DE102015012998A1 - Dichtsystem für ein Wälzlager - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dichtsystem (10) für ein Wälzlager (12), umfassend einen Dichtungskörper (14) mit einer ersten Dichtlippe (16), wobei der Dichtungskörper (14) am feststehenden Lagerring (12-1) des Wälzlagers (12) angeordnet ist und die erste Dichtlippe (16) über eine Dichtkante (16-1) unter Vorspannung an einer rotierenden ersten Dichtfläche (18) anliegt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Dichtungskörper (14) eine zweite Dichtlippe (20) aufweist, die in Bezug zu den Wälzkörpern (12-2) des Wälzlagers (12) weiter innen liegend angeordnet ist und deren Dichtkante (20-1) im eingebauten Zustand bei noch nicht eingetretenem Verschleiß über ein Spaltmaß (s) beabstandet zu einer rotierenden zweiten Dichtfläche (22) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Dichtsystem für ein Wälzlager gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
  • Bekanntlich weisen als Wälzlager ausgebildete Radlager eines Kraftfahrzeugs für gewöhnlich ein zwischen dem feststehenden Lagerring und dem rotierenden Lagerring wirksames Dichtsystem auf, welches in der Regel eine über ein Tragelement drehfest mit dem feststehenden Lagerring verbundene Dichtlippe umfasst, die an einer rotierenden Dichtfläche anliegt und damit zum drehenden Teil hin abdichtet. Um nach einem Verschleiß der Dichtlippe weiterhin eine Dichtwirkung zu erzielen, ist es weiterhin bekannt, mehre anliegende Dichtlippen vorzusehen.
  • Die DE 10 2005 029 979 A1 offenbart ein Dichtsystem für ein Wälzlager bei dem der Dichtungskörper zwei Dichtlippen umfasst und beide Dichtlippen wenigstens eine schleifende Dichtkante aufweisen über die beide Dichtlippen an einer rotierenden Dichtfläche anliegen. Die DE 10 2005 029 979 A1 offenbart ferner, dass eine der Dichtlippen neben der schleifenden Dichtkante noch eine weitere Dichtkante aufweist, die im eingebauten Zustand bei noch nicht eingetretenem Verschleiß von der rotierenden Dichtfläche über einen Spalt beanstandet angeordnet ist. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass das Dichtsystem eine verhältnismäßig hohe Reibung aufweist, da stets zwei Dichtlippen über jeweils mindestens eine Dichtkante im schleifenden Kontakt mit der rotierenden Dichtfläche stehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtsystem für ein Wälzlager gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass bei geringer Reibung über eine lange Lebensdauer eine hohe Dichtfunktion des Dichtsystems gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
  • Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • In bekannter Art und Weise umfasst das Dichtsystem für ein Wälzlager einen am feststehenden Lagerring des Wälzlagers angeordneten Dichtungskörper mit einer auf eine erste rotierende Dichtfläche ausgerichteten ersten Dichtlippe. Die unter Vorspannung stehende erste Dichtlippe – nachfolgend auch als Hauptdichtlippe bezeichnet – liegt dabei über eine an der Hauptdichtlippe ausgebildeten Dichtkante schleifend an der rotierenden ersten Dichtfläche an.
  • Erfindungsgemäß weist der Dichtungskörper eine zweite Dichtlippe – nachfolgend auch als Nebendichtlippe bezeichnet – auf, die in Bezug zu den Wälzkörpern des Wälzlagers weiter innen liegend angeordnet ist und deren Dichtkante im eingebauten Zustand bei noch nicht eingetretenem Verschleiß über ein Spaltmaß beabstandet zu einer rotierenden zweiten Dichtfläche angeordnet ist.
