DE102016220556A1

DE102016220556A1 - Abdichtung sowie Ausrücklager mit einer solchen Abdichtung

Info

Publication number: DE102016220556A1
Application number: DE102016220556.0A
Authority: DE
Inventors: Tiago Batalha; Rudoniel Cury
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2018-04-26

Abstract

Dichtungsvorrichtung (2) eines Lagers, umfassend ein Dichtelement (14) und eine ringscheibenförmige Feder (11) mit einem inneren Rand (12) und einem äußeren Rand (13), wobei an einem der beiden Ränder (12, 13) der ringscheibenförmigen Feder (11) das Dichtelement (14) angeordnet ist, wobei zwei sich gegenüberliegende Mantelflächen (17) des Dichtelements (14) jeweils eine sägezahnartige Kontur (18) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung eines Lagers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Ausrücklager mit einer solchen Dichtungsvorrichtung.
In der DE 101 52 484 A1 ist eine Abdichtung eines Ringspaltes zwischen zwei Lagerringen eines Ausrücklagers offenbart, wobei ein Dichtelement vorgesehen ist, dessen Dichtungsträger in Verbindung mit einer Dichtscheibe zumindest zwei Dichtzonen bildet.
In der EP 1 948 951 B1 ist ein Ausrücklager mit einem Dichtelement offenbart, wobei das Dichtelement einen radial nach innen gerichteten Dichtflansch aufweist. Der Dichtflansch besteht dabei aus Metallblech.
Eine weitere Abdichtung für ein Ausrücklager ist in der EP 1 589 242 A1 offenbart. Dabei ist zwischen einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring eine Dichtung vorgesehen, welche drehstarr mit dem Lageraußenring verbunden ist. Die Dichtung weist eine Dichtscheibe sowie eine Dichtlippe auf, wobei die Dichtlippe an dem Lagerinnenring abgestützt ist. Die Dichtlippe weist außenseitige Nocken auf, die im Ruhezustand einen Ringspalt gegenüber der Dichtscheibe der Dichtung definieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte und weiterentwickelte Dichtungsvorrichtung sowie ein Ausrücklager mit einer solchen Dichtungsvorrichtung aufzuzeigen.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird die im Anspruch 1 angegebene Dichtungsvorrichtung und in Anspruch 3 ein Ausrücklager mit einer solchen Dichtungsvorrichtung vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung eines Lagers umfasst ein Dichtelement und eine ringscheibenförmige Feder mit einem inneren Rand und einem äußeren Rand, wobei an einem der beiden Ränder der ringscheibenförmigen Feder das Dichtelement angeordnet ist. Die Feder ist demnach als Ringscheibe ausgebildet und weist einen Innenumfang, der als innerer Rand definiert ist, sowie einen Außenumfang, der als äußerer Rand definiert ist, auf. Das Dichtelement ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und weist eine radiale Innenfläche, eine radiale Außenfläche sowie zwei Mantelflächen auf. Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zwei sich gegenüberliegende Mantelflächen des Dichtelements jeweils eine sägezahnartige Kontur aufweisen.
Die sägezahnartige Kontur ist vorzugsweise an beiden Mantelflächen identisch ausgebildet. Des Weiteren besteht das Dichtelement vorzugsweise aus Gummi.
Beispielsweise ist die ringscheibenförmige Feder als Tellerfeder ausgebildet. Vorzugsweise weist die ringscheibenförmige Feder eine umlaufende Wölbung auf. Dabei ist die Dicke der ringscheibenförmigen Feder gleichbleibend. Ferner ist die Wölbung zwischen beiden Rändern der ringscheibenförmigen Feder ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung wird vorzugsweise in einem Ausrücklager zur Betätigung einer Reibungskupplung verwendet.
Des Weiteren ist Gegenstand der Erfindung auch ein Ausrücklager mit einer Dichtungsvorrichtung. Dabei handelt es sich bei der Dichtungsvorrichtung um die obig beschriebene Dichtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das erfindungsgemäße Ausrücklager umfasst die Dichtungsvorrichtung, einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring sowie eine Vielzahl zwischen den Lagerringen angeordneter Wälzkörper, wobei die mit den sägezahnartigen Konturen ausgebildeten Mantelflächen des Dichtelements berührungslos zwischen den beiden zugewandten Flächen der beiden Lagerringe angeordnet sind.
Es handelt sich bei den beiden Lagerringen um einen feststehenden und um einen rotierenden Lagerring. Welcher der beiden Lagerringe, das heißt der Lagerinnenring oder der Lageraußenring, als feststehender Lagerring ausgebildet ist, ist abhängig vom Aufbau des Ausrücklagers. Vorzugsweise stützt sich die ringscheibenförmige Feder an dem feststehenden Lagerring oder an einem Element, das mit dem feststehenden Lagerring drehfest verbunden ist, ab.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die ringscheibenförmige Feder als Dichtungsverstärkung ausgebildet, indem die Feder eine umlaufende Wölbung aufweist, die einen der beiden Lagerringe berührt. Vorzugsweise berührt die Wölbung der Feder den feststehenden Lagerring. Dadurch wird eine zusätzliche Dichtwirkung erzielt. Des Weiteren dient die Feder zur Selbstzentrierung der Bestandteile des Ausrücklagers.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten, beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:

