DE102013206349A1 - Seal and bearing - Google Patents
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Abstract
Eine Dichtung (210) gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Lager (100), das einen ersten (120) und einen zweiten Lagerring (140) umfasst, umfasst eine Elastomerstruktur (220), wobei die Dichtung (210) derart ausgebildet ist, um wenigstens teilweise ein Volumen (230) zwischen dem ersten (120) und dem zweiten Lagerring (140) bezüglich eines Mediums abzudichten, wobei die Dichtung (210) derart ausgebildet ist, dass das Medium die Dichtung (210) nicht passieren kann, und wobei die Elastomerstruktur (220) derart ausgebildet ist, sodass diese bei einer Druckänderung auf einer Seite der Elastomerstruktur (220) mit einer Formänderung ohne im Wesentlichen eine Änderung der Dichtwirkung während der Formänderung reagiert. Hierdurch kann gegebenenfalls ein Dichtverhalten einer Dichtung bei unterschiedlichen Bedingungen verbessert werden.A seal (210) according to an exemplary embodiment for a bearing (100), which comprises a first (120) and a second bearing ring (140), comprises an elastomer structure (220), the seal (210) being designed to at least partially to seal a volume (230) between the first (120) and the second bearing ring (140) with respect to a medium, the seal (210) being designed in such a way that the medium cannot pass through the seal (210), and the elastomer structure ( 220) is designed in such a way that it reacts to a change in pressure on one side of the elastomer structure (220) with a change in shape without essentially changing the sealing effect during the change in shape. In this way, a sealing behavior of a seal can possibly be improved under different conditions.
Description
In vielen Bereichen des Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbaus tritt bei der Führung von Drehbewegungen die Herausforderung auf, dass das dazu verwendete Lager mit einem Schmierstoff oder einem Schmiermittel befüllt ist, welches nicht an die Umwelt abgegeben werden soll. Gleichzeitig soll das Lager oder sein Schmierstoff jedoch auch nicht durch Umwelteinflüsse kontaminiert werden. Zu diesem Zweck wird im Rahmen der entsprechenden Lager häufig eine Dichtung eingesetzt, die sowohl einen Austrag des Schmiermittels, wie auch einen Eintrag von Kontaminationen, also beispielsweise Wasser, Staub oder anderen Schmutzpartikeln, unterbinden soll. In many areas of mechanical, plant and vehicle construction, the challenge of guiding rotary movements is that the bearing used for this purpose is filled with a lubricant or a lubricant which is not intended to be released into the environment. At the same time, however, the bearing or its lubricant should not be contaminated by environmental influences. For this purpose, a seal is often used in the context of the corresponding bearing, which should prevent both a discharge of the lubricant, as well as an entry of contaminants, such as water, dust or other dirt particles.
Diese Herausforderung wird in vielen Fällen dadurch erschwert, dass das betreffende Lager stark unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt ist, die beispielsweise umgebungsbedingt, jedoch auch betriebsbedingt auftreten können. So kann durch eine solche Temperaturänderung ein Volumen eines Gases, also beispielsweise der Luft, die in dem Lager eingeschlossen ist, sich derart stark ausdehnen oder zusammenziehen, dass über die Dichtung ein Druckausgleich mit der Umgebung stattfindet. Im Falle einer steigenden Temperatur kann so durch eine sich kurzzeitig zumindest öffnende Dichtung Schmiermittel an die Umgebung gelangen, während im Fall stark absinkender Temperaturen zusammen mit einem von der Umgebung in das Innere des Lagers einströmenden Gas (z. B. Luft) auch entsprechende Kontaminationen mitgerissen werden können. In many cases, this challenge is made more difficult by the fact that the bearing in question is exposed to very different temperatures, which can occur, for example, as a result of the environment, but also because of operational conditions. Thus, such a temperature change, a volume of a gas, so for example, the air that is trapped in the camp, expand or contract so much that over the seal takes place a pressure equalization with the environment. In the case of a rising temperature, lubricants can thus reach the environment through a gasket which at least opens for a short time, while in the case of strongly falling temperatures together with a gas (for example air) flowing into the interior of the bearing from the environment, corresponding contaminations are also entrained can be.
