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Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, umfassend einen inneren Ring und einen äußeren Ring sowie zwischen diesen laufende Wälzkörper, sowie eine an einem der Ringe angeordnete Dichteinrichtung zum Abdichten des Spalts zwischen den Ringen.
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Wälzlager beliebiger Bauform und Größe werden häufig in Bereichen eingesetzt, wo sie mit Wasser oder anderen Flüssigkeiten und Ähnlichem in Verbindung kommen. Um sie respektive den Wälzbereich hiergegen zu schützen ist es bekannt, ein- oder beidseitig eine Dichtungseinrichtung zu Abdichten des Spalts zwischen dem inneren und dem äußeren Ring vorzusehen.
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Üblicherweise werden radial berührende Dichtungen eingesetzt, alternativ auch axial berührende Dichtungen. Zwar lässt sich hierüber eine gute Abdichtung erreichen, jedoch ist die Dichtwirkung insbesondere bei starker Beanspruchung respektive entsprechend hohem anstehendem Druck verbesserungswürdig.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Wälzlager mit einer verbesserten Dichteinrichtung anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Wälzlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dichteinrichtung eine sich radial von einem zum anderen Ring erstreckende metallene Ringscheibe mit einem an einem Ende vorgesehenen, an einem der Ringe angeordneten Axialflansch aufweist, auf welchem Axialflansch ein sich zum anderen Ring erstreckendes Dichtelement umfassend ein Armierungsteil und einen daran angeordneten, eine zum anderen Ring hin dichtende Dichtlippe aufweisenden Elastomerabschnitt angeordnet ist.
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Die Erfindung sieht eine Dichteinrichtung mit quasi zwei Dichtebenen vor. Eine metallene Ringscheibe, die an einem Ring über einen entsprechenden Axialflansch festgelegt ist und sich zum anderen Ring hin erstreckt, bildet eine erste Dichtebene. Sie erstreckt sich möglichst nahe an den anderen Ring, sodass sich nur ein schmaler Spalt zwischen ihnen ergibt, worüber, wenn überhaupt nur ein reduzierter Fluiddurchtritt möglich ist.
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An dieser metallenen Ringscheibe ist, am Axialflansch angeordnet, ein sich zum anderen Ring erstreckendes Dichtelement vorgesehen. Dieses besteht aus einem Armierungsteil, das dieses Dichtelement sehr stabil macht. Das Armierungsteil weist einen Elastomerabschnitt mit einer Dichtlippe auf, welche Dichtlippe zum anderen Ring hin abdichtet, also an diesem anliegt. Hierüber wird die zweite Dichtebene gebildet
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Der Axialflansch selbst ist bevorzugt am Innenring angeordnet, die Ringscheibe erstreckt sich zum Außenring. Gleiches gilt auch für das Dichtelement, das heißt, dass die Dichtlippe schleifend am Außenring anliegt. Selbstverständlich kann die Anordnung auch umgekehrt sein, das heißt, dass der Axialflansch der Ringscheibe am Innenumfang des Außenrings festgelegt ist und sich die Scheibe zum Innenring erstreckt, wie sich dann auch das Dichtelement zum Innenring erstreckt und die Dichtlippe schleifend am Innenring anliegt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass aufgrund des geringeren Umfangs des Dichtrings eine geringere Reibung im Dichtkontakt gegeben ist.
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Das Armierungsteil ist zweckmäßigerweise in den Elastomerabschnitt eingebettet, das heißt, es umhüllt ihn vollständig. Alternativ kann der Elastomerabschnitt auch am Armierungsteil angeformt sein. Der Elastomerabschnitt weist bevorzugt einen am der Dichtlippe gegenüberliegenden Ende vorgesehenen Halteabschnitt auf, mit dem das Dichtelement am Axialflansch festgelegt ist. Dadurch, dass die Halterung am Axialflansch über den Elastomerabschnitt erfolgt, ist das Dichtelement auf relativ einfache Weise am Axialflansch festlegbar, sie kann ohne Weiteres aufgeschoben werden, da der Elastomerabschnitt hinreichend nachgiebig ist. Über ihn erfolgt aber gleichwohl eine hinreichende Festlegung, das heißt, dass er, auch wenn die Dichtlippe am gegenüberliegenden Ring schleift, sich nicht relativ zum Axialflansch bewegt.
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Der Axialflansch selbst ist bevorzugt, das Dichtelement hintergreifend, umgebördelt oder umgebogen. Über diese Umbiegung oder Umbördelung erfolgt eine axiale Festlegung des Dichtelements, das heißt, dass der weiche Halteabschnitt hierüber zwischen der Umbiegung oder Umbördelung der Ringscheibe respektive dem Radialflansch der Ringscheibe verspannt ist. Diese Umbiegung oder Umbördelung kann nach dem Aufschieben des Dichtelements erfolgen, sie kann aber auch bereits schon davor erfolgen. Dies ist insbesondere dann ohne weiteres möglich, wenn der Halteabschnitt aus dem Elastomerabschnitt gebildet ist. Denn in diesem Fall kann der Halteabschnitt ohne weiteres über die Umbiegung oder Umbördelung geschoben werden.
