DE102013206349B4 - seal and bearing - Google Patents
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Abstract
Dichtung (210) für ein Lager (100), das einen ersten (120) und einen zweiten Lagerring (140) umfasst, mit folgenden Merkmalen:einer Elastomerstruktur (220); undeiner Verstärkungsstruktur (290), die mit der Elastomerstruktur (220) verbunden und derart ausgebildet ist, um an einem ersten Lagerring (120) des Lagers (100) befestigbar zu sein;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;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;wobei die Dichtung (210) ausgebildet ist, um mit einem ersten Lagerring (120) des Lagers (100) verbunden zu werden;wobei die Dichtung (210) ferner ausgebildet ist, sodass diese bezüglich eines von dem ersten Lagerring (120) verschiedenen zweiten Lagerrings (140) berührungsfrei ist;wobei die Elastomerstruktur (220) einen Membranbereich (240) und einen Verbindungsbereich (330) umfasst;wobei der Verbindungsbereich (330) zwischen der Verstärkungsstruktur (290) und dem Membranbereich (240) angeordnet und derart ausgebildet ist, dass die Formänderung der Elastomerstruktur (220) wenigstens teilweise durch eine Verformung des Verbindungsbereichs (330) bewirkt wird; undwobei die Verstärkungsstruktur (290) einen konischen Abschnitt (310) aufweist, der an einer zentralen Ausnehmung (320) der Verstärkungsstruktur (290) angeordnet ist und der sich axial auf einen Abschnitt (280) eines Grundkörpers (160) des zweiten Lagerrings hin zu erstreckt, und die Elastomerstruktur (220) an dem konischen Abschnitt (310) befestigt ist.A seal (210) for a bearing (100) comprising a first (120) and a second bearing ring (140), comprising:an elastomeric structure (220); anda reinforcement structure (290) connected to the elastomeric structure (220) and configured to be attachable to a first race (120) of the bearing (100);wherein the seal (210) is configured to at least partially Seal volume (230) between the first (120) and the second bearing ring (140) with respect to a medium;wherein the seal (210) is designed in such a way that the medium cannot pass through the seal (210);wherein the elastomer structure (220) is designed in such a way that it reacts to a change in pressure on one side of the elastomeric structure (220) with a change in shape without essentially changing the sealing effect during the change in shape; wherein the seal (210) is designed to engage with a first bearing ring (120) of the Bearing (100) to be connected; wherein the seal (210) is further formed so that it with respect to a different from the first bearing ring (120) second bearing ring (140) without contact i st;wherein the elastomeric structure (220) comprises a membrane area (240) and a connecting area (330);wherein the connecting area (330) is arranged between the reinforcement structure (290) and the membrane area (240) and is designed in such a way that the change in shape of the elastomeric structure (220) is caused at least in part by deformation of the connection region (330); andwherein the reinforcement structure (290) has a conical section (310) which is arranged at a central recess (320) of the reinforcement structure (290) and which extends axially towards a section (280) of a base body (160) of the second bearing ring , and the elastomeric structure (220) is attached to the conical portion (310).
Description
Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Dichtung und ein Lager.Exemplary embodiments relate to a seal and a bearing.
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 machine, plant and vehicle construction, the challenge that arises when guiding rotary movements is that the bearing used for this is filled with a lubricant or a lubricant that should not be released into the environment. At the same time, the bearing or its lubricant should not be contaminated by environmental influences. For this purpose, a seal is often used in the corresponding bearings, which is intended to prevent both the discharge of the lubricant and the entry of contamination, for example 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 due to environmental factors, for example, but also due to operational factors. As a result of such a temperature change, a volume of a gas, for example the air, which is enclosed in the bearing, can expand or contract to such an extent that pressure equalization with the environment takes place via the seal. If the temperature rises, lubricant can get into the environment through a seal that opens, at least for a short time, while if the temperature drops sharply, contamination can also be carried along with a gas (e.g. air) flowing into the interior of the bearing from the environment can become.
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 constructively counteracted by minimizing the internal volume of the bearing. Depending on the specific application, however, such a reduction in the free volume of the bearing may not solve the problem described above. For example, even if the volume of gas in question is minimized, the bearing can heat up to such an extent that gas can escape or enter and thus possibly cause lubricant to escape or contamination to enter. It may also be difficult to reduce the relevant free volume of the bearing in terms of design.
Die
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.The aforementioned challenges can arise not only with changing temperatures, but also with other changes in operating or environmental conditions, for example in the form of pressures.