1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Ausrücklagers mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung mit einer Detailansicht der Dichtungsvorrichtung,
2 das Ausrücklager aus 1 mit einer Detailansicht des Dichtelements der Dichtungsvorrichtung,
3 Simulationsergebnisse einer üblichen Axialdichtung und der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung.

In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Ausrücklager 1 in perspektivischer Schnittansicht dargestellt. Des Weiteren ist in beiden 1 und 2 eine Detailansicht des Ausrücklagers 1 vergrößert dargestellt. Die gestrichelte Linie in 1 und 2 beim Ausrücklager 1 zeigt den Ausschnitt der jeweiligen Detailansicht.
Das Ausrücklager 1 weist eine Dichtungsvorrichtung 2, einen feststehenden Lagerinnenring 3, einen rotierenden Lageraußenring 4 sowie eine Vielzahl an Wälzkörpern 5 auf, die von einem Wälzkörperkä6 geführt werden. Dabei weisen die Lagerringe 3, 4 jeweils einen radialen Abschnitt 7, 8 sowie jeweils einen axialen Abschnitt 9, 10 auf. Die radialen Abschnitte 7, 8 der beiden Lagerringe 3, 4 überlagern sich teilweise. Zwischen den beiden radialen Abschnitten 7, 8 ist die Dichtungsvorrichtung 2 angeordnet. Die Wälzkörper 5 rollen zwischen den beiden axialen Abschnitten 9, 10 der beiden Lagerringe 3, 4 ab.
Die Dichtungsvorrichtung 2 weist eine ringscheibenförmige Feder 11 mit einem inneren 12 und einem äußeren Rand 13, ausgehend von der Rotationsachse des Ausrücklagers 1, sowie ein ringförmiges Dichtelement 14 auf. An dem äußeren Rand 13 der Feder 11 ist das Dichtelement 14 angeordnet. Das Dichtelement 14 weist eine radiale Innenfläche 15, eine radiale Außenfläche 16 sowie zwei sich gegenüberliegende Mantelflächen 17 auf, wobei beide Mantelflächen 17 mit einer sägezahnartigen Kontur 18 versehen sind. In der 2 ist eine Detailansicht des Dichtungselements 14 dargestellt, bei der die sägezahnartige Kontur 18 ersichtlich ist. Durch die sägezahnartige Kontur 18 entstehen Verwirbelungen zwischen der Kontur 18 und den zueinander zugewandten Flächen 19 der beiden Lagerringe 3, 4, die die Dichtwirkung erhöhen.
An dem radialen Abschnitt 7 des feststehenden Lagerinnenrings 3 ist ein Ringelement 20 angeordnet, an dem sich der innere Rand 13 der Feder 11 abstützt. Die Feder 11 weist eine Wölbung 21 auf, die den radialen Abschnitt 7 des Lagerinnenrings 3 berührt, so dass eine weitere Dichtwirkung erzielt wird. Neben der Dichtwirkung der Feder 11 der Dichtungsvorrichtung 1 wird mittels der Feder 11 ein Selbstzentrierungsmechanismus der Bestandteile des Ausrücklagers 1 erreicht.
Die 3 zeigt Simulationsergebnisse einer Axialdichtung aus dem Stand der Technik (Original Axial Seal Design) und der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung 2 (Innovative Self-Centering Spring+Seal). Die Simulation berücksichtigt den kritischen Volllastfall eines Lagers. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung 2 in einem erfindungsgemäßen Ausrücklager 1 sind offensichtlich. Es gibt eine Verringerung von etwa 76% der Dichtungslippentemperatur und etwa 87% der Reibungsverluste bei der Dichtungsvorrichtung 2. Die Dichtungslippentemperatur ist die Temperatur, die an dem Dichtungselement 14, insbesondere an den Mantelflächen 17 des Dichtungselements 14, entsteht. Aufgrund der niedrigeren Betriebstemperatur der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung 2 können im Vergleich zu den üblichen Dichtungen mit hohen Betriebstemperaturen günstigere Werkstoffe verwendet werden, die zugleich die Kosten der Dichtungsvorrichtung 2 senken.
Bezugszeichenliste