Konventionell wird diesem Verhalten durch ein Minimieren des Innenvolumens des Lagers konstruktiv begegnet. Je nach konkreter Anwendung kann jedoch eine solche Reduktion des freien Volumens des Lagers gegebenenfalls das zuvor beschriebene Problem nicht lösen. So kann es beispielsweise selbst bei einer Minimierung des betreffenden Gasvolumens zu einer so starken Erhitzung des Lagers kommen, dass ein Gasaustritt bzw. -eintritt und damit gegebenenfalls ein Schmiermittelaustrag oder ein Kontaminationseintrag auftreten kann. Auch kann es gegebenenfalls konstruktiv nur schwierig möglich sein, das betreffende freie Volumen des Lagers zu reduzieren. Conventionally, this behavior is counteracted by minimizing the internal volume of the bearing. Depending on the specific application, however, such a reduction of the free volume of the bearing may not solve the problem described above. Thus, for example, even if the relevant gas volume is minimized, the bearing can become so hot that gas escaping or entering and, if appropriate, lubricant discharge or contamination can occur. Also, it may possibly be difficult to constructively reduce the respective free volume of the bearing.
Nicht nur bei sich ändernden Temperaturen, sondern auch bei anderen Änderungen von Betriebs- oder Umweltbedingungen, beispielsweise in Form von Drücken, können die vorgenannten Herausforderungen entstehen lassen. Not only with changing temperatures, but also with other changes of operating or environmental conditions, for example in the form of pressures, the aforementioned challenges can arise.
Es besteht daher ein Bedarf, ein Dichtverhalten einer Dichtung bei unterschiedlichen Bedingungen zu verbessern. There is therefore a need to improve a sealing behavior of a seal under different conditions.
Diesem Bedarf tragen eine Dichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Lager gemäß Patentanspruch 9 Rechnung. This need bear a seal according to claim 1 and a bearing according to claim 9 bill.
Eine Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Lager, das einen ersten und einen zweiten Lagerring umfasst, weist eine Elastomerstruktur auf, wobei die Dichtung derart ausgebildet ist, um wenigstens teilweise ein Volumen zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerring bezüglich eines Mediums abzudichten. Die Dichtung ist hierbei derart ausgebildet, dass das Medium die Dichtung nicht passieren kann. Die Elastomerstruktur ist ferner ausgebildet, sodass diese bei einer Druckänderung auf einer Seite der Elastomerstruktur mit einer Formänderung reagiert, ohne im Wesentlichen eine Änderung der Dichtwirkung während der Formänderung herbeizuführen oder zu erlauben. A seal according to an embodiment for a bearing comprising a first and a second bearing ring has an elastomeric structure, wherein the seal is adapted to at least partially seal a volume between the first and the second bearing ring with respect to a medium. The seal is in this case designed such that the medium can not pass the seal. The elastomeric structure is further configured to respond to a change in shape with a change in pressure on one side of the elastomeric structure without substantially causing or allowing a change in the sealing effect during the deformation.
Einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt so die Erkenntnis zugrunde, dass durch das Vorsehen der Elastomerstruktur, welche auf eine Druckänderung auf einer Seite mit einer entsprechenden Formänderung reagiert, ohne dass eine Änderung der Dichtwirkung, beispielsweise durch eine Verringerung der Druckdifferenz zwischen Umwelt und Lagerinnenraum, während der Formänderung eintritt, das Dichtverhalten einer solchen Dichtung auch bei unterschiedlichen Umweltbedingungen verbessert werden kann. So kann beispielsweise bei unterschiedlichen Temperaturen und/oder unterschiedlichen Drücken durch den Einsatz einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ihr Dichtverhalten verbessert werden. Die Elastomerstruktur ist somit derart ausgebildet, dass diese eine Druckänderung wenigstens teilweise durch eine entsprechende Formänderung kompensierbar macht. Eine Änderung der Dichtwirkung, beispielsweise ein kurzzeitiges Zusammenbrechen derselben kann so durch die Fähigkeit der Elastomerstruktur, eine entsprechende Formänderung zu bewirken, gegebenenfalls vermieden werden. A seal according to an embodiment is based on the finding that by providing the elastomer structure, which responds to a change in pressure on one side with a corresponding change in shape, without a change in the sealing effect, for example by reducing the pressure difference between the environment and the bearing interior, during the change in shape occurs, the sealing behavior of such a seal can be improved even under different environmental conditions. Thus, for example, at different temperatures and / or different pressures through the use of a seal according to an embodiment, their sealing behavior can be improved. The elastomeric structure is thus designed such that it makes a pressure change at least partially compensated by a corresponding change in shape. A change in the sealing effect, for example, a brief collapse of the same can thus be avoided if necessary by the ability of the elastomeric structure to effect a corresponding change in shape.
