DE102016226314A1

DE102016226314A1 - Axialdichtring, Wellenlagervorrichtung

Info

Publication number: DE102016226314A1
Application number: DE102016226314.5A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Heiss; Ahmet Bayram
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2018-07-05

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Axialdichtring (11,25) für ein Wellenlager (7), wobei der Axialdichtring (11,25) zwei stirnseitige Axialdichtflächen (12,13) sowie eine Mantelaußenfläche (14) und eine Mantelinnenfläche (15) aufweist, wobei die Mantelinnenfläche (15) eine Aufnahmeöffnung (16) einschließt, in welcher ein Wellenende (5) axial einschiebbar ist. Es ist vorgesehen, dass der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche (15) derart größer als der Außendurchmesser des Wellenendes (5) ist, dass der Axialdichtring (11,25) radialdichtungsfrei auf das Wellenende (5) aufschiebbar ist, und dass der Axialdichtring (11,25) zumindest einen in die Aufnahmeöffnung (16) vorstehenden Zentriervorsprung (17-21,26) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Axialdichtring für ein Wellenlager, wobei der Axialdichtring zwei stirnseitige Axialdichtflächen sowie eine Mantelaußenfläche und eine Mantelinnenfläche aufweist, wobei die Mantelinnenfläche eine Aufnahmeöffnung bzw. -kontur einschließt, in welche ein Wellenende axial einschiebbar ist.
Ferner betrifft die Erfindung eine Wellenlagervorrichtung mit solch einem Axialdichtring.
Stand der Technik
Axialdichtringe der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt die Offenlegungsschrift DE 10 2005 004 323 A1 einen Axialdichtring, welcher eine erste stirnseitige Axialdichtfläche zur Anlage an einem ersten Bauteil und eine zweite stirnseitige Axialdichtfläche zur Anlage an einem zweiten Bauteil aufweist. Der Axialdichtring weist zudem eine Mantelaußenfläche und eine Mantelinnenfläche auf, wobei die Mantelinnenfläche eine Aufnahmeöffnung einschließt, in welche ein Wellenende einer Welle einschiebbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche derart größer als der Außendurchmesser des Wellenendes, dass der Axialdichtring radialdichtungsfrei auf das Wellenende aufschiebbar ist, wobei der Axialdichtring zumindest einen in die Aufnahmeöffnung bzw. -kontur vorstehenden Zentriervorsprung aufweist. Der Vorteil hierbei ist, dass der Axialdichtring auf einfache Art und Weise auf das Wellenende aufschiebbar und mittels des Zentriervorsprungs an dem Wellenende fixierbar und ausrichtbar ist. Dadurch, dass der Axialdichtring an dem Wellenende fixierbar und ausrichtbar ist, erfolgt die Fixierung und Ausrichtung an einer von seinen Dichtflächen bzw. Axialdichtflächen abgewandten Stelle. Dadurch ist es möglich, dass die Axialdichtflächen selbst frei von Mitteln für eine Fixierung sind. Dadurch ist gewährleistet, dass die Axialdichtflächen ausschließlich eine Dichtwirkung auf eine abzudichtende Fläche ausüben können. Indem der Axialdichtring radialdichtungsfrei auf das Wellenende aufschiebbar ist, ist zudem eine einfache Montage des Axialdichtrings auf dem Wellenende bzw. einer Welle, welche das Wellenende aufweist, möglich.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Zentriervorsprung radial von der Mantelinnenfläche in die Aufnahmeöffnung bzw. -kontur vorsteht. Der Vorteil hierbei ist, dass der Axialdichtring mittels des radialen Zentriervorsprungs auf einfache Art und Weise an dem Wellenende fixierbar und ausrichtbar ist. Der radiale Zentriervorsprung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, insbesondere mit einer Oberfläche, insbesondere einer Außenmantelwand und/oder Innenwand, des Wellenendes zusammenzuwirken. Dabei bedeutet „zusammenwirken“, dass der radiale Zentriervorsprung bevorzugt derart auf der Oberfläche aufliegt, dass sich eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem radialen Zentriervorsprung bzw. dem Axialdichtring und dem Wellenende ausbildet. Durch die Verbindung zwischen dem radialen Zentriervorsprung bzw. dem Axialdichtring und der Oberfläche wird dabei die Fixierung bzw. der Halt des Axialdichtrings gewährleistet. Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Mantelinnenwand des Axialdichtrings zumindest bereichsweise auf der Oberfläche des Wellenendes anliegt. Vorzugsweise weist der radiale Zentriervorsprung eine Kegelform auf. Bevorzugt ist der radiale Zentriervorsprung einstückig mit dem Axialdichtring ausgebildet.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass mehrere Zentriervorsprünge radial von der Mantelinnenfläche in die Aufnahmeöffnung vorstehen, wobei die Zentriervorsprünge insbesondere gleichmäßig über den Umfang der Mantelinnenfläche verteilt angeordnet sind. Der Vorteil hierbei ist, dass der Axialdichtring relativ zu dem Wellenende symmetrisch ausrichtbar ist. „Symmetrisch“ bedeutet hierbei, dass eine Rotationsachse des Axialdichtrings und eine Rotationsachse der Welle miteinander fluchtend ausgebildet sind. Dies gewährleistet eine besonders genaue Zentrierung bzw. Ausrichtung des Axialdichtrings relativ zu der Welle bzw. dem Wellenende. Vorzugsweise weisen die mehreren radialen Zentriervorsprünge dieselbe radiale Länge auf. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass jeder der radialen Zentriervorsprünge dazu ausgebildet ist, auf der Oberfläche der Welle bzw. des Wellenendes aufzuliegen. Alternativ weisen die radialen Zentriervorsprünge insbesondere in Abhängigkeit einer geometrischen Form des Wellenendes und/oder der Welle unterschiedliche Längen auf, um eine symmetrische Ausrichtung des Axialdichtrings relativ zu der Welle bzw. dem Wellenende zu gewährleisten. Vorzugsweise sind die mehreren radialen Zentriervorsprünge in einer Reihe axial oder in Umfangsrichtung des Axialdichtrings hintereinander und beabstandet zueinander angeordnet. Durch die gleichmäßig über die Umfangsrichtung bzw. den Umfang verteilten radialen Zentriervorsprünge wird ein Lösen des Axialdichtrings insbesondere durch Vibrationen, Stoßbewegungen oder andere dynamische Kräfte, welche auf das Wellenende oder auf Komponenten, in denen das Wellenende angeordnet ist, wirken können, verhindert.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der jeweilige Zentriervorsprung axial beabstandet zu zumindest einer der Axialdichtflächen des Axialdichtrings angeordnet ist. Damit ist der jeweilige radiale Zentriervorsprung axial zurückgesetzt zu den Axialdichtflächen an dem Axialdichtring angeordnet. Insbesondere ist der jeweilige Zentriervorsprung axial mittig an dem Axialdichtring angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Axialdichtring auf dem Wellenende bis an ein Gehäuse des Wellenlagers und/oder der das Wellenlager aufweisenden Vorrichtung heranschiebbar ist, auch wenn beispielsweise an der Stelle, an welcher das Wellenende das Gehäuse durchstößt, ein Grat oder ein axial vorstehender Lagerflansch ausgebildet sind.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der jeweilige Zentriervorsprung axial derart angeordnet ist, dass im aufgeschobenen bzw. montierten Zustand des Axialdichtrings auf dem Wellenende ein Lagerflansch eines Gehäuses beziehungsweise eines Lagergehäuses des Wellenlagers oder eine dem zumindest einen radialen Zentriervorsprung zugewandte Stirnseite des Lagerflansches axial in den Axialdichtring einschiebbar ist und insbesondere in der Endstellung einen vorgebbaren axialen Abstand D zu dem zumindest einen radialen Zentriervorsprung aufweist. Der Vorteil hierbei ist, dass der Zentriervorsprung das Aufschieben des Axialdichtrings auf die Welle und den Lagerflansch nicht behindert. Dadurch ist ein optimales Aufschieben beziehungsweise Montieren des Axialdichtrings auf dem von dem Lagerflansch vorstehenden Wellenende der Welle gewährleistet. Insbesondere ist dadurch der Axialdichtring sicher soweit auf das Wellenende bzw. die Welle aufschiebbar, bis die Axialdichtfläche auf der abzudichtenden Fläche, beispielsweise einem Gehäuse oder einer Lagerwand, anliegt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Axialdichtring zumindest eine die Aufnahmeöffnung zumindest bereichsweise verschließende Axialwand aufweist, an der zumindest ein in die Aufnahmeöffnung axial vorstehender Zentriervorsprung angeordnet ist. Der Vorteil hierbei ist, dass der