Es besteht daher ein Bedarf, ein Dichtverhalten einer Dichtung bei unterschiedlichen Bedingungen zu verbessern.There is therefore a need to improve sealing behavior of a seal under different conditions.
Diesem Bedarf tragen eine Dichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Lager gemäß Patentanspruch 6 Rechnung.A seal according to patent claim 1 and a bearing according to patent claim 6 take this requirement into account.
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 exemplary embodiment for a bearing comprising first and second bearing rings has an elastomeric structure, the seal being configured to at least partially seal a volume between the first and second bearing rings with respect to a medium. The seal is designed in such a way that the medium cannot pass through the seal. The elastomeric structure is further configured to respond to a change in pressure on one side of the elastomeric structure by deforming without substantially causing or permitting a change in sealing performance during the deforming.
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 one embodiment is based on the finding that by providing the elastomer structure, which reacts to a pressure change 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, while the change in shape occurs, the sealing behavior of such a seal can also be improved under different environmental conditions. For example, at different temperatures and/or different pressures, the use of a seal according to an exemplary embodiment can improve its sealing behavior. The elastomer structure is thus designed in such a way that it makes it possible to at least partially compensate for a change in pressure by means of 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 elastomer structure to bring about a corresponding change in shape.
Die Dichtung ist ausgebildet, um mit einem ersten Lagerring des Lagers verbunden zu werden. Die Dichtung ist ferner ausgebildet, 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.The seal is designed to be connected to a first bearing ring of the bearing. The seal is also designed so that it is non-contact with respect to a second bearing ring that is different from the first bearing ring. In this way it may be possible to reduce, if not completely avoid, friction between the seal and the second bearing ring. Wear of the seal and, alternatively or additionally, also friction caused by an interaction of the seal with the second bearing ring can thereby be reduced, possibly even completely avoided. As a result, any temperature development between the seal and the second bearing ring due to friction existing between them 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 seal according to an exemplary embodiment, the elastomeric structure may comprise a membrane region which is configured in such a way as to allow the elastomeric structure to be deformed at least in part by deflection of the membrane region. In this way, if necessary, a corresponding pressure equalization can already be created by structurally simple means, in which case the membrane area can, for example, cover or bridge a recess in a reinforcement structure of the seal.
Die Dichtung umfasst ferner eine Verstärkungsstruktur, 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.The seal further includes a reinforcing structure connected to the elastomeric structure and configured to be attachable to a first race of the bearing. As a result, a mechanically reliable and mechanically stable connection of the seal to the first bearing ring can be created if necessary. Likewise, z. B. the aforementioned membrane area of the elastomeric structure cover or bridge a recess in the reinforcement structure.
Die Elastomerstruktur umfasst einen Membranbereich und einen Verbindungsbereich, 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.The elastomer structure comprises a membrane area and a connection area, the connection area being arranged between the reinforcement structure and the membrane area and being designed in such a way that the change in shape of the elastomer structure is caused at least partially by a deformation of the connection area. In addition or as an alternative to a deformation of the membrane area itself, the connection area between the elastomer structure and the membrane area can also contribute to the change in shape and thus to the pressure equalization. The connection area can be designed, for example, in a wavy, folded, S-shaped manner or in some other way, so that it enables the elastomer structure to be deformed easily.
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 exemplary embodiment, the connecting area can be designed in such a way as to enable the change in shape of the elastomeric structure at least partially by a movement of the membrane area along an axial direction of the bearing. The axial direction of the bearing can, for example, correspond to an axis of symmetry of the seal, ie coincide with it or run parallel to it.
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.For example, a seal according to an exemplary embodiment can be designed to be rotationally symmetrical. A component can have an n-fold rotational symmetry, for example, where n is a natural number greater than or equal to 2. An n-fold rotational symmetry is present if the component in question can be rotated by (360°/n) around an axis of rotation or symmetry, for example, and essentially merges into itself in terms of shape, i.e. with a corresponding rotation essentially onto itself mathematical sense is mapped. In contrast to this, in the case of a completely rotationally symmetrical configuration of a component, with any rotation by any angle about the axis of rotation or symmetry, the component essentially transforms into itself in terms of shape, i.e. is essentially mapped onto itself in the mathematical sense. Both an n-fold rotational symmetry and a complete rotational symmetry are 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 exemplary embodiment, which comprises a reinforcement structure, the reinforcement structure can comprise a bearing area which is designed to be placed on the first bearing ring in such a way that the bearing area statically seals the seal with respect to the first bearing ring. As a result, a sealing effect of the seal can optionally 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 reinforcement structure can be subjected to a smoothing process, for example, so that it can develop a corresponding static sealing effect with a mating surface that may be ground or turned.
