DE102015203893A1

DE102015203893A1 - Lager

Info

Publication number: DE102015203893A1
Application number: DE102015203893.9A
Authority: DE
Inventors: Volker Wendt; Rico Dittmar; Roland Haas; Padelis Katsaros
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2016-09-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lager (1), umfassend einen Außenring (2) und einen Innenring (3), wobei zwischen dem Außenring (2) und dem Innenring (3) mindestens eine Dichtungsanordnung (4) angeordnet ist, wobei die Dichtungsanordnung (4) einen Dichtungsträger (5) umfasst, der mit einem der beiden Ringe (2) verbunden ist, wobei an dem Dichtungsträger (5) elastomeres oder gummiartiges Dichtungsmaterial (6) angeordnet ist, aus dem mindestens eine Dichtlippe (7, 8) ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Dichtlippe (7, 8) an einem Anlaufring (9) reibend anläuft, die mit dem anderen der beiden Ringe (3) verbunden ist. Um eine einfach und kostengünstig herstellbare Anordnung zu ermöglichen, die eine gute Dichtwirkung aufweist, sieht die Erfindung vor, dass der Anlaufring (9) mit seinem radial äußeren oder inneren Endbereich (10) in eine Ausnehmung (11) eingreift, die zumindest teilweise von dem Dichtungsträger (5) und/oder dem elastomeren oder gummiartigen Dichtungsmaterial (6) gebildet wird, wobei der radial äußere oder innere Endbereich (10) des Anlaufrings (9) mit der Ausnehmung (11) mindestens einen Labyrinthspalt (12, 13, 14, 15) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager, umfassend einen Außenring und einen Innenring, wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring mindestens eine Dichtungsanordnung angeordnet ist, wobei die Dichtungsanordnung einen Dichtungsträger umfasst, der mit einem der beiden Ringe verbunden ist, wobei an dem Dichtungsträger elastomeres oder gummiartiges Dichtungsmaterial angeordnet ist, aus dem mindestens eine Dichtlippe ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Dichtlippe an einem Anlaufring reibend anläuft, die mit dem anderen der beiden Ringe verbunden ist.
Bisher haben sich Dichtungssysteme als vorteilhaft herausgestellt, die ein Abdeckblech (auch Flingerblech genannt) verwenden, um Schmutz und Wasser abzuwehren. Besonders effektiv sind diese Bleche, wenn sie um die Dichtung herumgreifen und beispielsweise in einer Nut im angrenzenden Gehäuse eingreifen, um so eine Dichtwirkung zu entfalten.
Ein gattungsgemäßes Lager ist aus der DE 10 2013 015 911 A1 bekannt. Hier wird ein Labyrinthspalt radial oberhalb der Dichtung im Lageraußenring eingestochen. Dies hat den Nachteil, dass die benötigte Eindrehung mittels eines teuren Drehprozesses hergestellt werden muss. Hierdurch ist weiterhin nachteilig durch die Schneidenbreite bzw. die große erforderliche Nutbreite die Labyrinthwirkung in ihrer Wirkung begrenzt.
Vorteilhaft wäre eine engere Ausgestaltung des Spalts, da die Dichtwirkung umso effektiver ist, je enger der Spalt ausgeführt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Lager so auszugestalten, dass es in einfacher und kostengünstiger Weise möglich ist, eine Anordnung herzustellen, die eine gute Dichtwirkung aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufring mit seinem radial äußeren oder inneren Endbereich in eine Ausnehmung eingreift, die zumindest teilweise von dem Dichtungsträger und/oder dem elastomeren oder gummiartigen Dichtungsmaterial gebildet wird, wobei der radial äußere oder innere Endbereich des Anlaufrings mit der Ausnehmung mindestens einen Labyrinthspalt bildet.
Das Lager ist dabei bevorzugt ein Wälzlager.
