DE102015200097A1 - Sealed rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer zwischen einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring angeordneten Dichtscheibe, die aus einer Armierung und einem elastischen Dichtwerkstoff besteht. Diese Dichtscheibe ist an ihrer Innen- oder Außenumfangslinie für eine Anordnung in einer umlaufenden Ringnut eines der beiden Lagerringe vorgesehen und weist an der jeweils anderen Umfangslinie einen elastischen Dichtungsfuß auf. Dieser ist so auf die Geometrie des Lagers abgestimmt, dass bei minimaler Reibung eine gleichbleibende Dichtungswirkung über die gesamte Lebensdauer trotz Verschleißes im dynamischen Dichtkontakt gewährleistet ist.The invention relates to a rolling bearing with a arranged between a bearing inner ring and a bearing outer ring sealing disc, which consists of a reinforcement and an elastic sealing material. This sealing disc is provided on its inner or outer circumferential line for an arrangement in a circumferential annular groove of one of the two bearing rings and has an elastic Dichtungsfuß on the other circumferential line. This is matched to the geometry of the bearing that with minimal friction a consistent sealing effect over the entire lifetime is guaranteed despite wear in the dynamic sealing contact.
Description
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer zwischen einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring angeordneten Dichtscheibe, die aus einer Armierung und einem elastischen Dichtwerkstoff besteht. Diese Dichtscheibe ist an ihrer Innen- oder Außenumfangslinie für eine Anordnung in einer umlaufenden Ringnut eines der beiden Lagerringe vorgesehen und weist an der jeweils anderen Umfangslinie einen elastischen Dichtungsfuß auf. Dieser ist so auf die Geometrie des Lagers abgestimmt, dass bei minimaler Reibung eine gleichbleibende Dichtungswirkung über die gesamte Lebensdauer trotz Verschleißes im dynamischen Dichtkontakt gewährleistet ist.The invention relates to a rolling bearing with a arranged between a bearing inner ring and a bearing outer ring sealing disc, which consists of a reinforcement and an elastic sealing material. This sealing disc is provided on its inner or outer circumferential line for an arrangement in a circumferential annular groove of one of the two bearing rings and has an elastic Dichtungsfuß on the other circumferential line. This is matched to the geometry of the bearing that with minimal friction a consistent sealing effect over the entire lifetime is guaranteed despite wear in the dynamic sealing contact.
Die
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, das Zusammenspiel zwischen den einzelnen Lagerkomponenten und der Dichtung durch die Form und Ausrichtung der Dichtung zu optimieren. Ziel ist es dabei insbesondere, die Dichtungswirkung hinsichtlich Staubeintritt, Wassereintritt und Fetteintritt bei reduzierter Reibung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Dichtungen zu verbessern.The object of the invention is therefore to optimize the interaction between the individual bearing components and the seal by the shape and orientation of the seal. The aim here is in particular to improve the sealing effect with respect to dust ingress, water ingress and fat ingress with reduced friction compared to the seals known from the prior art.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Wälzlager gemäß Anspruch 1 mit der erfindungsgemäßen Anordnung und Abstimmung der einzelnen elastomeren Dichtungsgeometrien sowie deren Anordnung und Abstimmung gegenüber den übrigen Lagerkomponenten.This object is achieved by a rolling bearing according to claim 1 with the inventive arrangement and coordination of the individual elastomeric seal geometries and their arrangement and vote against the other bearing components.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in einem Wälzlager zwischen Innenring und Außenring ein Dichtring zur Abdichtung eines Dichtraumes angeordnet, der eine Armierung und eine elastische Dichtkomponente umfasst. Die Armierung dient der Stabilität, während die elastische Dichtkomponente aus einem Material wie beispielsweise Synthesekautschuk gebildet ist und der Ausbildung von mehreren Dichtwirkverbindungen dient.In a preferred embodiment, a sealing ring for sealing a sealing space is arranged in a roller bearing between the inner ring and outer ring, which comprises a reinforcement and an elastic sealing component. The reinforcement is used for stability, while the elastic sealing component is formed of a material such as synthetic rubber and serves to form a plurality of Dichtwirkverbindungen.