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 an exemplary embodiment, the contact area can have an elastomer at least partially on a side facing the first bearing ring. As a result, it may be possible to further increase the sealing effect of the contact area for the static sealing 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 includes an inner ring and an outer ring and a seal according to an embodiment, which is connected to the outer ring and is non-contact with respect to the inner ring. Such a bearing according to an exemplary embodiment can also have 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 be designed in such a way that it forms an essentially closed volume together with the seal, the further seal and the outer ring. The seal and the further seal can be designed in such a way that the seal enables such a change in shape that even with a pressure change, for example due to heating or cooling, of a gas in the volume during operation of the bearing, the further seal inner ring and the outer ring are always in contact. As a result, it may be possible to prevent a lubricant from escaping and/or contamination from entering through the further seal during subsequent cooling down again.
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.To put it another way, the reinforcement structure and thus, if necessary, the seal can be designed in the form of a cap. For example, the first bearing ring can be the outer ring of the bearing and the second bearing ring can 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 the case of exemplary embodiments of a bearing or a seal, the elastomeric structure can in principle be made of any elastomer suitable for the relevant operating conditions. For example, acrylonitrile butadiene rubber (NBR=nitrile butadiene rubber) can be used, as well as silicone rubber, fluorine rubber, ethylene propylene diene rubber (EPDM=ethylene propylene diene monomer). Optionally, the elastomeric structure may be fully or partially reinforced by a fabric, such as a polyester fabric, carbon fiber fabric, or other fabric to ensure the strength and/or mobility of the elastomeric structure. Depending on the specific implementation and design of such a seal, the seal can be designed for higher pressures, for example by a factor of 10, than those in which no fabric reinforcement is implemented, for example by using a corresponding fabric reinforcement. However, it may also be possible to use a thinner and therefore more sensitive membrane as a result of 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 reinforcement structure can, for example, have been produced from a metal or an alloy, for example from a sheet-like workpiece, using a deep-drawing process. For example, it can be a workpiece made from sheet metal. Of course, it may also be advisable, if appropriate, to produce the reinforcement structure on the basis of a machining manufacturing process. In principle, another material can also be used for the reinforcement structure, for example a plastic that is optionally reinforced with fillers or fibers, for example. Depending on the specific implementation, duration of use and place of use, it may be advisable to implement an additional metal structure in order to improve the long-term stability of the seal, for example.
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 the case of such a seal, the elastomer structure can, for example, be at least partially thin-walled. For example, the elastomer structure can have wall thicknesses of between 0.2 mm and 3 mm in the membrane area and/or in the connection area. In other exemplary embodiments, however, a wall thickness can also be at least 0.3 mm, at least 0.4 mm or at least 0.5 mm. Likewise, the wall thickness of the elastomer structure in the above-mentioned areas can 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 can also have different wall thicknesses or thicknesses in different areas. For example, a larger, but also a smaller thickness can be provided in the membrane area than in the possibly implemented connection area. A larger and/or smaller thickness can also be implemented in a further area of the elastomer structure, via which a corresponding connection to the first bearing ring is created, for example.
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 the reinforcement structure that may be implemented can in principle be connected to one another using a wide variety of connection techniques. For example, they can be connected to one another with the aid of a non-positive, positive and/or material connection. For example, the elastomeric structure can be connected to the connecting structure using a vulcanization process. Here, a non-positive or frictional connection comes about through static friction, a material connection through molecular or atomic interactions and forces and a form-fitting connection through a geometric connection of the respective connection partners. The static friction thus sets in particular a normal force compo 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 an exemplary embodiment of a seal, the reinforcement structure can have a pot-like and/or ring-shaped structure, at least in sections, via which the connection to the first bearing ring can be created, for example. Likewise, the connection structure can have the aforementioned central recess, over which the elastomer structure can extend completely, for example. For example, the elastomer structure can have the membrane structure in the area of the recess, it being possible for the membrane area to be connected to the reinforcement structure via the optional connection area already mentioned.