Bei einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Dichtung ausgebildet sein, um mit einem ersten Lagerring des Lagers verbunden zu werden. Die Dichtung kann ferner ausgebildet sein, sodass diese bezüglich eines von dem ersten Lagerring verschiedenen zweiten Lagerrings berührungsfrei ist. Hierdurch kann es möglich sein, eine Reibung zwischen der Dichtung und dem zweiten Lagerring zu reduzieren, wenn nicht sogar vollständig zu vermeiden. So kann hierdurch gegebenenfalls ein Verschleiß der Dichtung, sowie alternativ oder ergänzend auch eine durch eine Wechselwirkung der Dichtung mit dem zweiten Lagerring bewirkte Reibung reduziert, gegebenenfalls sogar vollständig vermieden werden. Hierdurch kann gegebenenfalls eine Temperaturentwicklung zwischen der Dichtung und dem zweiten Lagerring aufgrund einer zwischen diesen bestehenden Reibung reduziert oder vermieden werden. In a seal according to an embodiment, the seal may be configured to be connected to a first bearing ring of the bearing. The seal may also be designed such that it is non-contacting with respect to a second bearing ring which is different from the first bearing ring. This may make it possible to reduce, if not avoid completely, friction between the seal and the second bearing ring. Thus, this may optionally reduce wear of the seal, as well as alternatively or additionally also caused by an interaction of the seal with the second bearing ring friction, possibly even completely avoided. In this way, if appropriate, a temperature development between the seal and the second bearing ring due to a between them existing friction can be reduced or avoided.
Bei einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Elastomerstruktur einen Membranbereich umfassen, der derart ausgebildet ist, um die Formänderung der Elastomerstruktur wenigstens teilweise durch ein Durchbiegen des Membranbereichs zu ermöglichen. Hierdurch kann gegebenenfalls bereits durch konstruktiv einfache Mittel ein entsprechender Druckausgleich geschaffen werden, wobei der Membranbereich beispielsweise eine Ausnehmung in einer Verstärkungsstruktur der Dichtung bedecken oder überbrücken kann. In a gasket according to an embodiment, the elastomeric structure may include a membrane portion configured to allow the deformation of the elastomeric structure to be at least partially flexed by the membrane portion. As a result, if appropriate, a corresponding pressure equalization can already be created by structurally simple means, wherein the membrane region can, for example, cover or bridge a recess in a reinforcing structure of the seal.
Eine Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ferner eine Verstärkungsstruktur umfassen, die mit der Elastomerstruktur verbunden und derart ausgebildet ist, um an einem ersten Lagerring des Lagers befestigbar zu sein. Hierdurch kann gegebenenfalls eine mechanisch zuverlässige und mechanisch stabile Verbindung der Dichtung mit dem ersten Lagerring geschaffen werden. Ebenso kann z. B. der zuvor genannte Membranbereich der Elastomerstruktur eine Ausnehmung in der Verstärkungsstruktur bedecken oder überbrücken. A seal according to an embodiment may further include a reinforcing structure connected to the elastomeric structure and configured to be attachable to a first bearing race of the bearing. In this way, if appropriate, a mechanically reliable and mechanically stable connection of the seal with the first bearing ring can be created. Likewise, z. B. the aforementioned membrane area of the elastomeric structure cover a recess in the reinforcing structure or bridge.
Bei einer solchen Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Elastomerstruktur einen Membranbereich und einen Verbindungsbereich umfassen, wobei der Verbindungsbereich zwischen der Verstärkungsstruktur und dem Membranbereich angeordnet und derart ausgebildet ist, dass die Formänderung der Elastomerstruktur wenigstens teilweise durch eine Verformung des Verbindungsbereichs bewirkt wird. So kann ergänzend oder alternativ zu einer Verformung des Membranbereichs selbst auch der Verbindungsbereich zwischen der Elastomerstruktur und dem Membranbereich zur Formänderung und damit zum Druckausgleich beitragen. Der Verbindungsbereich kann beispielsweise wellenförmig, faltenförmig, S-förmig oder auf eine andere Art und Weise ausgeführt sein, sodass dieser eine leichte Verformbarkeit der Elastomerstruktur ermöglicht. In such a seal according to an embodiment, the elastomeric structure may include a diaphragm portion and a connection portion, wherein the connection portion between the reinforcing structure and the diaphragm portion is arranged and formed such that the deformation of the elastomeric structure is at least partially caused by deformation of the connection portion. Thus, in addition or as an alternative to a deformation of the membrane region itself, the connection region between the elastomer structure and the membrane region can also contribute to a change in shape and thus to pressure equalization. The connection region may, for example, be wave-shaped, fold-shaped, S-shaped or in another way, so that this allows easy deformability of the elastomeric structure.