  • Da das erfindungsgemäße Dichtsystem lediglich über die Dichtkante einer Dichtlippe im schleifenden Kontakt mit der rotierenden Dichtfläche steht, weist das erfindungsgemäße Dichtsystem in vorteilhafter Weise eine im Vergleich zum Stand der Technik gemäß der DE 10 2005 029 979 A1 reduzierte Reibung auf. Die erfindungsgemäße Anordnung der Nebendichtlippe bzw. die beabstandete Positionierung der Dichtkante der Nebendichtlippe und der Umstand, dass die Hauptdichtlippe mit einer zumindest teilweise in Richtung der ersten Dichtfläche ausgerichteten Vorspannung an der rotierenden ersten Dichtfläche anliegt, hat den Effekt, dass im Falle des Verschleißes der ersten Dichtlippe bzw. der Hauptdichtlippe, sich der Dichtungskörper derart bewegt, dass der Spalt zur Dichtkante der Nebendichtlippe aufgezehrt wird und damit die Nebendichtlippe über ihre Dichtkante an der zugehörigen Dichtfläche in Eingriff kommt. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise über die gesamte Lebensdauer des Dichtsystems eine hohe Dichtfunktion gewährleistet.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Dichtungskörper des Dichtsystems mehrere in Reihe hintereinander angeordnete Nebendichtlippen bzw. zweite Dichtlippen auf, deren Dichtkanten im eingebauten Zustand bei noch nicht eingetretenem Verschleiß jeweils über ein Spaltmaß beanstandet zu der rotierenden zweiten Dichtfläche angeordnet sind. Diese Ausführungsform erweist sich als besonders vorteilhaft, da obiger Nachstellprozess, nämlich dass bei Verschleiß einer Dichtlippe eine nachgeordneten Dichtlippe in Eingriff kommt, wiederholt stattfinden kann, sodass die hohe Dichtfunktion über eine längere Lebensdauer des Dichtsystems gewährleistet ist.
  • Vorzugsweise ist dabei der Dichtungskörper derart ausgebildet und/oder dimensioniert, dass der Dichtungskörper selbst auf die Hauptdichtlippe die zumindest teilweise in Richtung der rotierenden ersten Dichtflächen ausgerichtete Vorspannung ausübt. Hierdurch ist ein besonders einfacher Aufbau des Dichtsystems sichergestellt.
  • Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems sieht vor, dass der Dichtungskörper einen Tragkörper umfasst, der auf die Hauptdichtlippe die zumindest teilweise in Richtung der rotierenden ersten Dichtfläche ausgerichtete Vorspannung ausübt. Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass mittels des Tragkörpers die Vorspannung leichter ”einstellbar” ist und zudem der Tragkörper die Selbststabilität des Dichtsystems erhöht und, je nach Ausgestaltung und Anordnung des Tragkörpers, der Tragkörper die Montagekraft zum feststehenden Lagerring des Wälzlagers trägt.
  • Um eine besonders leichtbauende Konstruktion des Dichtsystems zu ermöglichen, sind vorzugsweise der Dichtungskörper aus einem Elastomer und der Tragkörper aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet.
  • Alternativ ist es auch möglich, den Tragkörper aus einem metallischen Werkstoff auszubilden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems, ist die Hauptdichtlippe auf ein, die erste Dichtfläche aufweisendes erstes Bauelement ausgerichtet, während die Nebendichtlippe bzw. die Nebendichtlippen auf ein, die zweite Dichtfläche aufweisendes zweites Bauelement ausgerichtet ist bzw. sind. Die Ausrichtung der Dichtlippen auf unterschiedliche Bauteile erweist sich als vorteilhaft, da dadurch eine Abdichtung von Zwischenräumen oder eine Verwendung unterschiedlicher Materialien der Dichtflächen Verwendung finden kann (z. B. Dichtfläche 1 rostfreier Stahl, für Dichtfläche 2 nicht mehr nötig ...)
  • Vorzugsweise handelt es sich dabei bei dem die erste Dichtfläche aufweisenden ersten Bauelement um das über den rotierenden Lagerring des Wälzlagers drehbar gelagerte Bauteil, z. B. die Radnabe, und bei dem die zweite Dichtfläche aufweisenden zweiten Bauelement um den rotierenden Lagerring des Wälzlagers.
  • Eine kompakte, wenig Bauraum beanspruchende Ausführungsform des Dichtsystems ist dadurch realisierbar, dass die Hauptdichtlippe und die Nebendichtlippe bzw. die Nebendichtlippen auf ein gemeinsames, sowohl die erste als auch die zweite Dichtfläche aufweisendes Bauelement ausgerichtet sind.
  • Besonders wenig Bauraum wird dabei beansprucht, wenn es sich bei dem die erste und zweite Dichtfläche aufweisenden Bauelement unmittelbar um den rotierenden Lagerring des Wälzlagers handelt.
  • Alternativ handelt es sich bei dem gemeinsamen, die erste und zweite Dichtfläche aufweisenden Bauelement um ein auf dem rotierenden Lagerring des Wälzlagers angeordnetes Trägerelement. Die Ausbildung der Dichtflächen an einem separaten Trägerelement hat den Vorteil, dass dieses einfach und kostengünstig herstell- und montierbar ist und weitergehende Anforderungen an den rotierenden Lagerring des Wälzlagers nicht erforderlich sind.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass am Dichtungskörper eine Wasserablaufrinne ausgebildet ist. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise ein definierter Ablauf gewährleistet.
