-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtungsring zur Abdichtung eines Raumes zwischen zwei Lagerringen eines Wälzlagers nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Wälzlager mit einem solchen Dichtungsring.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Dichtungsringe dienen beispielsweise bei Wälzlagern dem Abdichten von aneinander angrenzenden Räumen wie dem Lagerinnenraum und der äußeren Lagerumgebung. Sie verhindern ein Austreten von Schmierstoff aus dem Lagerinnenraum nach außen und ein Eindringen von festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen von außen in den Lagerinnenraum. Hierbei muss sowohl eine Abdichtung im statischen Fall, also bei Stillstand, als auch im dynamischen Fall, also bei rotierenden Teilen, sichergestellt werden.
-
Bei der Mehrzahl von abgedichteten Wälzlagern werden Dichtscheiben verwendet, die eine ringförmige Metallarmierung und eine Elastomerummantelung aufweisen und in speziell geformte Einstiche an der Innenseite des Lageraußenrings gepresst oder durch zusätzlich Sicherungselemente an diesem befestigt werden. Sofern der axial verfügbare Bauraum eine untergeordnete Rolle spielt, werden anstelle von Dichtscheiben auch häufig Kassettendichtungen verwendet.
-
Nachteil aller bekannten Dichtscheiben sind die komplizierten Konturen der Einstiche bzw. das Problem, dass es mehrerer Arbeitsschritte bedarf, um diese zu fertigen. Kassettendichtungen weisen zudem erhöhten Bauraumbedarf auf.
-
Durch die
DE 29 616 079 U1 ist darüber hinaus noch ein Wälzlager mit zwei losen, jeweils in einer Ringnut eines der Lagerringe eingesetzten geschlossenen Dichtscheiben bekannt, bei dem die Dichtscheiben zur Bildung von radial verformbaren Abschnitten am Umfang verteilt mit mehreren in Umfangsrichtung sich erstreckenden, allseitig geschlossenen Ausnehmungen in Form von Langlöchern versehen sind, die radial verformbare Seitenabschnitte bilden. Jeder Seitenabschnitt weist dabei einen radial nach außen gerichteten Vorsprung auf, der im eingebauten Zustand gegen den Nutgrund der Ringnut im jeweiligen Lagerring zur Anlage kommt.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen Dichtungsring zur Abdichtung eines Raumes zwischen zwei Lagerringen zu konzipieren, der möglichst einfach und damit kostengünstig zu fertigen ist und in einem einfach gestalteten Einstich an einem Lagerring dauerhaft fixiert werden kann, ohne dass es hierfür weiterer Bauteile oder zusätzlichen axialen Bauraum bedürfte.
-
Beschreibung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Dichtungsring gemäß Anspruch 1 sowie ein Wälzlager gemäß Anspruch 7 gelöst.
-
Grundlegender Bestandteil des erfindungsgemäßen Dichtungsrings ist ein ringförmiges Armierungselement, das im montierten Zustand so starr ausgebildet sein soll, dass es der erforderlichen Dichtwirkung standhält. Dieses Armierungselement weist entlang seines äußeren Umfangs Aussparungen auf, die so nahe am Umfang, also entlang der Umfangslinie gelegen sind, dass dieser abschnittsweise nur durch einen schmalen Steg des Materials des Armierungselements gebildet wird. In diesem Bereich wird - wie nachfolgend noch erklärt - die Haltewirkung nach einer Montage des Dichtungsrings im Lager erzeugt, so dass diese umlaufenden Bereiche auch als Halteabschnitte bezeichnet werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform können diese Halteabschnitte auch entlang der inneren Umfanglinie des Armierungselements bzw. des Dichtungsrings verlaufen.
-
Grundsätzlich sind die Aussparungen so nahe an der Umfangslinie, dass der schmale Steg aus dem Material des Armierungelements verformbar ist. Erfindungsgemäß wird eine solche Verformung dadurch bewirkt, dass in die Aussparungen Material, beispielsweise Elastomer, eingepresst wird und dadurch der Steg gewissermaßen aufgeweitet wird. Da auch das Material eines derart dünnen Steges nur sehr begrenzt streckbar ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Steg länger ist als die eigentliche Umfangslinie. Dafür ist er beispielsweise wellenförmig ausgebildet oder weist zumindest eine Welle oder Nase oder Spitze auf.
-
Die Halteabschnitte sind vorzugsweise gleichmäßig auf einer Kreislinie verteilt.
-
Wie bereits beschrieben, sind die Aussparungen mit verformbarem Material, beispielsweise mit einem Elastomer, ausgefüllt. Dieses Material überragt den Ringquerschnitt des Dichtungsringes, so dass sich das Material bei Einpressen in die Aussparung dergestalt ausbreitet, dass die schwächste Stelle des Armierungselements, also der schmale Steg, auswärts verformt oder gestreckt wird.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform sind nicht nur die Aussparungen mit dem verformbaren Material gefüllt; zusätzlich ist das Armierungselement selbst mit dem Material beschichtet bzw. ummantelt, so dass eine Materialverbindung zwischen den Volumina in den einzelnen Aussparungen besteht.