Bei einer solchen Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Verbindungsbereich derart ausgebildet sein, um die Formänderung der Elastomerstruktur wenigstens teilweise durch eine Bewegung des Membranbereichs entlang einer axialen Richtung des Lagers zu ermöglichen. Die axiale Richtung des Lagers kann hierbei beispielsweise einer Symmetrieachse der Dichtung entsprechen, also mit dieser zusammenfallen oder zu dieser parallel verlaufen. In such a seal according to an embodiment, the connecting portion may be formed so as to allow the deformation of the elastomeric structure at least partially by a movement of the diaphragm portion along an axial direction of the bearing. The axial direction of the bearing can in this case correspond, for example, to an axis of symmetry of the seal, ie coincide with it or run parallel thereto.
So kann eine Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel beispielsweise rotationssymmetrisch ausgestaltet sein. Eine Komponente kann beispielsweise eine n-zählige Rotationssymmetrie aufweisen, wobei n eine natürliche Zahl größer oder gleich 2 ist. Eine n-zählige Rotationssymmetrie liegt dann vor, wenn die betreffende Komponente beispielsweise um eine Rotations- oder Symmetrieachse um (360°/n) drehbar ist und dabei im Wesentlichen formenmäßig in sich selbst übergeht, also bei einer entsprechenden Drehung im Wesentlichen auf sich selbst im mathematischen Sinn abgebildet wird. Im Unterschied hierzu geht bei einer vollständigen rotationssymmetrischen Ausgestaltung einer Komponente bei einer beliebigen Drehung um jeden beliebigen Winkel um die Rotations- oder Symmetrieachse die Komponente formenmäßig im Wesentlichen in sich selbst über, wird also im mathematischen Sinn im Wesentlichen auf sich selbst abgebildet. Sowohl eine n-zählige Rotationssymmetrie wie auch eine vollständige Rotationssymmetrie wird hierbei als Rotationssymmetrie bezeichnet.Thus, a seal according to one embodiment, for example, be configured rotationally symmetrical. For example, a component may have n-fold rotational symmetry, where n is a natural number greater than or equal to 2. An n-fold rotational symmetry is present when the component in question, for example, about a rotational or symmetry axis by (360 ° / n) is rotatable and thereby merges substantially in terms of form in itself, ie with a corresponding rotation substantially to itself in the mathematical sense is mapped. By contrast, in the case of a complete rotation-symmetrical design of a component in any rotation about any angle about the axis of rotation or symmetry, the component essentially transits itself in terms of its shape, so it is essentially mapped onto itself in the mathematical sense. Both an n-fold rotational symmetry as well as a complete rotational symmetry is referred to here as rotational symmetry.
Bei einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die eine Verstärkungsstruktur umfasst, kann die Verstärkungsstruktur einen Auflagebereich umfassen, der ausgebildet ist, um auf den ersten Lagerring derart aufsetzbar zu sein, dass der Auflagebereich die Dichtung statisch gegenüber dem ersten Lagerring abdichtet. Hierdurch kann gegebenenfalls eine Dichtwirkung der Dichtung verbessert werden. In a seal according to an embodiment comprising a reinforcing structure, the reinforcing structure may include a support portion adapted to be placed on the first bearing ring such that the bearing portion statically seals the seal against the first bearing ring. As a result, if appropriate, a sealing effect of the seal can be improved.
Der Auflagebereich der Verstärkungsstruktur kann beispielsweise einem Glättungsprozess unterworfen sein, sodass dieser mit einer gegebenenfalls geschliffenen oder gedrehten Gegenfläche eine entsprechende statische Dichtwirkung entfalten kann. The contact area of the reinforcing structure may for example be subjected to a smoothing process, so that it can unfold a corresponding static sealing effect with an optionally ground or rotated counter surface.
Bei einer solchen Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Auflagebereich wenigstens teilweise an einer dem ersten Lagerring zugewandten Seite ein Elastomer aufweisen. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, die Dichtwirkung des Auflagebereichs zur statischen Dichtung der Dichtung gegenüber dem ersten Lagerring weiter zu steigern. In such a seal according to one embodiment, the support region may at least partially comprise an elastomer on a side facing the first bearing ring. In this way, it may be possible, if necessary, to further increase the sealing effect of the support area for the static seal of the seal relative to the first bearing ring.