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 can be a roller bearing, for example, but it can also be a sliding bearing. Regardless of this, the bearing can be a radial bearing, for example. In the case of a rolling bearing, with regard to the question of the rolling element geometries, these can be, for 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 can be a ball bearing, a cylindrical roller bearing, a needle bearing or a tapered bearing. Of course, bearings according to an exemplary embodiment can be designed in one row or also in multiple rows, for example two rows, three rows or with a correspondingly higher number of rows, regardless of whether they are designed as roller bearings or plain bearings.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
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1 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch ein Lager mit einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch ein weiteres Lager mit einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
3 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch ein weiteres Lager mit einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 shows a cross-sectional view through a bearing with a seal according to an embodiment; -
2 shows a cross-sectional view through another bearing with a seal according to an embodiment; and -
3 shows a cross-sectional view through another bearing with a seal according to an embodiment.
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 accompanying figures, which show exemplary embodiments, the same reference symbols denote the same or comparable components. Furthermore, summarizing reference symbols are used for components and objects that appear several times in an exemplary embodiment or in a drawing, but are described together with regard to one or more features. Components or objects that are described with the same or collective reference symbols can be identical with regard to individual, several or all features, for example their dimensions, but may also be different, unless something else is explicitly or implicitly stated in the description.
Die Laufbahnen 170 und die Gegenlaufbahnen 190 können beispielsweise im Falle einer Fertigung des Grundkörpers 160, des weiteren Körpers 180 sowie des Außenrings 130 aus Stahl im Rahmen eines Schleifens und gegebenenfalls eines Härtens derselben geschaffen werden. Zwischen den Laufbahnen 170 und den entsprechenden Gegenlaufbahnen 190 sind bei dem in
Die Wälzkörper 200 des Lagers 100 werden im hier gezeigten Ausführungsbeispiel durch zwei Käfige 205-1, 205-2 geführt und auf Abstand gehalten. Bei diesen handelt es sich um optionale Komponenten, die beispielsweise auch als ein gemeinsamer Käfig ausgeführt sein können. Die Implementierung eines solchen Käfigs kann jedoch gegebenenfalls auch vollständig entfallen.In the exemplary embodiment shown here, the rolling
Selbstverständlich können bei anderen Ausführungsbeispielen eines Lagers 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel auch andere Wälzkörpertypen, beispielsweise rollenförmige, nadelförmige, kegelstumpfförmige oder zylindrische Wälzkörper zum Einsatz kommen. Je nach konkreter Implementierung kann es in einem solchen Fall gegebenenfalls ratsam sein, die Laufbahnen 170 und die Gegenlaufbahnen 190 entsprechend an die Geometrien der Wälzkörper 200 anzupassen.Of course, in other exemplary embodiments of a bearing 100 according to one exemplary embodiment, other types of rolling bodies, for example roller-shaped, needle-shaped, cone-shaped truncated or cylindrical rolling elements are used. Depending on the specific implementation, it may be advisable in such a case to adapt the raceways 170 and the mating raceways 190 to the geometries of the rolling
Ebenso können selbstverständlich Lager 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel auch mit mehr oder weniger als zwei Reihen implementiert werden. Auch kann ein Lager 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel auch als Gleitlager implementiert werden. In einem solchen Fall können die Laufbahnen 170 und die Gegenlaufbahnen 190 - unabhängig von ihrer Anzahl - durch entsprechende Gleitflächen ersetzt sein. Zusammenfassend werden Laufbahnen 170, 190 und entsprechende Gleitflächen auch als Funktionsflächen der betreffenden Lagerringe 120, 140 bzw. des betreffenden Lagers 100 bezeichnet.Of course, bearings 100 according to an exemplary embodiment can also be implemented with more or fewer than two rows. A bearing 100 according to an exemplary embodiment can also be implemented as a plain bearing. In such a case, the raceways 170 and the counter-raceways 190--regardless of their number--can be replaced by corresponding sliding surfaces. In summary, raceways 170, 190 and corresponding sliding surfaces are also referred to as functional surfaces of the relevant bearing rings 120, 140 or of the relevant bearing 100.