-
Ebenfalls von der Erfindung umfasst ist ein Lager mit Innenring und Außenring und einem vorab beschriebenen Dichtungsring, der den Raum zwischen den beiden Lagerringen abdichtet. Entsprechend den Haltebereichen am Dichtungsring sind an mindestens einem der Lagerringe in Umfangsrichtung verlaufende Vorsprünge vorgesehen, die jeweils eine zu einer Umfangslinie des Lagerrings gerichtete Hinterschneidung aufweisen.
-
In einer Ausführungsform, in der diese Vorsprünge am Außenring vorgesehen sind und dementsprechend die Haltebereiche am Dichtungsring entlang dessen äußerer Umfangslinie verlaufen, sind die Hinterschneidungen so angeordnet und radial auswärts gerichtet, dass bei axial gerichtetem Einpressen des Dichtungsrings zwischen die Lagerringe, die Verformungselemente die Stege zumindest teilweise hinter die Vorsprünge in die Hinterschneidungen drücken. Damit wird der Dichtungsring im montierten Zustand durch die umlaufenden Stege gehalten, so dass eine wesentlich höhere axiale Haltkraft besteht, als dies der Fall wäre, wenn lediglich Elastomer in die Hinterschneidungen eingebracht würde. Die Montage selbst erfordert kein aufwändiges Werkzeug oder spezielle Fertigungskentnisse.
-
Für das verwendete verformbare Material wird vorzugsweise ein Material mit einer Querkontraktionszahl von 0,4 bis 0,5 verwendet.
-
In einer weiteren Ausführungsform sind die Vorsprünge am Innenring vorgesehen und dementsprechend die Haltebereiche am Dichtungsring entlang dessen innerer Umfangslinie.
-
Figurenliste
-
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtungsrings und des erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagers werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines Abschnitts des Armierungselementes des erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtungsrings;
- 2 eine perspektivische Querschnittsansicht durch einen Lageraußenring mit eingesetzten erfindungsgemäßen Dichtungsring;
- 3 eine Ausschnitt einer Seitenansicht des zwischen einen Lageraußenring und einem Lagerinnenring eingestzten erfindungsgemäßen Dichtungsrings;
- 4 eine vergrößerte Darstellung einer Seitenansicht auf eine Ausführungsform des Armierungsblechs des erfindungsgemäßen Dichtungsrings;
- 5 eine Teilansicht einer Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Dichtungsrings im unmontierten Zustand am Lageraußenring;
- 6 eine Teilansicht einer Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Dichtungsrings im unmontierten Zustand am Lageraußenring.
-
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt abschnittsweise ein Armierungselement 11 mit innerer und äußerer Umfangslinie 11a, 11 b. Entlang der äußeren Umfangslinie 11a sind Aussparungen 13 angeordnet, die nach außen durch Stege 14 begrenzut sind. Jeweils eine Aussparung 13 ist einem Halteabschnitt 12 zugeordnet.
-
2 zeigt ausschnittsweise perspektivisch den erfindungsgemäßen Dichtungsring 10. Erkennbar ist wiederum das Armierungselement 11 und ein Steg 14. Im noch unmontierten Zustand ragt der Verformungsbereich 15 noch erkennbar aus der axialen Höhe des Dichtungsrings 10 heraus, und der Steg 14 ist auch noch nicht hinter den Vorsprung 21 in die Hinterschneidung eingepresst.
-
In 3 erkennt man den Dichtungsring zwischen einem Lageraußenring 20 und einem Lagerinnenring. Schematisch ist die Verteilung der Halteabschnitte 12 mit den Verformungsbereichen 15 entlang der äußeren Umfangslinie 11a erkennbar.
-
4 zeigt eine Ausführungsform des Armierungsblechs 11, dessen Stege 14 so geformt sind, dass der Steg 14 eine Stegwelle 14a ausbildet.
-
Die 5 und 6 zeigen eine Schnittdarstellung des Dichtungsrings 10 und des Lageraußenrings 20 im unmontierten bzw. im montierten Zustand. Erkennbar ist im direkten Bildvergleich, wie bei Einpressen des Verformungsbereichs 15 in die Aussparung 13 der Steg 14 hinter den Vorsprung 21 in die Hinterschneidung gepresst wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Dichtungsring
- 11
- Armierungselement
- 11a
- äußere Umfangslinien des Dichtungsrings
- 11b
- innere Umfangslinien des Dichtungsrings
- 12
- Halteabschnitt
- 13
- Aussparung
- 14
- Steg
- 14a
- Stegwelle
- 15
- Verformungsbereich
- 20
- Lageraußenring
- 21
- Vorsprung
- 22
- Umfangslinie des Lageraußenrings
- 23
- Hinterschneidung
- 30
- Lagerinnenring