Ein Lager gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst einen Innenring und einen Außenring und eine Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die mit dem Außenring verbunden und bezogen auf den Innenring berührungsfrei ist. Ein solches Lager gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ferner eine berührende weitere Dichtung aufweisen, die an einer der Dichtung abgewandten Seite zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet ist. Der Innenring kann hierbei derart ausgebildet sein, dass dieser zusammen mit der Dichtung, der weiteren Dichtung und dem Außenring ein im Wesentlichen abgeschlossenes Volumen bildet. Die Dichtung und die weitere Dichtung können hierbei derart ausgebildet sein, dass die Dichtung eine solche Formänderung ermöglicht, dass auch bei einer Druckänderung, beispielsweise aufgrund einer Erwärmung oder einer Abkühlung, von einem in dem Volumen befindlichen Gas während des Betriebs des Lagers die weitere Dichtung den Innenring und den Außenring stets berührt. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, ein Austreten eines Schmiermittels und/oder einen Eintrag von Kontaminationen durch die weitere Dichtung bei einer anschließenden Wiederabkühlung zu unterbinden. A bearing according to an embodiment comprises an inner ring and an outer ring and a seal according to an embodiment, which is connected to the outer ring and with respect to the inner ring without contact. Such a bearing according to an embodiment may further comprise a contacting further seal, which is arranged on a side facing away from the seal between the inner ring and the outer ring. The inner ring can in this case be designed such that it forms a substantially closed volume together with the seal, the further seal and the outer ring. The seal and the further seal can in this case be designed such that the seal allows such a change in shape that even with a pressure change, for example due to heating or a cooling, of a gas in the volume during operation of the bearing, the further seal the inner ring and the outer ring is always touched. This may make it possible, if necessary, to prevent leakage of a lubricant and / or an entry of contaminants through the further seal in a subsequent re-cooling.
Anders ausgedrückt kann die Verstärkungsstruktur und damit gegebenenfalls die Dichtung in Form einer Kappe ausgeführt sein. So kann es sich beispielsweise bei dem ersten Lagerring um den Außenring des Lagers, bei dem zweiten Lagerring um den Innenring des Lagers handeln. In other words, the reinforcing structure and thus optionally the seal can be designed in the form of a cap. Thus, for example, the first bearing ring may be the outer ring of the bearing, the second bearing ring may be the inner ring of the bearing.
Bei Ausführungsbeispielen eines Lagers oder einer Dichtung kann die Elastomerstruktur grundsätzlich aus jedem für die entsprechenden Betriebsbedingungen geeigneten Elastomer gefertigt sein. So kann beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR = Nitrile Butadiene Rubber) ebenso, wie Silikonkautschuk, Fluorkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM = Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) verwendet werden. Optional kann die Elastomerstruktur vollständig oder teilweise durch ein Gewebe, beispielsweise ein Polyestergewebe, ein Kohlefasergewebe oder ein anderes Gewebe verstärkt werden, um die Festigkeit und/oder die Beweglichkeit der Elastomerstruktur sicherzustellen. Je nach konkreter Implementierung und Ausgestaltung einer solchen Dichtung kann beispielsweise durch den Einsatz einer entsprechenden Gewebeverstärkung die Dichtung für höhere Drücke ausgelegt sein, die beispielsweise etwa um einen Faktor 10 höher liegen, als solche, bei denen keine Gewebeverstärkung implementiert ist. Es kann jedoch ebenso möglich sein, durch die Faserverstärkung gegebenenfalls eine dünnere und daher feinfühligere Membran zu verwenden.In embodiments of a bearing or a gasket, the elastomeric structure may in principle be made of any suitable elastomer for the corresponding operating conditions. For example, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR = Nitrile Butadiene Rubber) as well as silicone rubber, fluororubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM = ethylene-propylene-diene monomer) can be used. Optionally, the elastomeric structure may be wholly or partially reinforced by a fabric, such as a polyester fabric, a carbon fiber fabric, or another fabric to ensure the strength and / or mobility of the elastomeric structure. Depending on the specific implementation and design of such a seal, for example, by the use of a corresponding fabric reinforcement, the seal may be designed for higher pressures, which are for example about a factor 10 higher than those in which no fabric reinforcement is implemented. However, it may also be possible to optionally use a thinner and therefore more sensitive membrane through the fiber reinforcement.
