen zur dichtenden Wechselwirkung mit wenigstens einer Dichtlippe vorgesehenen Dichtungsring, insbesondere Signalgeberring, wobei der Dichtungsring ein in ein radial verlaufendes Trägerteil übergehendes zylindrisches Befestigungsteil aufweist, am radial verlaufenden Trägerteil ein Elastomer befestigt ist und ein Endstück des Elastomers ein radial äußeres Ende des radial verlaufenden Trägerteils radial abdeckt. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Dichtungsanordnung für Wälzlager, insbesondere Kassettendichtungen für Wälzlager, mit einem derartigen Dichtungsring.
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Stand der Technik
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Hintergrund der Erfindung
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Sensoranordnungen für die Drehzahlmessung wurden in der Vergangenheit regelmäßig in Wälzlagerdichtungen integriert. Dazu wurden Dichtungsringe, beziehungsweise Schleuderringe, mit sogenannten Encodern ausgestattet, die eine Folge von Nord- und Südpolen aufweisen. Die zeitliche Abfolge, die sich bei der Rotation der Welle oder Radnabe einstellt, wird in einem Sensor detektiert und in eine Drehgeschwindigkeit abgeleitet. Bei Antiblockiersystemen (ABS) werden diese Drehgeschwindigkeitsmessungen regelmäßig eingesetzt.
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Vorgenannte Dichtungsanordnungen können in Wälzlager, wie zum Beispiel Radlager, integriert werden, die mit dem Signalgeberring ausgeliefert und montiert werden können.
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Aus
JP 2011 089633 sind Signalgeberringe bekannt, die radial außen in mit einer zylindrischen Außenfläche abschließen und den radial verlaufenden Teil des Signalgeberringes radial umfassen. Eine Förderwirkung nach außen entsteht hier nicht.
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Leider ist es meist nicht förderlich die Öffnung noch mit einer Dichtlippe abzudichten, wie es aus der
DE 38 38 824 A1 bekannt ist, weil diese viel Bauraum benötigt und im abgeschliffenen Stadium sogar das Schmutzwasser in der Dichtungsanordnung hält.
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Aufgabenstellung
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher unter Beibehaltung der üblichen Dichteigenschaften der Dichtungsanordnung eine möglichst effektive Rückförderung des in die Dichtungsanordnung eingedrungenen Schmutzwassers zu erzielen.
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Die Aufgabe wird bei einem Dichtungsring der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Endstück radial außenseitig eine in Richtung einer axialen Außenfläche des Elastomers eine in Radialrichtung ansteigende Schräge aufweist.
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Der Erfindung liegt die Kenntnis zugrunde, dass außen gelegene Abrißkanten meist dazu beitragen im Stillstand Schmutzwasser in die Dichtungsanordnung zu befördern. Ferner führt die Alternative einer radialen Dichtlippe zum Verschließen der axialen Öffnung zu dem Problem viel Bauraum zu verschwenden. Nachdem die Dichtlippe abgetragen ist, verhindert diese dann das Entweichen des Schmutzwassers nach außen.
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Erfindungsgemäß ist der Signalgeberring zur dichtenden Wechselwirkung mit wenigstens einer Dichtlippe vorgesehen. Dies kann dadurch geschehen, dass die Kontaktflächen zum schleifenden Anliegen der Dichtlippen zur Verfügung gestellt werden, d. h. der Signalgeberring beispielsweise, eine rostfreie Oberfläche aufweisen, oder für axiale oder radiale Dichtlippen ausgerichtet sind.
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Der Dichtungsring weist ein in ein radial verlaufendes Trägerteil übergehendes zylindrisches Befestigungsteil auf. Im Längsschnitt bilden beide Teile im Wesentlichen einen rechten Winkel (90 Grad) miteinander aus. Am radial verlaufenden Trägerteil ist ein Elastomer befestigt. Das Elastomer besteht aus einem elastischen Kunststoff, der magnetisierte oder magnetisierbare Partikel enthalten kann. Die Partikel können gleichmäßig im Elastomer verteilt sein oder nur in bestimmten Bereichen auftreten. So ist es beispielsweise sinnvoll am als Encoder ausgeführten Elastomer angeformte statische Dichtungen oder Hintergriffe nicht mit derartigen Partikeln zu versehen. Ein Endstück des Encoders deckt ein radial äußeres Ende des radial verlaufenden Trägerteils radial ab. Diese radiale Abdeckung erfordert ebenfalls keine Anreicherung mit Partikeln. Im Sinne einer einfacheren Herstellung können aber auch an den genannten Stellen Partikel vorhanden sein.