Die Ausnehmung weist im Radialschnitt bevorzugt eine rechteckige Form auf. Die lange Seite der rechteckigen Form der Ausnehmung erstreckt sich dabei bevorzugt in Richtung der Achse des Lagers. Die radial äußere Begrenzung der rechteckigen Form der Ausnehmung kann durch einen Abschnitt des Dichtungsträgers gebildet werden, die radial innere Begrenzung der rechteckigen Form der Ausnehmung kann durch das elastomere oder gummiartige Dichtungsmaterial gebildet werden.
Die radial äußere Begrenzung der rechteckigen Form der Ausnehmung kann weiterhin durch einen der Lagerringe gebildet werden und die radial innere Begrenzung der rechteckigen Form der Ausnehmung durch einen Abschnitt des Dichtungsträgers. In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass die radial äußere Begrenzung der rechteckigen Form der Ausnehmung in einem der Lagerringe durch eine Eindrehung im Lagerring gebildet wird.
Der Anlaufring kann gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung mit seinem radial äußeren Endbereich an eine radial innenliegende zylindrische Fläche des Dichtungsträgers angrenzen, wobei durch die zylindrische Fläche die Ausnehmung gebildet oder begrenzt wird.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein sich radial erstreckender Abschnitt des Anlaufrings und die beiden Ringe des Lagers eine bündige Stirnseite bilden.
Der Anlaufring kann im Radialschnitt eine U-förmige Gestalt aufweisen, wobei die beiden Schenkel der U-förmigen Gestaltung vorzugsweise eine unterschiedliche Länge aufweisen.
Das Ergänzen der mit anlaufenden Dichtlippen arbeitenden Lippendichtungen an Wälzlagern oder Lagereinheiten nach dem Prinzip der Labyrinthdichtung hat den Vorteil, dass die Dichtwirkung der Lippendichtung über einen verringerten Lippen-Anpressdruck reduziert werden kann, ohne dass eine Einbuße der Dichtwirkung des Gesamtsystems in Kauf genommen werden muss. Wird der Lippen-Anpressdruck reduziert, ergibt sich ein reduziertes Reibmoment der Dichtungseinheit, was die Effizienz der Lagerung erhöht.
Grundsätzlich wird gemäß der Erfindung im Vergleich mit dem eingangs genannten Stand der Technik die radiale Spaltausführung von einem Eingriff in eine Nut im angrenzenden Gehäuse radial nach innen in die Dichtung selber verlagert; so kann ein nach innen verlängerter, U-förmigen Labyrinthspalt hergestellt werden, der die Dichtwirkung verbessert.
Die vorgeschlagene Bauweise der Dichtungsanordnung nutzt die Dichtung selbst mit ihrem gummierten Bereich, deren Trägerblech oder die angrenzende Passungsfläche der Dichtung, um einen Labyrinthspalt aufzubauen. Die Dichtung kann somit sowohl kostengünstiger als bislang als auch enger und deshalb auch effektiver ausgeführt werden.
Die vorgeschlagene Ausgestaltung der Dichtungsanordnung ermöglicht eine günstigere und effektivere Dichtungslösung als bislang. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass die sich in axiale Richtung erstreckten Nut (Ausnehmung) in Gummi eingefasst ist und somit eine engere Toleranz ermöglicht, wenn man nämlich von dem Umstand ausgeht, dass ein leichtes Anlaufen des Dichtungsblechs am Gummi bzw. Elastomermaterial unkritisch ist, da sich dieser schnell beim Anlauf auf einen effektiv dichtenden Minimalspalt abträgt.
Bevorzugte, allerdings nicht ausschließliche Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung sind Radlager und Differenziallager, generell somit Anwendungen im Automobilbau.
Gemäß der Erfindung ist also vorgesehen, auf weniger reibende Dichtungen abzustellen und diese durch mindestens eine Labyrinthdichtung zu ersetzen, wobei diese wie oben erläutert ausgebildet ist. Hierdurch kann mit Hilfe der so verbesserten Dichtwirkung eine Reduzierung der Lippenkraft bzw. einer Verringerung der Anzahl der Dichtlippen erreicht werden.
Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung sind engere Spaltmaße der Labyrinthdichtung mit besserer Dichtwirkung möglich, die auch günstiger als die bisher üblichen Einstichnuten hergestellt werden können.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 im Radialschnitt ein Wälzlager mit einer Dichtungsanordnung, wobei diese gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist,
2 in der Darstellung gemäß 1 eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
3 in der Darstellung gemäß 1 eine dritte Ausführungsform der Erfindung und
4 in der Darstellung gemäß 1 eine vierte Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist ein Lager 1 in Form eines Wälzlagers zu sehen, das einen Außenring 2 und einen Innenring 3 aufweist. Im einen axialen Endbereich des Lagers 1 ist eine Dichtungsanordnung 4 angeordnet, die das Lager abdichtet und vor dem Eindringen von Schmutz schützt. Die Dichtungsanordnung 4 umfasst einen Dichtungsträger 5 aus Blech, der von Dichtungsmaterial 6 (elastomeres Material oder Gummi) ummantelt ist. Das Dichtungsmaterial 6 ist dabei so geformt, dass es zwei Dichtlippen 7 und 8 ausbildet. Diese laufen gegen einen Anlaufring 9 an.
Wesentlich ist, dass der Anlaufring 9 mit seinem radial äußeren Endbereich 10 in eine Ausnehmung 11 eingreift, die im Ausführungsbeispiel gemäß 1 vom Dichtungsträger 5 (radial äußere Begrenzung) und dem Dichtungsmaterial 6 (radial innere Begrenzung) gebildet wird. Dabei bildet der radial äußere Endbereich 10 des Anlaufrings 9 mit der Ausnehmung 11 Labyrinthspalte, und zwar die Spalte 12, 13, 14 und 15.
Somit liegt neben der reibenden Dichtung über die Dichtlippen 7 und 8 auch eine Labyrinthdichtung vor, die sich dadurch ergibt, dass der sich in axiale Richtung a erstreckende Abschnitt des Anlaufrings 9 in die Ausnehmung 11 erstreckt.
Zu erwähnen ist weiterhin, dass der sich radial erstreckender Abschnitt 18 des Anlaufrings 9 zusammen mit den Stirnseiten des Außenrings 2 und des Innenrings 3 eine bündige Stirnseite 19 bildet.
Im Ausführungsbeispiel nach 2 ist eine Variante zur Lösung nach 1 dargestellt. Der wesentliche Unterschied zur Lösung gemäß 1 besteht hier darin, dass die Ausnehmung 11 hier im radial äußeren Bereich durch die zylindrische Innenfläche des Außenrings 2 und im radial inneren Bereich durch den Dichtungsträger 5 gebildet wird. Somit werden auch hier drei Labyrinthspalte 12, 13 und 14 gebildet.
Bei der Lösung nach 3 ist vorgesehen, dass die Ausnehmung 11 hier durch eine radial innen liegende Fläche des Dichtungsträgers 5 gebildet wird; der sich radial nach außen erstreckender Abschnitt 18 des Anlaufrings 9 reicht radial bis nahe an die zylindrische Fläche 17 heran und bildet hier den Labyrinthspalt 12.
Im Ausführungsbeispiel nach 4 ist eine Lösung zu sehen, die derjenigen nach 2 entspricht. Hier ist allerdings vorgesehen, dass die Ausnehmung 11 durch die zylindrische Fläche einer Eindrehung 16 im Außenring 2 sowie durch den sich in Achsrichtung a erstreckenden Abschnitt des Dichtungsträgers 5 gebildet wird. Wiederum erstreckt sich der U-förmig ausgebildete Anlaufring 9 mit seinem radial äußeren Endbereich 10 in die so gebildete, im Radialschnitt rechteckförmige Ausnehmung 11 hinein und bildet so Labyrinthspalte 12, 13 und 14.
Vorteilhaft ist in allen Ausführungsbeispielen, dass eine kompakte Lagerung entsteht, die mit der Dichtungsanordnung 4 ausgestattet ist und eine Einheit bildet. Im Unterschied zum eingangs genannten Stand der Technik ist es nicht nötig, in angrenzende Bauteile Nuten einzuarbeiten, die für den Eingriff des Anlaufrings vorgesehen sind.
Bezugszeichenliste