Das Lager 100 umfasst ferner eine Dichtung 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die ihrerseits eine Elastomerstruktur 220 aufweist. Die Elastomerstruktur kann hierbei grundsätzlich aus jedem technisch für eine Dichtung in dem betreffenden Einsatzgebiet geeigneten Material hergestellt sein. So kann es sich beispielsweise bei dem Elastomer der Elastomerstruktur 220 um Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR = Nitrile Butadiene Rubber), Silikonkautschuk, Fluorkautschuk oder auch Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM = Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) handeln. Dieses kann optional durch ein Gewebe bzw. einen Stoff verstärkt werden, wobei das Gewebe beispielsweise ein Polyestergewebe oder ein anderes faserartiges und webbares Material umfassen kann. So kann es sich beispielsweise um Kohlefaser- oder auch um Glasfasergewebe handeln. Grundsätzlich können auch andere Techniken zur Verstärkung der Elastomerstruktur 220 gegebenenfalls zum Einsatz kommen.The bearing 100 further includes a
Die Dichtung 210 ist hierbei derart ausgebildet, sodass diese wenigstens teilweise ein Volumen 230 zwischen dem ersten Lagerring 120 und dem zweiten Lagerring 140 bezüglich eines in diesem Volumen 230 befindlichen Mediums abdichtet. Bei dem betreffenden Medium kann es sich beispielsweise um ein Schmiermittel oder einen Schmierstoff handeln, also beispielsweise um ein Öl, ein Fett oder ein anderes zur Schmierung der Wälzkörper bezüglich der Laufbahnen 170, 190 geeignetes Material handeln. Die Begriffe „Schmiermittel“ und „Schmierstoff“ werden hierbei synonym verwendet.The
Die Dichtung 210 ist, wie nachfolgend noch erläutert wird, hierbei derart ausgebildet, dass das Medium, also beispielsweise der Schmierstoff, die Dichtung 210 nicht passieren kann. So handelt es sich bei der Dichtung 210 somit gerade nicht um eine Labyrinth- oder Spaltdichtung, bei der grundsätzlich ein Hindurchdiffundieren oder Hindurchtreten des betreffenden Mediums durch den Spalt oder das Labyrinth möglich ist.As will be explained below, the
Die Elastomerstruktur 220 ist hierbei so ausgeformt und ausgebildet, dass diese bei einer Druckänderung auf einer Seite der Elastomerstruktur 220 mit einer Formänderung reagiert, ohne dass sich im Wesentlichen eine Änderung ihrer Dichtwirkung während der Formänderung ergibt. Es handelt sich also gerade nicht um eine berührende Dichtung, bei der die Gefahr besteht, dass die Dichtlippe von dem entsprechenden Gegenbauteil abhebt, wenn es gegebenenfalls doch zu einer sehr geringen Formänderung kommen sollte.The
So weist die Dichtung 210 bei dem in
Das Volumen 230, in dem beispielsweise die beiden Käfige 205 sowie die Wälzkörper 200 bei dem hier gezeigten Lager 100 angeordnet sind, wird so durch die Dichtung 210 und eine weitere Dichtung 260 begrenzt. Die weitere Dichtung 260 stellt eine berührende Dichtung mit einer entsprechenden Dichtlippe dar, die sowohl mit dem ersten Lagerring 120 wie auch mit dem zweiten Lagerring 140 in Kontakt steht, diese also berührt. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die weitere Dichtung 260 mit dem ersten Lagerring 120 (Außenring 130) drehfest verbunden, wobei eine Dichtlippe der weiteren Dichtung 260 mit einer entsprechenden Dichtfläche, die ebenfalls an dem Grundkörper 160 gebildet ist, in Kontakt steht. Anders ausgedrückt steht die Dichtlippe der weiteren Dichtung 260 mit dem Innenring 150, also dem zweiten Lagerring 140, in Kontakt.The
Dadurch, dass die Elastomerstruktur 220 nun durch eine Formänderung einer Druckänderung auf einer Seite der Elastomerstruktur 220 reagieren kann, ohne dass sich hierbei ihre Dichtwirkung ändert, kann so eine Verbesserung eines Dichtverhaltens der Dichtung 260 auch bei unterschiedlichen Betriebs- oder Umweltbedingungen, also beispielsweise bei unterschiedlichen Temperaturen und/oder Drücken, erzielbar sein, da eine reduzierte Druckdifferenz den Medienaustausch minimieren oder verhindern kann. So kann das Volumen 230, das zum Teil auch als Innenvolumen bezeichnet wird, beispielsweise mit einem Schmiermittel wenigstens teilweise befüllt sein. Kommt es nun aufgrund einer Änderung der Betriebsbedingungen - sei es aufgrund einer Änderung eines äußeren Einflusses oder aufgrund des Betriebs des Lagers 100 - zu einem Temperaturanstieg oder auch einem äu-ßeren Druckabfall, kann nun in dem Volumen 230 ein neben dem Medium (Schmiermittel) enthaltenes Gas, also beispielsweise Luft, aufgrund der Änderung derart an Volumen zunehmen, dass durch die Formänderung der Elastomerstruktur 220 ein Abheben der Dichtlippe und damit ein kurzzeitiges Zusammenbrechen der Dichtwirkung der weiteren Dichtung 260 unterbunden oder verhindert werden. Hierdurch kann also im Falle eines Ansteigens der Temperatur des Lagers 100 ein Austritt des Schmiermittels gegebenenfalls verhindert werden. Gleiches kann auch gelten, wenn beispielsweise ein äußerer Druck, der auf das Lager 100 einwirkt, schlagartig nachlässt.The fact that the
