DE102014223710A1 - Sealed warehouse - Google Patents

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Markus Seis
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein abgedichtetes Lager mit einem Dichtungselement, umfassend einen Metallring mit mindestens einer Ausnehmung und eine den Metallring zumindest teilweise umschließende Kunststoffschicht, die durch die Ausnehmung hindurchreicht.The invention relates to a sealed bearing with a sealing element, comprising a metal ring with at least one recess and a metal ring at least partially enclosing plastic layer which extends through the recess.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein abgedichtetes Lager, umfassend zwei Lagerringe und ein Dichtungselement, dieses wiederum umfassend einen Metallring und eine diesen zumindest teilweise umschließende Kunststoffschicht. The invention relates to a sealed bearing, comprising two bearing rings and a sealing element, this in turn comprising a metal ring and this at least partially enclosing plastic layer.

Es ist bekannt, den Spalt zwischen zwei Lagerringen eines Lagers mittels eines Dichtungselementes abzudecken. Bekannt sind ebenfalls Dichtungselemente, insbesondere Dichtscheiben und Dichtringe, die sich aus einem Grundmaterial Metall und einer Kunststoffbeschichtung zusammensetzen. Viele Kunststoffe, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), haften jedoch nur schlecht auf Metall, sind aber für bestimmte Anwendungsfälle notwendig. So kann für den Einsatz in Kühlkompressoren beispielsweise keine Standarddichtung eingesetzt werden, da diese dem Umgebungsmedium nicht dauerhaft standhalten würde. It is known to cover the gap between two bearing rings of a bearing by means of a sealing element. Also known are sealing elements, in particular sealing disks and sealing rings, which are composed of a base metal and a plastic coating. Many plastics, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), however, adhere poorly to metal, but are necessary for certain applications. Thus, for example, no standard seal can be used for use in refrigeration compressors, since this would not permanently withstand the surrounding medium.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein abgedichtetes Lager mit einem Dichtungselement anzugeben, das einen Metallring mit einer haltbaren, zumindest teilweisen Kunststoffbeschichtung umfasst, ohne dass dabei ein Formschluss zwischen den beiden eingesetzten Werkstoffen Metall und Kunststoff notwendig ist.The object of the invention is therefore to provide a sealed bearing with a sealing element comprising a metal ring with a durable, at least partial plastic coating, without causing a positive connection between the two materials used metal and plastic is necessary.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird durch ein Lager gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß umfasst demnach das Dichtungselement einen Metallring mit einer oder mehreren Ausnehmungen, durch die hindurch das Material der Kunststoffschicht an den Metallring angeformt ist.This object is achieved by a bearing according to claim 1. According to the invention, therefore, the sealing element comprises a metal ring with one or more recesses, through which the material of the plastic layer is integrally formed on the metal ring.

Die Anordnung der Ausnehmungen erfolgt vorzugsweise äquidistant auf einer Kreislinie und ihre Formgebung ist vorzugsweise so gewählt, dass das aufzubringende und die Ausnehmung zu durchdringende Kunststoffmaterial mit seinem jeweiligen Fließverhalten für die Größe und Form der Ausnehmung geeignet ist. Als Flächenform ist grundsätzlich jede beliebige Form geeignet. Auch eine Anordnung von mehreren Ausnehmungen unterschiedlicher Form auf ein und demselben Metallring stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, um Stabilität des Metallrings und Verbindung des Kunststoffs mit dem Metallring gleichermaßen zu gewährleisten.The arrangement of the recesses is preferably carried out equidistant on a circular line and their shape is preferably chosen so that the plastic material to be applied and the recess to be penetrated with its respective flow behavior is suitable for the size and shape of the recess. As a surface shape basically any shape is suitable. An arrangement of several recesses of different shape on the same metal ring is a preferred embodiment to ensure stability of the metal ring and the connection of the plastic with the metal ring alike.