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Das Endstück weist radial außenseitig eine in Richtung einer axialen Außenfläche des Elastomers eine in Radialrichtung ansteigende Schräge auf. Diese Schräge wandelt bei der Rotation des Signaleberringes die bekannte Schleuderbewegung teilweise in eine axiale Förderbewegung um, wobei durch die axiale Öffnung beim Endstück Schmutzwasser nach außen befördert werden kann. Vorteilhafterweise kann die Öffnung nun sehr klein gewählt werden und außenseitig in einer Ebene liegen, die radial innen von der Außenfläche des Elastomers und radial außen von einem Trägerring, einem Wälzlagerring oder einem anderen feststehenden Bauteil gebildet wird und wodurch das Schmutzwasser bei Stillstand des Signalgeberringes daran gehindert wird in die axiale Öffnung zu fließen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform geht die Schräge in Richtung der axialen Außenfläche des Elastomers in eine öffnungsbildende Ringfläche, insbesondere zylindrische Ringfläche, über, wobei die Ringfläche an die axiale Außenfläche grenzt. Die öffnungsbildende Ringfläche bildet mit dem radial außen liegenden Gegenstück, beispielsweise einem Trägerring, einem Wälzlagerring oder einem anderen feststehenden Bauteil die axiale Öffnung, die derart klein gewählt werden kann, dass bei der Rückförderung eine Drosselwirkung entsteht.
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Vorteilhafterweise geht die Schräge in Richtung der axialen Innenfläche des Elastomers in eine zylindrische Fläche über, wobei die zylindrische Fläche an die axiale Innenfläche grenzt. Somit ist sichergestellt, dass kein Hindernis für das Schmutzwasser entsteht, welches die Dichtungsanordnung verlassen soll. Die Schleuderwirkung treibt das Schmutzwasser an der Innenfläche, die in Richtung des zylindrischen Befestigungsstückes des Signalgeberringes orientiert ist, radial nach außen. Danach wird das Schmutzwasser durch die Schräge axial beschleunigt und kann die Dichtungsanordnung über die öffnungsbildende Ringfläche verlassen.
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Bevorzugt begrenzt die Schräge zusammen mit einer zweiten Schräge die öffnungsbildende Ringfläche axial beidseitig begrenzt und die zweite Schräge in Richtung der axialen Außenfläche des Elastomers eine in Radialrichtung abfallende, zweite Schräge ist. Damit nimmt die öffnungsbildende Ringfläche eine radial äußere Position ein und kann als Abschleuderhilfe verwendet werden. Damit ist das abgeschleuderte Wasser besser ableitbar und das radiale Gegenstück der öffnungsbildende Ringfläche kann zur vorteilhaften Wasserableitung entsprechend dem radial abgeschleuderten Wasserstrom werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Schräge die axiale Innenfläche und/oder an die axiale Außenfläche grenzt, sofern keine Drosselung gewünscht ist. Ferner kann die Förderwirkung mit dem Schrägenwinkel festgelegt werden, wobei zunächst kein Schmutzwasser bei Stillstand eindringen soll. Dank der meist hohen Rotationsgeschwindigkeit während des Betriebes sind flache Winkel, wie zum Beispiel zwischen 5 und 30 Grad der Schrägen bezogen auf die Rotationsachse des Signalgeberringes für die Erzeugung der Förderwirkung ausreichend. Als ideal haben sich Winkel zwischen 5 und 15 Grad erwiesen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Dichtungsring als Signalgeberring ausgeführt, dessen Elastomer magnetisierte oder magnetisierbare Partikel enthält und einen Encoder bildet. Damit kann das Elastomer nicht nur zur Bildung einer Labyrinthdichtung beitragen, sondern auch als Signalgeber in einer Sensoranordnung, insbesondere Drehzahlmessanordnung, dienen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform, wie zum Beispiel einer Dichtungsanordnung, die als Kassettendichtung ausgeführt ist, mit einem Signalgeberring und einem Dichtungsring, wobei der Dichtungsring einen wenigstens die Dichtlippe haltenden Trägerring aufweist, stellt sich der gewünschte Fördereffekt ein, wobei dem Endstück eine zylindrische Innenfläche des Befestigungsstückes des Dichtungsrings, eines feststehenden Lagerringes oder eines anderen zylindrischen Bauteils gegenüberliegt.
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Vorteilhafterweise bildet die öffnungsbildende Ringfläche zusammen mit dem zylindrischen Befestigungsstück, dem feststehenden Lagerring oder dem anderen zylindrischen Bauteil die ringförmige, axiale Öffnung. Damit ist der Dichtungsring in mehreren Dichtumgebungen einsetzbar.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Kassettendichtung mit einem Dichtungsring und einem als Signalgeberring ausgeführten Dichtring, und
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2 ein Dichtungsring als Alternative zum Dichtungsring der 1.