  • Um eine bessere Dichtfunktion zu gewährleisten, ist vorzugsweise die erste und/oder zweite Dichtfläche konisch, sphärisch gekrümmt oder mit einer anderen geometrisch geneigten Form ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist die erste und/oder zweite Dichtfläche mittels einer Beschichtung und/oder Verfettung versehen und/oder aus einem nichtkorrodierenden Werkstoff ausgebildet. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass der Verschleiß der Dichtlippe minimiert ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • In der Zeichnung bedeutet:
  • 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems;
  • 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems;
  • 3 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems, und
  • 4 eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems.
  • In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten auch mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich oder sinnvoll ist.
  • 1 zeigt ein insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Dichtsystem für ein Wälzlager 12 im neu eingebauten Zustand, d. h. bei noch nicht eingetretenem Verschleiß.
  • Das Dichtsystem 10 umfasst einen aus einem Elastomer ausgebildeten, am feststehenden Lagerring 12-1 des Wälzlagers 12 gelagerten Dichtungskörper 14 mit einer ersten Dichtlippe 16 und einer zweiten Dichtlippe 20. Die erste Dichtlippe 16, nachfolgend auch als Hauptdichtlippe 16 bezeichnet, liegt dabei unter Vorspannung über ihre Dichtkante 16-1 schleifend an einer rotierenden ersten Dichtfläche 18 an.
  • Wie 1 zeigt, ist die zweite Dichtlippe 20 – nachfolgend auch als Nebendichtlippe 20 – bezeichnet in Bezug zu den Wälzkörpern 12-2 des Wälzlagers 12 weiter innen liegend angeordnet und die Dichtkante 20-1 der Nebendichtlippe 20 ist im dargestellten verbauten Zustand, d. h. bei noch nicht eingetretenem Verschleiß, über ein Spaltmaß s beanstandet zu einer rotierenden zweiten Dichtfläche 22 angeordnet.
  • Wie 1 weiter zu entnehmen ist, weist der Dichtungskörper 14 einen Tragkörper 24 auf und am Dichtungskörper 14 ist eine Wasserablaufrinne 26 ausgebildet. Der Tragkörper 24 ist vorliegend aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet und übt auf die Hauptdichtlippe 16 die zumindest teilweise in Richtung der rotierenden ersten Dichtfläche 18 ausgerichtete Vorspannung aus.
  • Während, wie 1 zeigt, die erste Dichtfläche 18 an der über den rotierenden Lagerring 12-3 des Wälzlagers 12 drehbar gelagerten Radnabe 28 ausgebildet ist, ist die zweite rotierende Dichtfläche 22 unmittelbar am rotierenden Lagerring 12-3 des Wälzlagers 12 ausgebildet.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Dichtsystems 10 hat den Effekt, dass nach einem Verschleiß der Hauptdichtlippe 16 aufgrund der Vorspannung der Dichtungskörper 14 sich derart bewegt, dass der Spalt s verschwindet und die Nebendichtlippe 20 über ihre Dichtkante 20-1 an der zugehörigen Dichtfläche 22 in Eingriff kommt. Somit ist eine hohe Dichtfunktion über die gesamte Lebensdauer des Dichtsystems 10 gewährleistet. Da zudem das Dichtsystem 10 lediglich über eine Dichtlippe im schleifenden Kontakt mit einem rotierenden Bauteil steht, zeichnet sich das erfindungsgemäße Dichtsystem durch eine geringe Reibung aus.
  • Die in 2 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems 10 entspricht im Wesentlichen der in 1 dargestellten Ausführungsform. Einziger Unterschied ist, dass die Dichtfläche 22 am rotierenden Lagerring 12-3 des Wälzlagers 12 konusförmig ausgebildet ist.
  • Die in 3 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems 10 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass im Gegensatz zu den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen, die erste rotierende Dichtfläche 18 und die zweite rotierende Dichtfläche 22 an einem gemeinsamen Bauelement, nämlich vorliegend am rotierenden Lagerring 12-3 des Wälzlager 12 ausgebildet sind.