Der Dichtring ist mit einer seiner Umfangslinien in einer Ringnut angeordnet, die sich entlang eines Innenumfangs des Außenrings oder eines Außenumfangs des Innenrings erstreckt.The sealing ring is arranged with one of its circumferential lines in an annular groove which extends along an inner circumference of the outer ring or an outer circumference of the inner ring.
Nachfolgende Erläuterung beziehen sich auf die Anordnung der Ringnut am Außenring, sind jedoch in analoger Weise auch für eine Anordnung am Innenring von dem vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst. Der im Außenring statisch verbaute Dichtring zeichnet sich durch eine relative Rotationsbewegung zum Innenring aus. Dabei bewegen sich horizontale und radiale Flächen der beiden Komponenten zueinander.The following explanation refers to the arrangement of the annular groove on the outer ring, but are also included in an analogous manner for an arrangement on the inner ring of the present inventive concept. The statically installed in the outer ring sealing ring is characterized by a relative rotational movement to the inner ring. In this case, horizontal and radial surfaces of the two components move to each other.
Die elastische Dichtkomponente bildet verschiedene geometrische Formen aus, deren Wirkverbindungen mit den übrigen Lagerkomponenten im Zusammenspiel eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Dichtwirkung ergeben.The elastic sealing component forms various geometric shapes, whose operative connections with the other bearing components result in interaction with one another compared to the prior art improved sealing effect.
Die elastische Dichtkomponente weist hierfür in einer bevorzugten Ausführungsform einen Dichtungsfuß auf, der mit einem im Lagerring, beispielsweise Innenring, angeordneten Freistich über eine lagereinwärts gerichtete Kontaktdichtlippe in Wirkverbindung steht. Ferner ist am Dichtungsfuß eine lagereinwärts gerichtete elastomere Nase ausgebildet, die auf Höhe einer abgerundeten Kante angeordnet ist, die den Freistich entlang des Innenrings begrenzt. Der Bereich dieser abgerundeten Kante soll nachfolgend als Ringschulter bezeichnet werden, während die elastomere Nase als Schulterkontaktnase bezeichnet wird. Die Schulterkontaktnase und die Ringschulter stehen nicht in direktem Kontakt sondern bilden gemeinsam einen radialen Spalt.For this purpose, in a preferred embodiment, the elastic sealing component has a sealing foot, which is in operative connection with an undercut arranged in the bearing ring, for example an inner ring, via a contact-sealing lip directed inward of the bearing. Furthermore, a bearing inwardly directed elastomeric nose is formed on the seal base, which is arranged at the level of a rounded edge which limits the undercut along the inner ring. The area of this rounded edge will be referred to hereinafter as the annular shoulder, while the elastomeric nose is referred to as shoulder contact nose. The shoulder contact nose and the annular shoulder are not in direct contact but together form a radial gap.
Die elastische Dichtkomponente bildet ferner ein elastisches Fettrückförderelement aus, das in den Dichtraum zwischen Dichtring und Wälzkörper hineinragt und einen axialen Spalt mit der Ringschulter ausbildet. Der Dichtungsfuß und das Fettrückförderelement sind dabei durch einen axial-radial verlaufenden Hinterschnitt von einander getrennt, wodurch die Elastizität der Dichtlippe auf kleinsten Bauraum gewährleistet wird.The elastic sealing component further forms an elastic Fettrückförderelement, which projects into the sealing space between the sealing ring and the rolling element and forms an axial gap with the annular shoulder. The sealing foot and the fat return conveyor element are separated by an axially-radial undercut from each other, whereby the elasticity of the sealing lip is ensured in the smallest space.