Axialdichtring mittels des axialen Zentriervorsprungs auf eine weitere einfache Art und Weise an dem Wellenende fixierbar und ausrichtbar ist. Der axiale Zentriervorsprung ist insbesondere dazu ausgebildet, mit einer Stirnseite des Wellenendes zusammenzuwirken. Vorzugsweise ist der axiale Zentriervorsprung einstückig mit der Axialwand ausgebildet, wobei die Axialwand vorzugsweise einstückig mit der Mantelinnenwand des Axialdichtrings ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zentriervorsprung zentrisch an der Axialwand angeordnet ist, um insbesondere in eine Axialaufnahme einer Welle einzugreifen. Der Vorteil hierbei ist, dass der Axialdichtring mittels des zentrischen Zentriervorsprungs auf eine besonders einfache Art und Weise in der Axialaufnahme fixierbar und ausrichtbar ist. „Zentrisch“ bedeutet, dass der Zentriervorsprung zentral oder mittig an der Axialwand angeordnet ist. Auch hierbei ist der Axialdichtring symmetrisch an dem Wellenende ausrichtbar, so dass die Rotationsachse des Axialdichtrings und die Rotationsachse der Welle miteinander fluchten. Die Form des axialen Zentriervorsprungs entspricht bevorzugt der Form der Axialaufnahme, so dass der axiale Zentriervorsprung leicht in die Axialaufnahme einschiebbar bzw. einsteckbar ist. Zudem entspricht vorzugsweise eine axiale Ausdehnung bzw. Tiefe der Axialaufnahme zumindest im Wesentlichen einer axialen Ausdehnung bzw. Länge des Zentriervorsprungs. Dadurch wird ein besonders vorteilhaftes formschlüssiges Verbinden des axialen Zentriervorsprungs mit der Axialaufnahme gewährleistet. Auch hierbei wird somit ein Lösen des Axialdichtrings insbesondere durch Vibrationen, Stoßbewegungen oder andere dynamische Kräfte verhindert. Die Axialaufnahme ist insbesondere eine Bohrung in der Stirnseite des Wellenendes, mit welcher der axiale Zentriervorsprung zusammenwirkt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mehrere in die Aufnahmeöffnung axial vorstehende Zentriervorsprünge an der Axialwand angeordnet sind. Der Vorteil hierbei ist, dass mittels der mehreren Zentriervorsprünge mehrere formschlüssige Verbindungen möglich sind, so dass die Fixierung des Axialdichtrings noch stabiler, insbesondere verdrehsicher, wird. Bevorzugt weist das Wellenende eine der Anzahl der Zentriervorsprünge entsprechende Anzahl von Axialaufnahmen auf.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zentriervorsprünge exzentrisch, insbesondere gleichmäßig verteilt, an der Axialwand angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Axialdichtring auf eine weitere Art und Weise an dem Wellenende ausrichtbar ist. Die mehreren Zentriervorsprünge sind dabei beispielsweise kreisförmig, viereckig oder in einer sonstigen geometrischen Form auf der Axialwand anordenbar. Bevorzugt weist auch hierbei das Wellenende eine der Anzahl der exzentrischen Zentriervorsprünge entsprechende Anzahl von Axialaufnahmen auf, um eine besonders vorteilhafte formschlüssige Verbindung zu ermöglichen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Axialwand stirnseitig oder in einem Bereich zwischen den zwei Axialdichtflächen anordenbar/angeordnet ist. Der Vorteil hierbei ist, dass in Abhängigkeit einer Position der Axialwand zwischen den zwei Axialdichtflächen ein Schwerpunkt beziehungsweise eine Gleichgewichtsposition des Axialdichtrings einstellbar ist. In Abhängigkeit des Schwerpunktes ist es möglich, einen Halt des Axialdichtrings auf dem Wellenende zu verbessern beziehungsweise die Fixierung zu stabilisieren. Bevorzugt befindet sich der Schwerpunkt in einem Bereich entlang der Rotationsachse des Axialdichtrings und weist vorzugsweise einen geringeren Abstand zu jener der zwei Axialdichtfläche auf, welche dem Wellenende abgewandt ist.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Axialdichtring und/oder der Zentriervorsprung aus einem Elastomer-Material gefertigt sind. Der Vorteil hierbei ist, dass der Axialdichtring kostengünstig und einfach herstellbar ist. Elastomer-Materialien sind beispielsweise Naturkautschuk und/oder Silikonkautschuk. Zudem ist es dadurch möglich, dass bei einem Zusammenwirken der Zentriervorsprünge mit der Außenmantelfläche und/oder der Axialaufnahme des Wellenendes zusätzlich eine Haftreibungskraft erzeugbar ist. Dadurch ist es möglich, dass sich zusätzlich zu einer formschlüssigen auch eine reibschlüssige Verbindung zwischen den radialen/axialen Zentriervorsprüngen und dem Wellenende ausbildet.