1: Ausrücklager
2: Dichtungsvorrichtung
3: Lagerinnenring
4: Lageraußenring
5: Wälzkörper
6: Wälzkörperkäfig
7: radialer Abschnitt des Lagerinnenrings
8: radialer Abschnitt des Lageraußenrings
9: axialer Abschnitt des Lagerinnenrings
10: axialer Abschnitt des Lageraußenrings
11: Feder
12: innerer Rand der Feder
13: äußerer Rand der Feder
14: Dichtelement
15: Innenfläche des Dichtelements
16: Außenfläche des Dichtelements
17: Mantelfläche des Dichtelements
18: sägezahnartige Kontur
19: Fläche des Lagerinnenrings / Lageraußenrings
20: Ringelement
21: Wölbung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10152484 A1 [0002]
EP 1948951 B1 [0003]
EP 1589242 A1 [0004]

Claims

Dichtungsvorrichtung (2) eines Lagers, umfassend ein Dichtelement (14) und eine ringscheibenförmige Feder (11) mit einem inneren Rand (12) und einem äußeren Rand (13), wobei an einem der beiden Ränder (12, 13) der ringscheibenförmigen Feder (11) das Dichtelement (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei sich gegenüberliegende Mantelflächen (17) des Dichtelements (14) jeweils eine sägezahnartige Kontur (18) aufweisen.
Dichtungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringscheibenförmige Feder (11) eine umlaufende Wölbung (21) aufweist.
Ausrücklager (1) mit einer Dichtungsvorrichtung (2), die ein Dichtelement (14) sowie eine selbstzentrierende ringscheibenförmige Feder (11) mit einem inneren Rand (12) und einem äußeren Rand (13) aufweist, wobei an einem der beiden Ränder (12, 13) der Feder (11) das Dichtelement (14) angeordnet ist und wobei zwei sich gegenüberliegende Mantelflächen (17) des Dichtelements (14) jeweils eine sägezahnartige Kontur (18) aufweisen, umfassend einen Lagerinnenring (3), einen Lageraußenring (4) sowie eine Vielzahl zwischen den Lagerringen (3, 4) angeordneter Wälzkörper (5), wobei die mit den sägezahnartigen Konturen (18) ausgebildeten Mantelflächen (17) des Dichtelements (14) berührungslos zwischen den beiden zugewandten Flächen (19) der beiden Lagerringe (3, 4) angeordnet sind.
Ausrücklager (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ringscheibenförmige Feder (11) als Dichtungsverstärkung ausgebildet ist, indem die Feder (11) eine umlaufende Wölbung (21) aufweist, die einen der beiden Lagerringe (3, 4) berührt.