DE102014216526A1

DE102014216526A1 - Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE102014216526A1
Application number: DE102014216526.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Fickert-Guenther; Christina Stöber
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2016-02-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Raumes zwischen einem ersten Maschinenelement und einem zweiten Maschinenelement, die konzentrisch zueinander angeordnet und relativ zueinander rotierbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Raumes zwischen einem ersten Maschinenelement und einem zweiten Maschinenelement, wobei erstes und zweites Maschinenelement konzentrisch zueinander angeordnet und relativ zueinander rotierbar sind.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung dient zum Abdichten von Räumen beispielsweise bei einer in einem Gehäuse laufenden Welle oder bei Wälzlagern. Sie verhindert ein Austreten von Schmierstoff aus dem Raum nach außen und ein Eindringen von festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen von außen in den Raum. Hierbei muss sowohl eine Abdichtung im statischen Fall, bei Stillstand, als auch im dynamischen Fall, bei rotierenden Teilen, sichergestellt werden.
Vorbekannte Dichtungsanordnungen verwenden Dichtringe mit Dichtlippen, die beispielsweise in der JP 11218141 A oder in der US 2010/327538 A beschrieben werden.
Derartige Dichtlippen sind aus herstellungstechnischen Gründen radial nach innen orientiert mit einem Winkel von meist 90° zur Gegenlauffläche und werden erst durch die radiale Überdeckung bei der Montage nach außen orientiert. Die Armierung erfordert durch diese Anordnung eine Geometrie, die durch die herstellungstechnischen Möglichkeiten begrenzt ist. Beispielsweise beschreibt die WO 2010/136058 A1 eine Freistellung der Armierung, die dann nicht mehr zum Schutz der Elastomergeometrie und deren Dichtlippe(n) dienen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Raumes zwischen einem ersten und einem zweiten Maschinenelement, welche relativ zueinander rotierbar sind, zur Verfügung zu stellen, die sich durch einen vergleichsweise einfachen Aufbau auszeichnet und eine gute Abdichtung gegenüber Staubeintritt, Wassereintritt und Fettaustritt ermöglicht, wobei die Dichtungsreibung im Vergleich zu derzeit üblichen Lösungen gleich bleibt. Des Weiteren soll auch eine Anordnung zur Verfügung gestellt werden, umfassend ein erstes Maschinenelement und ein zweites Maschinenelement, welche relativ zueinander rotierbar sind, sowie eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Raumes zwischen den beiden Maschinenelementen.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient eine Dichtungsanordnung gemäß dem beigefügten Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung umfasst einen Dichtring mit einer Armierung, an welcher ein die Dichtlippe umfassender Elastomerkörper befestigt ist. Der Elastomerkörper erstreckt sich vorzugsweise über den gesamten Bereich eines ersten axial verlaufenden Schenkels der Armierung. Durch die Armierung kann eine Verformung des Dichtrings durch im Betrieb auftretende Kräfte wirksam vermieden werden. Die Armierung besteht vorzugsweise aus Blech.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung besteht darin, dass durch die erfindungsgemäß verwendete Schrägstellung der Dichtlippe(n) in axial auswärts weisende Richtung eine bessere Entformung des Elastomers aus der Werkzeugkavität erfolgen kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Dichtungsanordnung drei Dichtlippen, allerdings soll keine Einschränkung auf drei Dichtlippen erfolgen. Ebenso können mehr als drei oder weniger als drei Dichtlippen Verwendung finden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Armierung einen zweiten Schenkel auf, der innerhalb eines umlaufenden Einstichbereichs des zweiten Maschinenelements angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Dichtring aufwandsarm und genau am zweiten Maschinenelement positioniert werden.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient weiterhin ein Lager gemäß dem beigefügten Anspruch 6.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst ein erstes und ein zweites Maschinenelement, wobei erstes und zweites Maschinenelement konzentrisch zueinander angeordnet und relativ zueinander rotierbar sind, sowie eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Raumes zwischen erstem und zweitem Maschinenelement.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind erstes und zweites Maschinenelement Lagerringe eines Wälzlagers. Der abzudichtende Raum wäre bei dieser Ausführung der zur Aufnahme von Wälzkörpern dienende Innenraum. Die Dichtungsanordnung kann darüber hinaus aber auch in andere Lagertypen eingebaut werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine Schnittansicht eines Wälzlagers mit integrierter erfindungsgemäßer Dichtungsanordnung.
Das Wälzlager umfasst einen ersten Lagerring 1 und einen zweiten Lagerring 2. Zwischen den beiden Lagerringen 1, 2 sind Wälzkörper in einem Wälzkörperraum 10 angeordnet. Die Wälzkörper können durch einen Käfig 9 in gleichem Abstand gehalten werden. Zur Abdichtung des Wälzkörperraums 10 dient die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung, die auf beiden Seiten der Wälzkörper identisch ausgebildet sein kann. Die Dichtungsanordnung umfasst einen Dichtring 5 mit einer U-förmigen Armierung 3. Die Armierung 3 weist dabei einen sich axial erstreckenden ersten Schenkel 3a und einen (nicht notwendigerweise gleichlangen) sich axial erstreckenden zweiten Schenkel 3c auf, der mit dem ersten Schenkel 3a über einen sich radial erstreckenden Bereich 3b verbunden ist. Der zweite Schenkel 3c liegt an dem zweiten Lagerring 2 an und ist vorzugsweise innerhalb eines umlaufenden Einstichbereichs 8 des zweiten Maschinenelements 2 angeordnet.
Der Dichtring 5 umfasst einen Elastomerkörper 5a. Dieser wiederum umfasst mindestens eine – hier dargestellt drei – elastische Dichtlippen 6, die sich sich unter einem Winkel kleiner 90° gegenüber der Rotationsachse des Lagers erstrecken und in einer bevorzugten Ausführungsform gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Diese Orientierung der Dichtlippen 6 hat durch die zunächst noch nicht montierte Schutzkappe 4 einen deutlichen Vorteil gegenüber bekannten Konstruktionen, da in der Einbausituation eine optimale Anstellung der Dichtlippen 6 an der geschmierten Seite des Lagers und luftseitig erfolgen kann. Durch die Orientierung der Dichtlippen 6 ist ferner eine bessere Entformung aus der Kavität 12 möglich, die in 2 erkennbar ist.
Das Ende jeder Dichtlippe 6 umfasst eine Dichtkante 6a, die an dem ersten Lagerring 1 anliegt.
Die axial außenliegende Schutzkappe 4 wird nachträglich aufgebracht und mit der Armierung 3 über den Verbund 7 verbunden. Der Verbund 7 zwischen Schutzkappe 4 und Armierung 3 kann durch einen Pressverband, Formschluss oder Stoffschluss erfolgen. Der Umstand, dass die Schutzkappe 4 nachträglich aufgebracht wird, ermöglicht es, dass der radial verlaufende Bereich 3b der Schutzkappe 4 beliebig ausgeführt werden kann, wie beispielsweise als Shrould oder Spaltdichtung.
Entsprechend zeigen die 3a und 3b Varianten der Schutzkappe 4.
4 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung. Hierbei ist die Schutzkappe 4 die im Außenring 2 befestigte Komponente, während die Armierung 3 lediglich einen ersten Schenkel 3a aufweist.
5 zeigt eine weitere Variante mit einem zusätzlichen Formschluss der Schutzkappe 4 durch eine Umschlingung im Festsitz zwischen der Armierung 3, die wiederum am Außenring 2 abstützt.
Bezugszeichenliste