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Mantelaußenfläche in einem vorgebbaren Winkel relativ zu der Mantelinnenfläche geneigt angeordnet ist. Die geneigte Mantelaußenfläche erleichtert vorteilhaft eine Montage beziehungsweise Ausrichtung des Axialdichtrings an dem Wellenende. So ist der Axialdichtring leichter zu greifen und auf das Wellendende aufzuschieben. Ebenso dient die geneigte Mantelaußenfläche als Hilfe bei einer Vorkommissionierung, um beispielsweise die Herstellung des Axialdichtrings zu vereinfachen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Axialwand eine Aussparung aufweist. Der Vorteil hierbei ist, dass mittels der Aussparung die Herstellung des Axialdichtrings vereinfachbar ist. Insbesondere dient die Aussparung einer automatischen Bestückung in der Produktion des Axialdichtrings. Bevorzugt weist die Axialwand die Aussparung auf ihrer flachen Seite auf. Die flache Seite der Axialwand ist dabei die Seite, auf der kein axial in die Aufnahmeöffnung vorstehender Zentriervorsprung angeordnet ist. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Aussparung derart in die Axialwand eingebracht ist, dass sie insbesondere in den axialen Zentriervorsprung hineinragt. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Aussparung zentrisch auf der Axialwand angeordnet ist. Die Aussparung ist bevorzugt als Nut, als vieleckige oder als kreisrunde Aussparung ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Wellenlagervorrichtung für eine Maschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 zeichnet sich durch den erfindungsgemäßen Axialdichtring aus, der auf das freie Wellenende aufgeschoben ist. Es ergeben sich dabei die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14 ein Außendurchmesser eines Lagerflansches zumindest im Wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche des Axialdichtrings. Der Vorteil hierbei ist, dass der Axialdichtring zusätzlich zu dem Wellenende auch auf den Lagerflansch aufschiebbar und daran fixierbar und ausrichtbar ist. Auch hierbei erfolgt die Fixierung und Ausrichtung des Axialdichtrings an einer seiner Dichtflächen bzw. Axialdichtflächen abgewandten Seite. Der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche ist insbesondere kleiner, gleich groß oder größer als der Außendurchmesser des Lagerflansches. Ist der Außendurchmesser des Lagerflansches gleich groß wie der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche des Axialdichtrings, so ist der Axialdichtring ohne radiales Spiel auf dem Lagerflansch anordenbar und insbesondere drehfest an dem Lagerflansch gelagert. Ist der Außendurchmesser des Lagerflansches größer als der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche, so ist der Axialdichtring bevorzugt mittels einer Presspassung an dem Lagerflansch befestigt und insbesondere drehfest an dem Lagerflansch gelagert. Ist der Außendurchmesser des Lagerflansches kleiner als der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche des Axialdichtrings, so ergibt sich zwischen Axialdichtring und Lagerflansch ein radiales Spiel, insbesondere ein Spalt oder Luftspalt. Die Welle ist hierbei insbesondere drehfest in dem Lageflansch gelagert.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen im Folgenden

1 eine Wellenlagervorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
2 ein Wellenlager mit einem Axialdichtring gemäß einem ersten Ausführungsform, welcher mehrere radiale Zentriervorsprünge aufweist,
3 eine Detaildarstellung der 2,
4 einen Axialdichtring mit mehreren radialen Zentriervorsprüngen in einer Querschnittsdarstellung,
5 das Wellenlager mit einem Axialdichtring in einer zweiten Ausführungsform, welcher einen axialen Zentriervorsprung aufweist und
6 den Axialdichtring mit einem axialen Zentriervorsprung in einer Querschnittsdarstellung.