Die Verstärkungsstruktur kann beispielsweise aus einem Metall oder einer Legierung, beispielsweise aus einem blechartigen Werkstück mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt worden sein. So kann es sich beispielsweise um ein aus einem Blech hergestelltes Werkstück handeln. Selbstverständlich kann es gegebenenfalls jedoch auch ratsam sein, die Verstärkungsstruktur gegebenenfalls auf Basis eines spanabhebenden Herstellungsverfahrens zu produzieren. Grundsätzlich kann darüber hinaus für die Verstärkungsstruktur auch ein anderes Material verwendet werden, beispielsweise ein Kunststoff, der beispielsweise optional durch Füllstoffe oder Fasern verstärkt wird. Je nach konkreter Implementierung, Einsatzdauer und Einsatzort kann es hierbei gegebenenfalls ratsam sein, ergänzend eine zusätzliche Metallstruktur zu implementieren, um beispielsweise eine Langzeitstabilität der Dichtung zu verbessern. The reinforcing structure may for example be made of a metal or an alloy, for example of a sheet-like workpiece by means of a deep-drawing process. For example, it may be a workpiece made from a sheet metal. Of course, it may also be advisable, if appropriate, to produce the reinforcing structure on the basis of a machining process, if necessary. In principle, in addition, another material can be used for the reinforcing structure, for example a plastic, which is optionally reinforced by fillers or fibers, for example. Depending on the specific implementation, duration of use and place of use, it may be advisable in this case to additionally implement an additional metal structure in order, for example, to improve a long-term stability of the seal.
Bei einer solchen Dichtung kann die Elastomerstruktur beispielsweise wenigstens teilweise dünnwandig ausgeführt sein. So kann die Elastomerstruktur beispielsweise im Membranbereich und/oder im Verbindungsbereich Wanddicken aufweisen, die zwischen 0,2 mm und 3 mm liegen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann eine Wanddicke jedoch auch wenigstens 0,3 mm, wenigstens 0,4 mm oder wenigstens 0,5 mm betragen. Ebenso kann gegebenenfalls die Wanddicke der Elastomerstruktur in den oben genannten Bereichen beispielsweise höchstens 2 mm, höchstens 1,5 mm oder höchstens 1 mm betragen. In such a seal, the elastomeric structure may for example be at least partially thin-walled. Thus, the elastomer structure, for example, in the membrane region and / or in the connection region have wall thicknesses that are between 0.2 mm and 3 mm. However, in other embodiments, a wall thickness may also be at least 0.3 mm, at least 0.4 mm, or at least 0.5 mm. Also, if necessary, the wall thickness of the elastomer structure in the above-mentioned ranges may be, for example, at most 2 mm, at most 1.5 mm, or at most 1 mm.
Selbstverständlich kann die Elastomerstruktur auch in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Wanddicken oder Dicken aufweisen. So kann beispielsweise im Membranbereich eine größere, jedoch auch eine kleinere Dicke als in dem gegebenenfalls implementierten Verbindungsbereich vorgesehen sein. Ebenso können gegebenenfalls eine größere und/oder eine kleinere Dicke in einem weiteren Bereich der Elastomerstruktur implementiert sein, über die beispielsweise eine entsprechende Verbindung zu dem ersten Lagerring geschaffen wird. Of course, the elastomer structure may also have different wall thicknesses or thicknesses in different areas. For example, in the membrane region, a greater but also a smaller thickness than in the possibly implemented connection region can be provided. Likewise, if appropriate, a greater and / or a smaller thickness can be implemented in a further region of the elastomer structure, via which, for example, a corresponding connection to the first bearing ring is created.
Die Elastomerstruktur und die gegebenenfalls implementierte Verstärkungsstruktur können hierbei grundsätzlich mithilfe unterschiedlichster Verbindungstechniken miteinander verbunden werden. So können diese beispielsweise mithilfe einer kraftschlüssigen, formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbunden werden. So kann die Elastomerstruktur beispielsweise mit der Verbindungsstruktur mithilfe eines Vulkanisierungsverfahrens verbunden sein. Hierbei kommt eine kraftschlüssige oder reibschlüssige Verbindung durch Haftreibung, eine stoffschlüssige Verbindung durch molekulare oder atomare Wechselwirkungen und Kräfte und eine formschlüssige Verbindung durch eine geometrische Verbindung der betreffenden Verbindungspartner zustande. Die Haftreibung setzt somit insbesondere eine Normalkraftkomponente zwischen den beiden Verbindungspartnern voraus.The elastomer structure and optionally implemented reinforcing structure can in principle be connected to one another using a wide variety of joining techniques. For example, these can be connected to one another by means of a non-positive, positive and / or material connection. For example, the elastomeric structure may be connected to the connection structure by means of a vulcanization process. This is a frictional or frictional connection by stiction, a cohesive connection by molecular or atomic interactions and forces and a positive connection by a geometric connection of the respective connection partners come about. The static friction thus presupposes in particular a normal force component between the two connection partners.