Im Falle einer abfallenden oder sinkenden Temperatur des Lagers 100 besteht hingegen die Gefahr, dass das in dem Volumen 230 befindliche Gas sich derart zusammenzieht, dass durch die weitere Dichtung 260 Gas von außen in das Lager einströmt. Dieses könnte mit Partikeln und anderen Kontaminationen beladen sein und so zu einer Schädigung des Lagers 100 oder des enthaltenen Schmiermittels beitragen. So kann aufgrund einer entsprechenden Temperaturabsenkung oder auch einer entsprechenden Erhöhung eines äußeren Drucks gegebenenfalls die Dichtlippe der weiteren Dichtung 260 wenigstens kurzzeitig von der entsprechenden Dichtfläche an dem Grundkörper 160 abheben, sodass die Kontaminationen in das Volumen 230 eindringen können.If the temperature of the bearing 100 drops or falls, however, there is a risk that the gas in the
Bei der Dichtung 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel wird also dieses Problem dadurch gelöst, dass in der Dichtung 210 eine flexible Gummimembran (Elastomerstruktur 220) implementiert wird, die es zulässt, dass das in dem Volumen 230 enthaltene Luftvolumen sich in den unterschiedlichen Temperaturzuständen des Lagers 100 mit möglichst geringem Widerstand verändern kann. Durch die Implementierung der Elastomerstruktur 220 kann es also möglich sein, einen Volumenausgleich zwischen einem kalten und einem betriebswarmen Zustand des Lagers 100 zu ermöglichen, sodass Druckunterschiede zwischen einem Innenraum und einem Außenraum des Lagers 100 minimiert, zumindest jedoch reduziert werden können, ohne dass es zu einem Zusammenbruch der Dichtwirkung der weiteren Dichtung 260 kommt. So kann gegebenenfalls ein Austrag des Schmiermittels, also beispielsweise ein Fettaustrag, aber ebenso ein Wassereintrag, Schmutzeintrag oder anderer Kontaminationseintrag in das Lager 100 unterbunden werden. Ebenso kann gegebenenfalls auch ein Festsaugen der Dichtungen, was zu einem hohen Drehwiderstand und einem entsprechenden Lippenverschleiß führen kann, gegebenenfalls verhindert werden.In the case of the
Das Lager 100, wie es in
Der Innenring 150 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eines Lagers 100 gerade derart ausgebildet, dass dieser zusammen mit der Dichtung 210, der weiteren Dichtung 260 sowie dem Außenring 130 das Volumen 230 zwischen den beiden Lagerringen 120, 150 begrenzt. Zu diesem Zweck weist der Grundkörper 160 einen Abschnitt 280 auf, der sich im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung 250, also entlang einer radialen Richtung erstreckt. Der Grundkörper 160 ist daher im Wesentlichen kappenartig oder topfartig ausgeformt, wobei das Volumen 210 an einer äußeren Seite des Grundkörpers 160 und damit des Lagers 100 gebildet ist.In the exemplary embodiment of a bearing 100 shown here, the inner ring 150 is designed in such a way that, together with the
Es handelt sich bei dem Lager 100 somit um eine Lagereinheit für ein nicht angetriebenes Rad eines Fahrzeugs, genauer gesagt im vorliegenden Ausführungsbeispiel um ein Radlager für ein nicht angetriebenes Rad eines Personenkraftwagens. Aus diesem Grund wird die Einheit häufig auch als Nabeneinheit (HUB-Einheit) ohne Antriebsfunktionalität bezeichnet. Eine Nabe mit Antriebsfunktionalität kann mit einer solchen Dichtung 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel beispielsweise dann ausrüstbar sein, wenn sie nach der Montage einer entsprechenden Antriebswelle aufgezogen oder montiert werden kann.The bearing 100 is therefore a bearing unit for a non-driven wheel of a vehicle, more precisely in the present exemplary embodiment a wheel bearing for a non-driven wheel of a passenger vehicle. For this reason, the unit is also often referred to as a hub unit (HUB unit) without drive functionality. A hub with drive functionality can be equipped with such a
Neben einem Einsatz als Radlager können Lager 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel ebenso im Bereich von Lüftern von Personenkraftwagen und Lastkraftwagen, also als beispielsweise als Lüfterlager, etwa im Zusammenspiel mit einer Viskokupplung, zum Einsatz kommen. Bei diesen besteht ebenfalls häufig die Herausforderung, dass auf einer Seite des Lagers eine Dichtung gegen die Umwelteinflüsse und gegen Fettaustritt zu dichten hat, es aber zwischen einem Betrieb und einem Stillstand des Lagers häufig zu einem hohen Temperaturunterschied kommt.In addition to being used as a wheel bearing, bearings 100 according to one exemplary embodiment can also be used in the area of fans in passenger cars and trucks, for example as a fan bearing, for example in conjunction with a viscous coupling. With these, there is also often the challenge that on one side of the bearing a seal has to seal against environmental influences and grease leakage, but there is often a high temperature difference between operation and standstill of the bearing.