1 zeigt ein Wellenlager 1 für eine Maschine 2, beispielsweise für einen elektromechanischen Bremskraftverstärker, die ein Gehäuse 3 aufweist. Die Maschine 2 weist weiterhin eine Welle 4 auf, die mit einem freien Wellenende 5 durch eine Öffnung 6 einer Lagerwand 7 des Gehäuses 3 geführt ist. Weiterhin ist in der Lagerwand 7 ein die Öffnung 6 aufweisender und axial von der Lagerwand 7 vorstehender Lagerflansch 8 zur Lagerung der Welle 4 ausgebildet. Die Welle 4 ist insbesondere drehfest in dem Lagerflansch gehalten und trägt ein Wellenlager 9, beispielsweise einem Wälzkörperlager, das beispielsweise ein Turbinen- oder Verdichterrad drehbar auf der Welle lagert.
Ein Innendurchmesser des Lagerflansches 8 ist bevorzugt gleich groß wie ein Außendurchmesser der Welle 4. Dies gewährleistet, dass der Lagerflansch 8 zumindest im Wesentlichen radial dichtend auf der Welle 4 aufliegt. Das Wellenende 5 der Welle 4 weist vorliegend zumindest eine Axialaufnahme 10, auf, die vorzugsweise eine axiale Bohrung ist. Die Axialaufnahme 10 weist bevorzugt einen kreisrunden Querschnitt auf. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, mehrere Axialaufnahmen 10 an dem Wellenende 5 vorzusehen.
2 zeigt die Wellenlagervorrichtung 1 in einer Querschnittsdarstellung, wobei an dem Wellenende 5 der Welle 4 ein Axialdichtring 11 angeordnet ist. Der Axialdichtring 11 weist eine erste stirnseitige Axialdichtfläche 12 und eine zweite stirnseitige Axialdichtfläche 13 auf. Die Axialdichtfläche 12 liegt gemäß dem Ausführungsbeispiel axial dichtend an der Lagerwand 7 an.
Zudem weist der Axialdichtring 11 eine Mantelaußenfläche 14 sowie eine Mantelinnenfläche 15 auf. Dabei schließt die Mantelinnenfläche 15 eine Aufnahmeöffnung 16 bzw. Aufnahmekontur ein, in welche das Wellenende 5 axial einschiebbar ist.
Der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche 15 des Axialdichtrings 11 ist derart größer als der Außendurchmesser des Wellenendes 5, dass der Axialdichtring 11 radialdichtungsfrei auf das Wellenende 5 aufschiebbar ist. Weiterhin weist der Axialdichtring 11 zumindest einen, vorliegend mehrere in die Aufnahmeöffnung 16 radial vorstehende und gleich ausgebildete Zentriervorsprünge auf, von denen hier nur die Zentriervorsprünge 17, 18, 19, 20, 21 zu sehen sind. Vorliegend stehen die Zentriervorsprünge 17-21 radial von der Mantelinnenfläche 15 in die Aufnahmeöffnung 16 vor. Die Zentriervorsprünge sind bevorzugt gleichmäßig über den Umfang der Mantelinnenfläche 15 verteilt angeordnet. Der Axialdichtring 11 und/oder die radialen Zentriervorsprünge 17-21 sind bevorzugt aus einem Elastomer-Material, beispielsweise Kautschuk, gefertigt.
Die mehreren radialen Zentriervorsprünge 17-21 gewährleisten, dass der Axialdichtring 11 insbesondere koaxial beziehungsweise symmetrisch an dem Wellenende 5 ausrichtbar und stabil bzw. lösesicher auf dem Wellenende 5 fixierbar ist. „Symmetrisch“ bedeutet hierbei, dass eine Rotationsachse (hier nicht dargestellt) des Axialdichtrings 11 und eine Rotationsachse (hier nicht dargestellt) der Welle 4 miteinander fluchtend ausgerichtet sind.
3 zeigt eine Detaildarstellung des Wellenendes 5 und des Axialdichtrings 11, insbesondere einen Fixierbereich 22. Vorzugsweise sind die radialen Zentriervorsprünge dazu ausgebildet, auf einer Oberfläche des Wellenendes 5 oder der Welle 4 aufzuliegen. Vorliegend steht der radiale Zentriervorsprung 17 in Berührungskontakt mit der Oberfläche oder Außenmantelwand 23 der Welle 4.