Kern der Erfindung ist damit unter anderem die geeignete Wahl von Anzahl und Form der Ausnehmungen in Abstimmung mit dem notwendigen Kunststoffmaterial wie beispielsweise PTFE. Dabei muss die im Wesentlichen durch den Metallring bedingte Steifigkeit im notwendigen Maß gegeben sein, so dass sich beim Einbringen des Dichtungselements in das Lager dieses (bzw. der Metallring) nicht verformt, sondern gleichmäßig in die Nut einrollt. Die Kunststoffkomponente wird damit nicht nur beiderseits des Metallrings gehalten, sondern durch die Durchführung in den Ausnehmungen auch verdrehsicher angeordnet. Durch den Formschluss des Kunststoffs durch die Öffnung hindurch ist ein fester Halt gewährleistet.The core of the invention is thus, inter alia, the appropriate choice of number and shape of the recesses in coordination with the necessary plastic material such as PTFE. In this case, the stiffness caused essentially by the metal ring must be given to the necessary extent, so that upon insertion of the sealing element into the bearing, this (or the metal ring) does not deform, but rolls uniformly into the groove. The plastic component is thus not only held on both sides of the metal ring, but arranged by the implementation in the recesses also against rotation. Due to the positive connection of the plastic through the opening, a firm grip is ensured.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Metallring nicht flächig, sondern weist eine kreisförmige oder mehrere teilkreisförmige Erhebungen bzw. Vertiefungen bzw. Hinterschneidungen auf. Derartige Hinterschneidungen dienen der axialen Fixierung der Kunststoffkomponente und führen zu einer höheren axialen Belastbarkeit der gesamten Anordnung.In a further preferred embodiment, the metal ring is not flat, but has a circular or a plurality of part-circular elevations or depressions or undercuts. Such undercuts are used for the axial fixation of the plastic component and lead to a higher axial load capacity of the entire assembly.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind durchgängigen und demnach kreisförmige oder einzelne teilkreisförmige Hinterschneidungen auf mehreren konzentrischen Kreisbahnen angeordnet. Die Gestaltungsmöglichkeiten für die Hinterschneidung(en) sind allein durch die Montierbarkeit des Metallrings bzw. durch die Gefahr dessen Verformung beschränkt.In a further preferred embodiment, continuous and therefore circular or individual part-circular undercuts are arranged on a plurality of concentric circular paths. The design possibilities for the undercut (s) are limited solely by the mountability of the metal ring or by the risk of its deformation.

Die Ausnehmungen können vollständig oder teilweise innerhalb der Hinterschneidung(en) angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann so beim teilweisen Überlappen einer Ausnehmung mit einem Randbereich einer teilkreisförmigen Ausnehmung eine axial-radial gerichtete Kunststoffbrücke durch die Ausnehmung hindurch angeformt werden.The recesses may be arranged completely or partially within the undercut (s). In a preferred embodiment, in the case of partial overlapping of a recess with an edge region of a part-circular recess, an axially-radially directed plastic bridge can be formed through the recess.

Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Erfindungsgemäß werden dafür zunächst die Ausnehmungen in den Metallring eingebracht. Dies geschieht vorzugsweise in demselben Arbeitsschritt wie das Ausformen der Metallringe an sich. In einem weiteren Schritt werden die derart hergestellten Metallringe zumindest teilweise mit einem Kunststoff ummantelt bzw. umspritzt, wobei das Kunststoffmaterial durch die Ausnehmungen hindurchreicht und somit Kunststoffbeläge, die zu beiden Seiten des Metallrings ausgebildet werden, formschlüssig miteinander zu einer einstückigen Kunststoffschicht verbunden werden.Furthermore, the object is achieved by a method according to claim 10. According to the invention, first the recesses are introduced into the metal ring. This is preferably done in the same step as the forming of the metal rings per se. In a further step, the metal rings produced in this way are at least partially encased or encapsulated with a plastic, wherein the plastic material extends through the recesses and thus plastic coverings, which are formed on both sides of the metal ring, are positively connected to a one-piece plastic layer.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vor oder während des Ausformens der Ausnehmungen eine oder mehrere Hinterschneidungen in den Metallring eingeformt. In a further preferred embodiment of the method according to the invention, one or more undercuts are formed in the metal ring before or during the molding of the recesses.

Da mit Hilfe der Erfindung auch solche Werkstoffe auf dem Metallring der Dichtung aufgebracht werden können, die am Metall an sich nicht haften, ist es möglich, eine Dichtung herzustellen, die in agressiven Umgebungsmedien wie beispielsweise Kühlmittel verwendet werden können.Because such materials can be applied to the metal ring of the gasket that does not adhere to the metal per se with the aid of the invention, it is possible to produce a gasket that can be used in aggressive ambient media such as, for example, coolant.

Das Dichtelement des erfindungsgemäßen Lagers ist so ausgeführt, dass für dessen Fixierung im Lager – anders als beim Stand der Technik – kein separates Befestigungsmittel, wie beispielsweise ein Schnappring, notwendig ist. Tatsächlich müssen nicht Schnappring und Dichtung hintereinander eingebracht werden, da der Metallring und die die dichtende Komponente, also die Kunststoffdichtung genauso breit sind wie herkömmliche Dichtungen. Dies senkt nicht nur die Material-, Herstellungs- und Montagekosten sondern spart überdies Bauraum auf höchst effiziente Weise. Gerade in Rillenkugellagern ist dies von enormem Vorteil. Ebenso entfällt die Notwendigkeit eines separaten Werkzeugs für das Montieren der Dichtung.The sealing element of the bearing according to the invention is designed so that for its fixation in the bearing - unlike the prior art - no separate fastening means, such as a snap ring, is necessary. In fact, snap ring and seal do not have to be inserted one behind the other since the metal ring and the sealing component, ie the plastic seal, are just as wide as conventional seals. This not only reduces material, manufacturing and assembly costs but also saves space in a highly efficient manner. Especially in deep groove ball bearings, this is a huge advantage. Likewise, eliminating the need for a separate tool for mounting the seal.