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Ausführungsbeispiel
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Kassettendichtung mit einem Dichtungsring 2, 3 und einem Signalgeberring, die im Bereich B der Öffnung zur Wälzlagerumgebung einen Fördermechanismus aufweist. Der Dichtungsring 2, 3 wird in eine feststehende Bohrung der Wälzlagerhalterung eingesetzt und der Signalgeberring mittels des Befestigungsstückes 6 auf einer Welle oder einem anderen drehenden Teil des Lagers befestigt. Ein Sensor, der mit dem Encoder 8 in Wechselwirkung steht, ist nicht abgebildet.
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Vorteilhaft ist, dass die Stirnseite S des zylindrischen Befestigungsstückes 1 in der gleichen gedachten Ebene liegt, wie auch die axiale Außenseite A des Encoders 8. Damit kann eine radiale Ableitung des Schmutzwassers gewährleistet werden. Ein Versatz zur Stirnseite S ist auch machbar. Die Rotationsachse des Signalgeberringes steht senkrecht auf dieser gedachten Ebene, in der auch die axiale Öffnung 14 angeordnet ist.
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Außenseitig sind keine Abrißkanten oder Dichtlippen angebracht, womit bei kleinstmöglicher Ausführung der axialen Öffnung 14 ein Eindringen von Schmutzwasser sehr gut verhindert werden kann.
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Vorteilhafterweise bedient sich der Rückfördermechanismus einer innerhalb der Kassettendichtung angeordneten Schräge, die in Bezug zur Rotationsachse 10 Grad angestellt ist und konische Form hat. Mit anderen Worten, der Öffnungswinkel des Konussegmentes, welches durch die Schräge gebildet wird, beträgt 20 Grad.
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Die öffnungsbildende Fläche 11 ist zylindrisch, wirkt zwar als Drossel, bildet aber zusammen mit der zylindrischen Fläche des Befestigungsstückes 1 eine wirksame Spaltdichtung direkt an der Öffnung 14.
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Das Endstück 10 umfasst den radial verlaufenden Trägerteil 9 radial, aber auch beidseitig axial. Somit entsteht erstens ein Hintergriff des elastischen Teils 3 für einen besseren Halt des Encoders 8 und zweitens ein axial größeres Endstück 10 zur Ausbildung der Schräge 13, der zylindrischen Flächen 12 und 14.
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2 zeigt einen alternativen Dichtungsring für die Dichtungsanordnung der 1. Im Vergleich zum Dichtungsring 7 der 2 weist er noch eine zusätzliche, zweite Schräge 15 auf, die es erlaubt über die öffnungsbildende Ringfläche 11 beim Schleudern des Dichtungsringes Wasser abzuleiten. Die zweite Schräge 15 grenzt an die Außenfläche A und auch an die öffnungsbildende Ringfläche 11 und bildet somit den Übergangsbereich dieser beiden Flächen.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen zur dichtenden Wechselwirkung mit wenigstens einer Dichtlippe 4, 5, 6 vorgesehenen Signalgeberring 7, der ein in ein radial verlaufendes Trägerteil 9 übergehendes zylindrisches Befestigungsteil 6 aufweist, am radial verlaufenden Trägerteil 9 ein Encoder 8 befestigt ist und ein Endstück 10 des Encoders 8 ein radial äußeres Ende des radial verlaufenden Trägerteils 9 radial abdeckt. Es soll möglichst viel von dem in das Dichtungslabyrinth der Dichtungsanordnung eingedrungenem Schmutzwasser wieder aus der Dichtungsanordnung herausbefördert werden. Dazu weist innerhalb der Dichtungsanordnung das Endstück 10 radial außenseitig eine in Richtung einer axialen Außenfläche A des Encoders 8 eine in Radialrichtung ansteigende Schräge 13 auf. Somit sind keine außenseitigen Abrißkanten notwendig und auch keine Bauraum einnehmende und die Öffnung verschließende Dichtlippe.
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Bezugszeichenliste
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- A
- Außenseite
- B
- Öffnungsbereich
- I
- Innenseite
- S
- Stirnseite
- 1
- zylindrischer Befestigungsstück
- 2
- Trägerblech
- 3
- elastisches Teil
- 4
- radiale Dichtlippe
- 5
- axiale Dichtlippe
- 6
- zylindrischer Befestigungsstück
- 7
- scheibenförmiger Bereich
- 8
- Encoder/Elastomer
- 9
- Trägerteil
- 10
- Endstück
- 11
- öffnungsbildende Ringfläche
- 12
- zylindrische Fläche
- 13
- Schräge
- 14
- Öffnung
- 15
- zweite Schräge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011089633 [0004]
- DE 3838824 A1 [0005]