Durch den Berührungskontakt beziehungsweise das Aufliegen des radialen Zentriervorsprunges 17, insbesondere der mehreren radialen Zentriervorsprünge 17-21, auf der Außenmantelwand 23, ist der Axialdichtring 11 insbesondere formschlüssig an dem Wellenende 5 bzw. der Welle 4 gehalten. Dadurch wird eine Bewegung des Axialdichtrings 11 relativ zu der Welle 4 verhindert. Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich zusätzlich an den jeweiligen Auflagepunkten, beispielsweise an dem Auflagepunkt 24, eine Haftreibungskraft ausbildet, so dass eine Stabilität bzw. ein Halt des Axialdichtrings 11 auf dem Wellenende 5 zusätzlich verbessert wird.
Bevorzugt ist der Außendurchmesser des Lagerflansches 8 zumindest im Wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche 15 des Axialdichtrings 11. Vorliegend ist der Außendurchmesser des Lagerflansches 8 kleiner als der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche 15 des Axialdichtrings 11. Dadurch ergibt sich zwischen Axialdichtring 11 und Lagerflansch 8 ein radiales Spiel, insbesondere ein Spalt oder Luftspalt, wodurch der Axialdichtring 11 besonders einfach auf den Lagerflansch 8 aufschiebbar ist. Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass der Lagerflansch 8 oder eine dem radialen Zentriervorsprung 17 zugewandte Stirnseite des Lagerflansches 8 einen vorgebbaren axialen Abstand D zu dem radialen Zentriervorsprung 17 bzw. den mehreren radialen Zentriervorsprüngen 17-21 aufweist.
4 zeigt den Axialdichtring 11 in einer Querschnittsdarstellung. Die radialen Zentriervorsprünge 17-21 sind vorzugsweise einstückig mit dem Axialdichtring 11, insbesondere der Mantelinnenfläche 15 des Axialdichtrings 11, ausgebildet. Bevorzugt sind die radialen Zentriervorsprünge 17-21 kegelförmig ausgebildet.
Vorzugsweise sind die radialen Zentriervorsprünge 17-21 an jeder Stelle der Mantelinnenfläche 15 zwischen erster Axialdichtfläche 12 und zweiter Axialdichtfläche 13 anordenbar.
5 zeigt das Wellenlager 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel für die Maschine 2, wobei an dem Wellenende 5 der Welle 4 ein Axialdichtring 25 angeordnet ist. Der Axialdichtring 25 unterscheidet sich von dem Axialdichtring 11 dadurch, dass der Axialdichtring 25 anstatt zumindest eines radialen Zentriervorsprungs 17-21 einen axialen Zentriervorsprung 26 aufweist.
Der Axialdichtring 25 weist vorliegend zumindest eine die Aufnahmeöffnung 16 zumindest bereichsweise verschließende Axialwand 27 auf, an der der zumindest eine in die Aufnahmeöffnung 16 axial vorstehende Zentriervorsprung 26 angeordnet ist. Vorliegend ist der axiale Zentriervorsprung 26 zentrisch beziehungsweise mittig an der Axialwand 27 angeordnet, um insbesondere in die Axialaufnahme 10 der Welle 4 einzugreifen.
Der axiale Zentriervorsprung 26 steht insbesondere in einem Fixierbereich 28 in Berührungskontakt mit einer Innenmantelwand 29 der Axialaufnahme 10 der Welle 4. Dadurch ist der axiale Zentriervorsprung 26 vorzugsweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Axialaufnahme 10 gehalten.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass für eine besonders genaue Fixierung und Ausrichtung des Zentriervorsprungs 26 in der Axialaufnahme 10, der Außendurchmesser des Zentriervorsprungs 26 gleich groß ist wie der Durchmesser der Innenmantelwand 29 der Axialaufnahme 10.
Zudem ist es bevorzugt vorgesehen, dass eine axiale Ausdehnung oder Tiefe der Axialaufnahme 10 gleich groß ist, wie eine axiale Ausdehnung oder Länge des axialen Zentriervorsprungs 26. Somit ist es möglich, dass der Zentriervorsprung 26 vollständig in die Axialaufnahme 10 einführbar und somit besonders stabil darin gehalten und fixiert ist.