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Um die axial außenliegende Dichtebene noch weiter zu verbessern, ist es zweckmäßig, wenn die Ringscheibe zusammen mit dem anderen Ring eine Labyrinthdichtung bildet. Das heißt, dass die Ringscheibe nicht nur bis nahe an den Ring geführt ist, sondern am Ring eine entsprechende Geometrie ausgebildet ist, die zusammen mit dem freien Ende der Ringscheibe eine Labyrinthdichtung bildet. Hierzu kann beispielsweise am Ring eine stufenförmige Ausnehmung oder Nut ausgebildet sein, in die das freie Ende der Ringscheibe mit geringem Abstand eingreift.
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Zweckmäßig ist es ferner, wenn ein zusätzlicher Dicht- oder Gleitlack auf die Ringscheibe aufgebracht ist, sodass die Dichtigkeit am Dichtungsring verbessert wird und das Montieren erleichtert wird.
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Wenn die Dichteinrichtung respektive der Axialflansch am Außenring angelegt wird, kann es mitunter zu einer Flüssigkeitsansammlung zwischen dem Dichtelement und der Ringscheibe kommen, da bei einer Rotation das Wasser nach außen getrieben wird, folglich zwischen Ringscheibe und Dichtelement. Um dennoch einen Flüssigkeitsablauf sicherzustellen, ist es denkbar, in diesem Fall, wenn also der Axialflansch an dem Außenring festgelegt ist und sich die Ringscheibe und das Dichtelement zum Innenring hin erstrecken, kleine Löcher in der Ringscheibe im Bereich des Übergangs zum Axialflansch vorzusehen, über die etwaige Flüssigkeit nach außen treten kann.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den vorliegenden Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers einer ersten Ausführungsform in einer Teilansicht, und
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2 eine Prinzipansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers einer zweiten Ausführungsform, in einer Teilansicht.
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1 zeigt in einer Prinzipdarstellung, eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers 1 umfassend einen inneren Ring 2 und einen äußeren Ring 3, zwischen denen Kugeln 4, die in einem Kä5 gehaltert sind, wälzen.
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Vorgesehen ist des Weiteren eine Dichteinrichtung 6, bestehend aus einer außenliegenden Ringscheibe 7 mit einem Axialflansch 8 und einem Radialflansch 9, sowie aus einem Dichtelement 10, das am Axialflansch 8 aufsetzt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Axialflansch 8 am inneren Ring 2 festgelegt, der eine stufenförmige Ausnehmung 11 aufweist, in die der Axialflansch 8 eingesetzt ist. Der Radialflansch 9 erstreckt sich zum gegenüberliegenden äußeren Ring 3, der eine stufenförmige Ausnehmung 12 aufweist, in die das freie Ende 13 des Radialflansches 9 mit leichtem Abstand eingreift. Es bildet sich hierüber eine Labyrinthdichtung 14 aus, die in Verbindung mit dem Radialflansch 9 eine erste Dichtebene bildet. Die Ringscheibe 9 ist aus Metall, vorzugsweise aus einem Metallblech, das z. B. entsprechend tief gezogen ist.
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Der Axialflansch 8 dient als Träger des Dichtelements 10, das über eine Umbördelung oder Umbiegung 15 des Axialflansches 8 axial zwischen dieser Umbördelung oder Umbiegung 15 und dem Radialflansch 9 fixiert ist.
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Das Dichtelement 10 besteht aus einem Armierungsteil 16, vorzugsweise aus einem dünnen Metallblech in Form einer Ringscheibe, welches Armierungsteil 16 in einen Elastomerabschnitt 17 eingebettet ist, respektive ist der Elastomerflansch 17 an dem Armierungsteil 16 angeformt. Der Elastomerabschnitt 17 seinerseits weist respektive bildet einen Halteabschnitt 18 aus, der am Axialflansch 8 festgelegt ist. Dieser Halteabschnitt 18 ist also von der Umbiegung oder Umbördelung 15 hintergriffen. Am gegenüberliegenden Ende des Halteabschnitts 18 ist eine Dichtlippe 19 am Elastomerabschnitt ausgeführt, die berührend an der Innenseite des äußeren Rings 3 anliegt, also eine schleifende Dichtung bildet. Dieses Dichtelement 10 bildet folglich die zweite Dichtebene, indem sie über den elastomeren, weichen Halteabschnitt 18 dicht am Axialflansch 8 anliegt, und indem die ebenfalls weiche, aus dem Elastomer gebildete Dichtlippe 19 berührend und damit abdichtend am äußeren Ring 3 anliegt.