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

Die 1 bis 3 zeigen jeweils eine flächige Ansicht des Metallrings 2 mit Ausnehmungen 3 jeweils unterschiedlicher Form. Die Ausnehmungen sind äquidistant auf einer Kreislinie angeordnet.The 1 to 3 each show a planar view of the metal ring 2 with recesses 3 each different shape. The recesses are arranged equidistantly on a circular line.

Die 4 und 5 zeigen einen Querschnitt durch den Metallring 2 mit erster und zweiter Ringseite 2a und 2b. Der Metallring weist jeweils eine Erhebung 5a und 5b auf.The 4 and 5 show a cross section through the metal ring 2 with first and second ring side 2a and 2 B , The metal ring each has a survey 5a and 5b on.

Die dichtenden Kunststoffschichten, beispielsweise aus PTFE, sind in den Figuren nicht dargestellt.The sealing plastic layers, for example of PTFE, are not shown in the figures.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Dichtungselement sealing element
22
Metallring metal ring
2a2a
erste Ringseite first ring side
2b2 B
zweite Ringseite second ring side
33
Ausnehmung recess
44
Kunststoffschicht Plastic layer
5a, 5b5a, 5b
Erhebung survey

Claims (10)

Abgedichtetes Lager umfassend zwei Lagerringe und ein Dichtungselement (1), wobei das Dichtungselement (1) einen Metallring (2) mit einer den Metallring (2) zumindest teilweise umschließenden Kunststoffschicht (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring (2) mindestens eine Ausnehmung (3) aufweist, durch die hindurch sich die Kunststoffschicht (4) von einer sich in axialer Richtung des Metallrings (2) befindlichen ersten Ringseite (2a) zur einer sich in axialer Richtung des Metallrings (2) gegenüberliegenden zweiten Ringseite (2b) erstreckt.Sealed bearing comprising two bearing rings and a sealing element ( 1 ), wherein the sealing element ( 1 ) a metal ring ( 2 ) with a metal ring ( 2 ) at least partially enclosing plastic layer ( 4 ), characterized in that the metal ring ( 2 ) at least one recess ( 3 ), through which the plastic layer ( 4 ) from one in the axial direction of the metal ring ( 2 ) located first ring side ( 2a ) to a in the axial direction of the metal ring ( 2 ) opposite second ring side ( 2 B ). Abgedichtetes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (3) entlang einer Linie in gleichen Abständen angeordnet sind.Sealed bearing according to claim 1, characterized in that the recesses ( 3 ) are arranged along a line at equal intervals. Abgedichtetes Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (3) auf einer Kreislinie angeordnet sind, die konzentrisch zum Metallring (2) verläuft.Sealed bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the recesses ( 3 ) are arranged on a circular line concentric with the metal ring ( 2 ) runs. Abgedichtetes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (3) kreisförmig ausgebildet sind.Sealed bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the recesses ( 3 ) are circular. Abgedichtetes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (3) mehreckig ausgebildet sind.Sealed bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the recesses ( 3 ) are polygonal. Abgedichtetes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (3) schlitzförmig ausgebildet sind.Sealed bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the recesses ( 3 ) are slot-shaped. Abgedichtetes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring (2) in seinem flächigen Querschnitt mindestens eine kreisförmige oder mindestens eine teilkreisförmige Erhebung (4) aufweist.Sealed bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the metal ring ( 2 ) in its planar cross-section at least one circular or at least one part-circular elevation ( 4 ) having. Abgedichtetes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (4) aus einem kühlmittelresistenten Material gebildet ist.Sealed bearing according to one of claims 1 to 7, characterized in that the plastic layer ( 4 ) is formed of a coolant-resistant material. Kühlkompressor umfassend ein abgedichtetes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8. Cooling compressor comprising a sealed bearing according to one of claims 1 to 8. Verfahren zur Herstellung eines Dichtungselements (1) für ein Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallring mit Ausnehmungen (3) versehen wird und nachfolgend durch die Ausnehmungen (3) hindurch zumindest teilweise mit Kunststoff ummantelt wird.Method for producing a sealing element ( 1 ) for a bearing according to one of claims 1 to 8, characterized in that a metal ring with recesses ( 3 ) and subsequently through the recesses ( 3 ) is at least partially coated with plastic.
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