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 within the unit in question to expand during operation of the bearing and, in a conventional bearing, to release excess pressure via the outwardly opening main lip of the seal. In the process, grease or other lubricant can be discharged and is no longer available for lubrication. In the opposite case, there is also a risk that the main lip as the unit cools down, which can create high resistance when starting and possibly lead to increased lip wear. In addition, it can mean that water, dirt and other contaminants are sucked in, usually as soon as there is relative movement between the seal and the bearing ring in question. Attempts have conventionally been made to at least partially compensate for this by using a cover on the bearing in question, in that the air volume inside the corresponding bearing unit was restricted to the lowest possible value by design.
Bei einem Lager 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel besteht so die Möglichkeit, mit einem verminderten Risiko für Fettaustrag, Schmutz- oder Wassereintrag und/oder einem erhöhten Lippenverschleiß über die Lebensdauer gesehen mit einer besseren Schmierung zu betreiben, sodass gegebenenfalls eine erhöhte Lebensdauer für ein sonst identisch ausgeführtes Lager im Vergleich zu einer konventionellen Lagereinheit erreichbar sein könnte.With a bearing 100 according to an exemplary embodiment, there is the possibility of operating with better lubrication over the service life with a reduced risk of grease discharge, dirt or water entry and/or increased lip wear, so that an increased service life may be possible for an otherwise identically designed bearing Stock could be achievable compared to a conventional stock unit.
Selbstverständlich können Lager 100 und/oder Dichtung 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel auch bei anderen technischen Systemen als den zuvor beschriebenen Radlagern und den Lüfterlagern zum Einsatz kommen. Bei dem entsprechenden Lager 100 kann es sich beispielsweise um das einer an einer anderen Stelle im Fahrzeug- oder Anlagenbau eingesetzten Viskokupplung handeln.Of course, bearing 100 and/or seal 210 according to one exemplary embodiment can also be used in technical systems other than the wheel bearings and fan bearings described above. The corresponding bearing 100 can be, for example, that of a viscous coupling used elsewhere in vehicle or system construction.
Die Dichtung 210, wie sie in
Um eine möglichst gute statische Dichtung der Dichtung 210 bezüglich des ersten Lagerrings 120 zu ermöglichen, weist die Verstärkungsstruktur einen Auflagebereich 300 auf, der gerade derart angeordnet und ausgebildet ist, um auf den ersten Lagerring 120 aufsetzbar zu sein. So kann der Auflagebereich 300 beispielsweise zur Verbesserung der statischen Dichtwirkung der Dichtung 210 gegenüber dem ersten Lagerring 120 in diesem Bereich einem Glättungsprozess unterworfen worden sein. Ebenso kann an dem ersten Lagerring 120 eine entsprechende Gegendichtfläche einer entsprechenden Oberflächenbehandlung unterworfen worden sein, sodass diese beispielsweise gedreht oder geschliffen ist, um eine möglichst gute statische Dichtwirkung zu ermöglichen.In order to enable the best possible static sealing of the
Ebenso kann gegebenenfalls zur Verbesserung der statischen Dichtwirkung der Auflagebereich wenigstens teilweise an einer dem ersten Lagerring 120 zugewandten Seite ein Elastomer aufweisen, welches von der Elastomerstruktur 220 getrennt, jedoch auch zusammenhängend mit dieser ausgeführt sein kann. So kann es sich beispielsweise um einen in diesem Bereich dünn aufvulkanisierten Teil der Elastomerstruktur 220 handeln.Likewise, to improve the static sealing effect, the contact area can have an elastomer at least partially on a side facing first bearing ring 120, which can be separate from
Selbstverständlich können bei anderen Ausführungsbeispielen auch andere Implementierungen der Elastomerstruktur 220, der Verstärkungsstruktur 290 sowie der anderen in