1: Lager
2: Außenring
3: Innenring
4: Dichtungsanordnung
5: Dichtungsträger
6: Dichtungsmaterial
7: Dichtlippe
8: Dichtlippe
9: Anlaufring
10: radial äußerer / innerer Endbereich
11: Ausnehmung
12: Labyrinthspalt
13: Labyrinthspalt
14: Labyrinthspalt
15: Labyrinthspalt
16: Eindrehung
17: zylindrische Fläche
18: radial erstreckender Abschnitt des Anlaufrings
19: Stirnseite
a: Achse des Lagers

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 102013015911 A1 [0003]

Claims

Lager (1), umfassend einen Außenring (2) und einen Innenring (3), wobei zwischen dem Außenring (2) und dem Innenring (3) mindestens eine Dichtungsanordnung (4) angeordnet ist, wobei die Dichtungsanordnung (4) einen Dichtungsträger (5) umfasst, der mit einem der beiden Ringe (2) verbunden ist, wobei an dem Dichtungsträger (5) elastomeres oder gummiartiges Dichtungsmaterial (6) angeordnet ist, aus dem mindestens eine Dichtlippe (7, 8) ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Dichtlippe (7, 8) an einem Anlaufring (9) reibend anläuft, die mit dem anderen der beiden Ringe (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufring (9) mit seinem radial äußeren oder inneren Endbereich (10) in eine Ausnehmung (11) eingreift, die zumindest teilweise von dem Dichtungsträger (5) und/oder dem elastomeren oder gummiartigen Dichtungsmaterial (6) gebildet wird, wobei der radial äußere oder innere Endbereich (10) des Anlaufrings (9) mit der Ausnehmung (11) mindestens einen Labyrinthspalt (12, 13, 14, 15) bildet.
Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Wälzlager (1) ist.
Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (11) im Radialschnitt eine rechteckige Form aufweist.
Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die lange Seite der rechteckigen Form der Ausnehmung (11) in Richtung der Achse (a) des Lagers (1) erstreckt.
Lager nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Begrenzung der rechteckigen Form der Ausnehmung (11) durch einen Abschnitt des Dichtungsträgers (5) gebildet wird und die radial innere Begrenzung der rechteckigen Form der Ausnehmung (11) durch das elastomere oder gummiartige Dichtungsmaterial (6) gebildet wird.
Lager nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Begrenzung der rechteckigen Form der Ausnehmung (11) durch einen der Lagerringe (2) gebildet wird und die radial innere Begrenzung der rechteckigen Form der Ausnehmung (11) durch einen Abschnitt des Dichtungsträgers (5) gebildet wird.
Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Begrenzung der rechteckigen Form der Ausnehmung (11) in einem der Lagerringe (2) durch eine Eindrehung (16) im Lagerring (2) gebildet wird.
Lager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufring (9) mit seinem radial äußeren Endbereich (10) an eine radial innenliegende zylindrische Fläche (17) des Dichtungsträgers (5) angrenzt, wobei durch die zylindrische Fläche (17) die Ausnehmung (11) gebildet oder begrenzt wird.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich radial erstreckender Abschnitt (18) des Anlaufrings (9) und die beiden Ringe (2, 3) des Lagers (1) eine bündige Stirnseite (19) bilden.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufring (9) im Radialschnitt eine U-förmige Gestalt aufweist, wobei die beiden Schenkel der U-förmigen Gestaltung vorzugsweise eine unterschiedliche Länge aufweisen.