Bei einem Ausführungsbeispiel einer Dichtung kann die Verstärkungsstruktur wenigstens abschnittsweise eine topfartige und/oder ringförmige Struktur aufweisen, über die beispielsweise die Verbindung zu dem ersten Lagerring geschaffen werden kann. Ebenso kann die Verbindungsstruktur die bereits zuvor erwähnte zentrale Ausnehmung aufweisen, über die sich die Elastomerstruktur beispielsweise vollständig hinweg erstrecken kann. So kann beispielsweise im Bereich der Ausnehmung die Elastomerstruktur die Membranstruktur aufweisen, wobei über den bereits erwähnten, optionalen Verbindungsbereich der Membranbereich mit der Verstärkungsstruktur verbunden sein kann. In one embodiment of a seal, the reinforcing structure may at least partially have a cup-like and / or annular structure, via which, for example, the connection to the first bearing ring can be created. Likewise, the connection structure may comprise the already mentioned above central recess over which the elastomeric structure may extend, for example, completely away. Thus, for example, in the region of the recess, the elastomer structure may have the membrane structure, wherein the membrane region may be connected to the reinforcing structure via the already mentioned optional connection region.
Bei dem Lager gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es sich beispielsweise um ein Wälzlager, jedoch auch um ein Gleitlager handeln. Unabhängig hiervon kann es sich bei dem Lager beispielsweise um ein Radiallager handeln. Im Falle eines Wälzlagers kann es sich im Hinblick auf die Frage der Wälzkörpergeometrien bei diesen beispielsweise um kugelförmige Wälzkörper, zylinderförmige Wälzkörper, rollenförmige Wälzkörper, nadelförmige Wälzkörper, tonnenförmige Wälzkörper oder kegelstumpfförmige Wälzkörper handeln. Anders ausgedrückt kann es sich um ein Kugellager, ein Zylinderrollenlager, ein Nadellager oder ein Kegellager handeln. Selbstverständlich können Lager gemäß einem Ausführungsbeispiel unabhängig von der Frage nach ihrer Ausführung als Wälzlager oder Gleitlager einreihig oder auch mehrreihig, beispielsweise zweireihig, dreireihig oder mit einer entsprechend höheren Anzahl von Reihen ausgeführt werden. The bearing according to an exemplary embodiment may be, for example, a rolling bearing, but also a sliding bearing. Regardless of this, the bearing may be, for example, a radial bearing. In the case of a rolling bearing may be in terms of the question of Wälzkörpergeometrien in this example, spherical rolling elements, cylindrical rolling elements, roller-shaped rolling elements, needle-shaped rolling elements, barrel-shaped rolling elements or frustoconical rolling elements. In other words, it may be a ball bearing, a cylindrical roller bearing, a needle bearing or a tapered bearing. Of course, bearings according to an embodiment, regardless of the question of their execution as a rolling bearing or slide bearing single-row or multi-row, for example, two rows, three rows or with a correspondingly higher number of rows are executed.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Hereinafter, embodiments will be described and explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die Ausführungsbeispiele zeigen, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.In the following description of the attached figures showing embodiments, like reference numerals designate like or similar components. Further, summary reference numbers are used for components and objects that occur multiple times in one embodiment or in a drawing, but are described together in terms of one or more features. Components or objects which are described by the same or by the same reference numerals may be the same, but possibly also different, in terms of individual, several or all features, for example their dimensions, unless otherwise explicitly or implicitly stated in the description.