1: erster Lagerring
2: zweiter Lagerring
3: Armierung
3a: erster Schenkel der Armierung
3b: radialer Bereich der Armierung
3c: zweiter Schenkel der Armierung
4: Schutzkappe
5: Dichtring
5a: Elastomerbereich
6: Dichtlippe
6a: Dichtkante
7: Verbund
8: Einstichbereich des zweiten Lagerrings
9: Käfig
10: Wälzkörperraum
12: Werkzeugkavität

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 11218141 A [0003]
US 2010/327538 A [0003]
WO 2010/136058 A1 [0004]

Claims

Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Raumes (10) zwischen einem ersten Maschinenelement (1) und einem zweiten Maschinenelement (2), wobei erstes und zweites Maschinenelement (1, 2) konzentrisch zueinander angeordnet und relativ zueinander rotierbar sind, umfassend: einen Dichtring (5) mit einer Armierung (3) mit einem sich radial erstreckenden Bereich (3b) und einem sich axial erstreckenden ersten Schenkel (3a), wobei der erste Schenkel (3a) mit einem Elastomerkörper (5a) verbunden ist, der mindestens eine Dichtlippe (6) umfasst, die sich unter einem Winkel kleiner 90° gegenüber der Rotationsachse erstreckt und eine Dichtkante (6a) aufweist, die an dem ersten Maschinenelement (1) anliegt, eine in axialer Richtung außen liegend angeordnete Schutzkappe (4), wobei der erste Schenkel (3a) und ein sich in axialer Richtung erstreckender Bereich der Schutzkappe (4) miteinander verbunden sind.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie drei Dichtlippen (6) aufweist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (6) axial auswärts geneigt gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung einen zweiten Schenkel (3c) aufweist, der innerhalb eines umlaufenden Einstichbereichs (8) des zweiten Maschinenelements (2) angeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Elastomerkörper (5a) entlang des ersten Schenkels (3a) erstreckt.
Lager umfassend einen ersten und einen zweiten Lagerring (1, 2), die konzentrisch zueinander angeordnet und relativ zueinander rotierbar sind, sowie eine Dichtungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Abdichtung eines Raumes (10) zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerring (1, 2).