Die Elastomerstruktur 220 der Dichtung 210 aus
Der Verbindungsbereich 330 ist hierbei so ausgebildet, dass die Formänderung der Elastomerstruktur 220 wenigstens teilweise auch durch eine Verformung dieses Verbindungsbereichs 330 bewirkt werden kann. Kommt es beispielsweise zu einer Druckerhöhung im Volumen 230, kann alternativ oder ergänzend zu einer Verformung des Membranbereichs 240 auch der Verbindungsbereich 330 einer Verformung unterworfen sein, sodass das Volumen 230 sich entsprechend an die neu herrschenden Druckbedingungen anpassen kann. So kann in einem solchen Fall die Verformung des Verbindungsbereichs 330 beispielsweise eine Bewegung des Membranbereichs 240 entlang der axialen Richtung 250 ermöglicht werden, indem die Struktur des Verbindungsbereichs 330 weiter zusammengedrückt wird.The
Aber auch im Falle einer Temperaturabsenkung kann gegebenenfalls eine entsprechende Verformung des Verbindungsbereichs 330 in die entgegengesetzte Richtung zu einer Verkleinerung des betreffenden Volumens 230 führen, sodass in diesem Fall der Membranbereich 240 näher an den Abschnitt 280 des Grundkörpers 160 rückt.However, even if the temperature drops, a corresponding deformation of the
Bei dem in
Im Hinblick auf die genaue Ausgestaltung der Dichtung 210 unterscheiden sich die beiden Elastomerstrukturen 220 aus den
Entsprechend weist auch der Verbindungsbereich 330 einen weiteren Abschnitt 350 auf, der an einer dem Abschnitt 340 abgewandten Seite der Elastomerstruktur 220 angeordnet ist und ebenso eine Bewegung bzw. Verformung des Verbindungsbereichs 330 durch Inkontakttreten mit demselben begrenzt. Er dient somit auch als Anschlag. Hierdurch kann eine Verformung des Verbindungsbereichs 330 entlang der axialen Richtung 250 durch einen oder beide Abschnitte 340, 350 begrenzt werden.Correspondingly, the
Der Verbindungsbereich 330 ist im Vergleich zu dem Verbindungsbereich 330 des in
Lediglich der Vollständigkeit halber soll an dieser Stelle noch erwähnt werden, dass die Dichtung 210 beispielsweise rotationssymmetrisch ausgeführt sein kann. Sie kann so beispielsweise vollständig rotationssymmetrisch, jedoch auch gegebenenfalls nur eine n-zählige Rotationssymmetrie aufweisen. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Dichtung 210 asymmetrisch auszuführen.Merely for the sake of completeness, it should also be mentioned at this point that the
Durch den Einsatz einer Dichtung 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel kann gegebenenfalls ein Dichtverhalten der Dichtung 210 bei unterschiedlichen Bedingungen verbessert werden.By using a
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 above description, the claims and the drawings can be important and implemented both individually and in any combination for the realization of an exemplary embodiment in its various configurations.
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Lagercamp
- 110110
- SchrägkugellagerAngular ball bearing
- 120120
- erster Lagerringfirst bearing ring
- 130130
- Außenringouter ring
- 140140
- zweiter Lagerringsecond bearing ring
- 150150
- Innenringinner ring
- 160160
- Grundkörperbody
- 170170
- Laufbahncareer
- 180180
- weiterer Körperanother body
- 190190
- Gegenlaufbahncounter track
- 200200
- Wälzkörperrolling elements
- 205205
- KäfigCage
- 210210
- Dichtungpoetry
- 220220
- Elastomerstrukturelastomer structure
- 230230
- Volumenvolume
- 240240
- Membranbereichmembrane area
- 250250
- axiale Richtungaxial direction
- 260260
- weitere Dichtung mit Dichtlippeadditional seal with sealing lip
- 270270
- Flanschverbindungsstrukturflange connection structure
- 280280
- Abschnittsection
- 290290
- Verstärkungsstrukturreinforcement structure
- 300300
- Auflagebereichsupport area
- 310310
- konischer Abschnittconical section
- 320320
- zentrale Ausnehmungcentral recess
- 330330
- Verbindungsbereichconnection area
- 340340
- Abschnittsection
- 350350
- weiterer Abschnittanother section
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