Die Laufbahnen
Die Wälzkörper
Selbstverständlich können bei anderen Ausführungsbeispielen eines Lagers
Ebenso können selbstverständlich Lager
Das Lager
Die Dichtung
Die Dichtung
Die Elastomerstruktur
So weist die Dichtung
Das Volumen
Dadurch, dass die Elastomerstruktur
Im Falle einer abfallenden oder sinkenden Temperatur des Lagers
Bei der Dichtung
Das Lager
Der Innenring
Es handelt sich bei dem Lager
Neben einem Einsatz als Radlager können Lager
Dieser Unterschied kann ebenso bewirken, dass im Betrieb des Lagers sich die Luft innerhalb der betreffenden Einheit ausdehnt und bei einem konventionellen Lager über die nach außen öffnende Hauptlippe der Dichtung den Überdruck ablässt. Dabei kann wiederum Fett oder anderes Schmiermittel ausgetragen werden und steht so der Schmierung nicht mehr zur Verfügung. Im umgekehrten Fall besteht ebenso die Gefahr, dass sich die Hauptlippe einer sich abkühlenden Einheit entsprechend festsaugt, was beim Starten einen hohen Widerstand erzeugen und gegebenenfalls zu einem erhöhten Lippenverschleiß führen kann. Darüber hinaus kann es ein Ansaugen von Wasser, Schmutz und anderen Kontaminationen bedeuten, meist sobald es zu einer Relativbewegung zwischen Dichtung und dem betreffenden Lagerring kommt. Konventionell wurde versucht, dies durch den Einsatz eines Deckels auf dem betreffenden Lager dadurch zumindest teilweise zu kompensieren, indem ein Luftvolumen im Inneren der entsprechenden Lagereinheit konstruktiv auf einen möglichst geringen Wert beschränkt wurde. This difference can also cause the air inside the unit to expand during operation of the bearing and release the overpressure in a conventional bearing via the outward-opening main lip of the seal. In turn, grease or other lubricant can be discharged and is thus no longer available for lubrication. In the opposite case, there is also the danger that the main lip of a cooling unit is sucked accordingly, which can produce a high resistance when starting and possibly lead to increased lip wear. In addition, it may mean a suction of water, dirt and other contaminants, usually as soon as it comes to a relative movement between the seal and the bearing ring in question. Conventionally, it has been attempted to at least partially compensate for this by using a cover on the respective bearing, by structurally restricting an air volume inside the corresponding bearing unit to as low a value as possible.
Bei einem Lager
Selbstverständlich können Lager
Die Dichtung
Um eine möglichst gute statische Dichtung der Dichtung
Ebenso kann gegebenenfalls zur Verbesserung der statischen Dichtwirkung der Auflagebereich wenigstens teilweise an einer dem ersten Lagerring
Selbstverständlich können bei anderen Ausführungsbeispielen auch andere Implementierungen der Elastomerstruktur
Die Elastomerstruktur
Der Verbindungsbereich
Aber auch im Falle einer Temperaturabsenkung kann gegebenenfalls eine entsprechende Verformung des Verbindungsbereichs
Bei dem in
Im Hinblick auf die genaue Ausgestaltung der Dichtung
Entsprechend weist auch der Verbindungsbereich
Der Verbindungsbereich
Lediglich der Vollständigkeit halber soll an dieser Stelle noch erwähnt werden, dass die Dichtung
Durch den Einsatz einer Dichtung
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln, wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung und implementiert sein.The features disclosed in the foregoing description, the claims and the drawings may be significant and implemented both individually and in any combination for the realization of an embodiment in its various embodiments.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Lager camp
- 110110
- Schrägkugellager Angular contact ball bearings
- 120120
- erster Lagerring first bearing ring
- 130130
- Außenring outer ring
- 140140
- zweiter Lagerring second bearing ring
- 150150
- Innenring inner ring
- 160160
- Grundkörper body
- 170170
- Laufbahn career
- 180180
- weiterer Körper another body
- 190190
- Gegenlaufbahn Mating track
- 200200
- Wälzkörper rolling elements
- 205205
- Käfig Cage
- 210210
- Dichtung poetry
- 220220
- Elastomerstruktur elastomeric structure
- 230230
- Volumen volume
- 240240
- Membranbereich membrane region
- 250250
- axiale Richtung axial direction
- 260260
- weitere Dichtung mit Dichtlippe additional seal with sealing lip
- 270270
- Flanschverbindungsstruktur Flanschverbindungsstruktur
- 280280
- Abschnitt section
- 290290
- Verstärkungsstruktur reinforcing structure
- 300300
- Auflagebereich support area
- 310310
- konischer Abschnitt conical section
- 320320
- zentrale Ausnehmung central recess
- 330330
- Verbindungsbereich connecting area
- 340340
- Abschnitt section
- 350350
- weiterer Abschnitt another section
Claims (10)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102013206349.0A DE102013206349B4 (en) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | seal and bearing |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2013
- 2013-04-11 DE DE102013206349.0A patent/DE102013206349B4/en not_active Expired - Fee Related
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