  • Auch bei der in 4 dargestellten Ausführungsform sind – in Übereinstimmung mit der Ausführungsform gemäß 3 – die Dichtflächen 18, 22 an einem gemeinsamen Bauelement ausgebildet. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß 3 handelt es sich vorliegend bei dem die Dichtflächen 18, 22 aufweisenden Bauelement um ein auf dem rotierenden Lagerring 12-3 des Wälzlager 12 angeordnetes Trägerelement 30.
  • Lediglich der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, dass bei allen dargestellten Ausführungsformen, der Dichtungskörper 14 auch mehrere kaskadisch hintereinander angeordnete Nebendichtlippen 20 aufweisen kann, sodass der beschriebene Nachstellprozess, nämlich dass im Falle des Verschleißes der im Eingriff stehenden Dichtlippe eine nachgeordneten Dichtlippe in schleifenden Kontakt mit einer rotierenden Dichtfläche tritt, wiederholt stattfinden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005029979 A1 [0003, 0003, 0009]

Claims (13)

  1. Dichtsystem (10) für ein Wälzlager (12), umfassend einen Dichtungskörper (14) mit einer ersten Dichtlippe (16), wobei der Dichtungskörper (14) am feststehenden Lagerring (12-1) des Wälzlagers (12) angeordnet ist und die erste Dichtlippe (16) über eine Dichtkante (16-1) unter Vorspannung an einer rotierenden ersten Dichtfläche (18) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (14) eine zweite Dichtlippe (20) aufweist, die in Bezug zu den Wälzkörpern (12-2) des Wälzlagers (12) weiter innen liegend angeordnet ist und deren Dichtkante (20-1) im eingebauten Zustand bei noch nicht eingetretenem Verschleiß über ein Spaltmaß (s) beabstandet zu einer rotierenden zweiten Dichtfläche (22) angeordnet ist.
  2. Dichtsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (14) mehrere in Reihe hintereinander angeordnete zweite Dichtlippen (20) aufweist, deren Dichtkanten (20-1) im eingebauten Zustand bei noch nicht eingetretenem Verschleiß jeweils über ein Spaltmaß (s) beabstandet zu der rotierenden zweiten Dichtfläche (22) angeordnet sind.
  3. Dichtsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (14) derart ausgebildet ist, dass der Dichtungskörper (14) die Vorspannung ausübt.
  4. Dichtsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (14) einen Tragkörper (24) umfasst, der die Verspannung ausübt.
  5. Dichtsystem (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (24) aus einem Kunststoffmaterial oder aus einem metallischen Werkstoff und der Dichtungskörper (14) aus einem Elastomer ausgebildet ist.
  6. Dichtsystem (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (16) auf ein, die erste Dichtfläche (18) aufweisendes erstes Bauelement (28) und die zweite(n) Dichtlippe(n) (20) auf ein, die zweite Dichtfläche (22) aufweisendes zweites Bauelement (12-3) ausgerichtet ist/sind.
  7. Dichtsystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem die erste Dichtfläche (18) aufweisenden ersten Bauelement um ein über den rotierenden Lagerring (12-3) des Wälzlagers (12) drehbar gelagertes Bauteil (28) und bei dem die zweite Dichtfläche (22) aufweisenden zweiten Bauelement um den rotierenden Lagerring (12-3) des Wälzlagers (12) handelt.
  8. Dichtsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (16) und die zweite(n) Dichtlippe(n) (20) auf ein gemeinsames, die erste und zweite Dichtfläche (18, 22) aufweisendes Bauelement (12-3; 30) ausgerichtet sind.
  9. Dichtsystem (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem gemeinsamen, die erste und zweite Dichtfläche (18, 22) aufweisenden Bauelement um den rotierenden Lagerring (12-3) des Wälzlagers (12) handelt.
  10. Dichtsystem (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich dem gemeinsamen, die erste und zweite Dichtfläche (18, 22) aufweisenden Bauelement um ein auf dem rotierenden Lagerring (12-3) des Wälzlagers (12) angeordnetes Trägerelement (30) handelt.
  11. Dichtsystem (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Dichtungskörper (14) eine Wasserablaufrinne (26) ausgebildet ist.
  12. Dichtsystem (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Dichtfläche (18, 22) konisch oder mit einer anderen geometrisch geneigten Form ausgebildet ist/sind.
  13. Dichtsystem (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Dichtfläche (18, 22) mittels einer Beschichtung und/oder Verfettung versehen ist und/oder aus einem nicht-korrodierenden Werkstoff ausgebildet ist.
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