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Das Dichtelement 10 kann bereits vor dem Ausbilden der Umbiegung oder Umbördelung 15 auf den Axialflansch 8 aufgeschoben werden, erst anschließend wird die Umbiegung oder Umbördelung 15 hergestellt. Alternativ kann die Umbiegung oder Umbördelung 15 auch bereits vorher ausgebildet sein, da der weiche Halteabschnitt 18 entsprechend verformt werden kann, sodass das Dichtelement 10 aufgeschoben werden kann.
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Während bei der Ausgestaltung nach 1 der Axialflansch 8 und damit die gesamte Dichteinrichtung 6 am inneren Ring 2 fixiert ist, mithin also die entsprechenden Abdichtungen zum äußeren Ring 3 gegeben sind, zeigt 2 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Wälzlagers 1, bei dem die Anordnung umgekehrt ist. Insoweit werden für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet. Das Wälzlager 1 gemäß 2 weist ebenfalls einen inneren Ring 2 und einen äußeren Ring 3 mit dazwischen wälzenden Kugeln 4, die in einem Kä5 geführt sind auf. Auch hier ist eine Dichteinrichtung 6 vorgesehen, bestehend aus einer Ringscheibe 7 mit einem Axialflansch 8 und einem Radialflansch 9, wobei hier der Axialflansch 8 am äußeren Ring 3 festgelegt ist. Hierzu weist der äußere Ring 3 eine entsprechende stufenförmige Ausnehmung 11 auf, in die der Axialflansch 8 eingesetzt ist. Der Radialflansch 9 seinerseits erstreckt sich zum inneren Ring 2 und greift mit seinem radialen freien Ende 13 in eine entsprechende stufenförmige Ausnehmung 12 ein, sodass ein schmaler Spalt verbleibt, der eine Labyrinthdichtung 14 definiert.
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Vorgesehen ist des Weiteren ein Dichtelement 10, auch hier bestehend aus einem Armierungsteil 16, das in einen Elastomerabschnitt 17 eingebettet ist, oder an dem der Elastomerabschnitt 17 angeformt ist. Der Elastomerabschnitt 17 bildet wiederum einen Halteabschnitt 18 aus, über den das Dichtelement 10 am Axialflansch 8 und damit am äußeren Ring 3 festgelegt ist. An der gegenüberliegenden Seite ist wiederum eine Dichtlippe 19 ausgebildet, die hier aber berührend, also schleifend am inneren Ring 2 anliegt. Über eine Umbiegung oder Umbördelung 15 ist der Halteabschnitt 18 wiederum axial fest am Axialflansch 8 fixiert.
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Da bei dieser Ausgestaltung aufgrund einer Rotation des äußeren Rings 3 relativ zum inneren Ring 2 etwaige über die Labyrinthdichtung 14 eindringende Flüssigkeit nach außen gedrückt wird, wo in diesem Fall kein Flüssigkeitsabfluss mehr möglich wäre, sind bei dieser Erfindungsausgestaltung mehrere Durchbrechungen 20 am Radialflansch 9 der auch hier metallenen, vorzugsweise aus einem Blech gefertigten Ringscheibe 7 vorgesehen, über die die Flüssigkeit austreten kann. Im gezeigten Beispiel
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weist der Halteabschnitt 18 eine entsprechende, die Flüssigkeit in Richtung der Durchbrechungen 20 leitende schräge äußere Geometrie auf.
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Bei beiden Ausführungen weist das Armierungsteil 16 eine L-Form auf, mit einem im Halteabschnitt 18 eingebetteten Schenkel, an den sich der längere Schenkel anschließt, der in die Dichtlippe 19 übergeht respektive an den die Dichtlippe 19 anschließt.
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Bei dem Wälzlager 1 kann es sich, um ein, wie gezeigt, Kugellager handeln, selbstverständlich sind aber auch andere Wälzkörperformen verwendbar. Auch kann es sich bei dem Wälzlager um ein Radiallager handeln oder um ein Axiallager. Wichtig ist lediglich dass eine Relativbewegung des einen Rings zum anderen Ring erfolgt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlager
- 2
- Ring
- 3
- Ring
- 4
- Kugel
- 5
- Käfig
- 6
- Dichteinrichtung
- 7
- Ringscheibe
- 8
- Axialflansch
- 9
- Radialflansch
- 10
- Dichtelement
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Ende
- 14
- Labyrinthdichtung
- 15
- Umbiegung oder Umbördelung
- 16
- Armierungsteil
- 17
- Elastomerabschnitt
- 18
- Halteabschnitt
- 19
- Dichtlippe
- 20
- Durchbrechung