Das Fettrückförderelement und die Schulterkontaktnase, bzw. der von ihnen ausgebildete Hinterschnitt, begrenzen zusammen mit der Ringschulter einen Teil des Dichtraumes, der so ausgebildet ist und relativ zum Innenring angeordnet ist, dass im Lagerbetrieb einströmender Schmierstoff wieder lagereinwärts rückgefördert wird. Dieser Teil des Dichtraumes wird entsprechend seiner Rückhaltewirkung auch als Fangraum bezeichnet. Diese Rückhaltewirkung wird erfindungsgemäß dadurch bewirkt, dass die Ringschulter und die zum Dichtungsfuß abseits gelegene Seite der Schulterkontaktnase entlang einer Grenzlinie verlaufen, die eine laminare Strömung begünstigt. Dadurch, dass das Fett keine gerichtete Bewegung in Richtung Dichtlippe, und somit aus dem Lager heraus, erfährt, wird die Rückhaltewirkung begünstigt. Die Förderleistung zweier parallel verlaufender Flächen ist außerdem ideal, um das Eindringen von Partikeln und Umgebungsflüssigkeiten zu vermeiden. Die beabsichtigte Funktion erlaubt eine gewisse geometrische Ungenauigkeit im Abschließen der Oberkante der Elastomerlippe mit der Schulter des Innenrings, solange ein einheitlicher Durchmesser zwischen Innenring und Dichtung ausgebildet ist.The fat return conveying element and the shoulder contact nose, or the undercut formed by them, together with the annular shoulder delimit a part of the sealing space which is designed and arranged relative to the inner ring so that lubricant flowing in the bearing operation is fed back into the bearing inwards. This part of the sealing space is called according to its retention effect as a trap. This retention effect is achieved according to the invention in that the annular shoulder and the side of the shoulder contact nose remote from the sealing foot run along a boundary line which favors a laminar flow. Due to the fact that the grease does not undergo any directed movement in the direction of the sealing lip, and thus out of the bearing, the retention effect is favored. The flow rate of two parallel surfaces is also ideal to prevent the ingress of particles and surrounding fluids. The intended function allows a certain geometric inaccuracy in the Completing the upper edge of the elastomeric lip with the shoulder of the inner ring, as long as a uniform diameter between the inner ring and seal is formed.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Dichtungsfuß an seiner lagerauswärts gewandten Seite einen Vorsprung auf. Dieser Vorsprung ist so geformt, dass der Dichtungsfuß mit der lagerauswärts gelegenen Wand des Freistichs einen Spalt ausbildet, dessen Breitenverlauf zunächst annähernd konstant ist und mit zunehmender Lebensdauer einen radial nach außen hin sich verjüngenden Winkel bildet.In a further preferred embodiment, the sealing foot on its bearing outwardly facing side on a projection. This protrusion is shaped so that the sealing foot forms a gap with the bearing wall of the undercut, the width of which is initially approximately constant and, with increasing service life, forms a radially outwardly tapering angle.
Ein besonders bevorzugter Anwendungsfall für das erfindungsgemäße Wälzlager ist die Verwendung als Rillenkugellager in einer Lichtmaschine.A particularly preferred application for the rolling bearing according to the invention is the use as a deep groove ball bearing in an alternator.
Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings
Die Erfindung wird an dem nachstehend in den Figuren abgebildeten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown below in the figures. Show
Im Einzelnen:
Der Dichtring
In dem in
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1111
- Innenringinner ring
- 1212
- Ringnutring groove
- 1313
- Außenringouter ring
- 1414
- FreistichFreeway
- 1515
- Ringschulterannular shoulder
- 1616
- Wälzkörperrolling elements
- 1717
- Dichtraumtight space
- 2020
- Dichtringseal
- 2121
- Armierungreinforcement
- 2222
- Elastische DichtkomponenteElastic sealing component
- 2323
- Dichtungsfußsealing foot
- 2424
- FettrückförderelementFat return element
- 2525
- KontaktdichtlippeContact sealing lip
- 2626
- SchulterkontaktnaseShoulder contact nose
- 2727
- Fangraumtrap area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2004/007983 [0002] WO 2004/007983 [0002]
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