Vorliegend ist der Außendurchmesser des Lagerflansches 8 gleich groß wie der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche 15 des Axialdichtrings 25. Dies gewährleistet ein besonders genaues, insbesondere formschlüssiges, Aufliegen des Axialdichtrings 25 auf dem Lagerflansch 8 des Lagergehäuses 7. Somit ist der Axialdichtring 25 zusätzlich zu der Axialaufnahme 10 vorzugsweise auch an dem Lagerflansch 8 fixierbar und ausrichtbar.
Alternativ ist es möglich, dass der Außendurchmesser des Lagerflansches 8 größer ist als der Innendurchmesser 15 des Axialdichtrings 25. In diesem Fall wird der Axialdichtring 25 vorzugsweise mittels einer Presspassung mit dem Lagerflansch 8 verbunden.
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass mehrere in die Aufnahmeöffnung 16 axial vorstehende Zentriervorsprünge 26 an der Axialwand 27 angeordnet sind. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die axialen Zentriervorsprünge 26 exzentrisch, insbesondere gleichmäßig verteilt, in beliebiger Anordnung, beispielsweise in einer viereckigen Anordnung, an der Axialwand 27 angeordnet sind. Bevorzugt weist das Wellenende 5 dann eine der Anzahl der axialen Zentriervorsprünge 26 entsprechende Anzahl von Axialaufnahmen 10 auf, wobei vorzugsweise je eine Axialaufnahme 10 je einem axial vorstehenden Zentriervorsprung 26 zugeordnet ist.
6 zeigt den Axialdichtring 25 in einer Querschnittsdarstellung. Es ist vorgesehen, dass die Axialwand 27 stirnseitig oder in einem Bereich zwischen den zwei Axialdichtflächen 12, 13 anordenbar/angeordnet ist. In Abhängigkeit einer Position der Axialwand 27 ist es möglich, einen Schwerpunkt beziehungsweise eine Gleichgewichtsposition des Axialdichtrings 25 einzustellen. In Abhängigkeit der Position des Schwerpunktes ist es möglich, die Stabilität des Axialdichtrings 25 auf dem Wellenende 5 zu vergrößern und die Gefahr eines Lösens des Axialdichtrings 25 zu reduzieren.
Bevorzugt weisen sowohl die Axialdichtfläche 12 als auch die Axialdichtfläche 13 je eine konkav geformte Einkerbung 30,31 auf, wobei sich die Einkerbung 30,31 insbesondere gleichmäßig entlang der Axialdichtfläche 12,13 erstreckt. Dies gewährleistet ein besonders dichtendes Aufliegen der Axialdichtflächen 12,13 auf einer abzudichtenden Fläche, beispielsweise der Lagerwand 7. Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Mantelaußenfläche 14 in einem vorgebbaren Winkel relativ zu der Mantelinnenfläche 15 geneigt zu dieser angeordnet ist. Dies ist vorteilhaft bei einer Montage des Axialdichtrings 25 an dem Wellenende 5 oder auf der Welle 4. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Axialwand 27 eine Aussparung 32 aufweist. Diese ist vorliegend derart in der Axialwand 27 eingebracht, dass sie in den axialen Zentriervorsprung 26 hineinragt. Der Vorteil hierbei ist, dass mittels der Aussparung 32 eine Herstellung des Axialdichtrings vereinfacht werden kann. Der Zentriervorsprung 26, die Axialwand 27 und der Axialdichtring 25 sind bevorzugt einstückig ausgebildet.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Axialdichtring 25 zusätzlich zu dem axialen Zentriervorsprung 26 zumindest einen radial von der Mantelinnenfläche 15 in die Aufnahmeöffnung 16 vorstehenden Zentriervorsprung 17-21 aufweist. Dies ermöglicht eine noch bessere Fixierung und Ausrichtung des Axialdichtrings 25 an dem Wellenende 5 und/oder der Welle 4.
Aufgrund der formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen Wellenende 5 und Axialdichtring 11,25 insbesondere in den Fixierbereichen 22,28, wird ein Lösen des Axialdichtrings 11 durch Stoßbewegungen, Vibrationen oder andere dynamische Kräfte, welche insbesondere bei einem Betrieb der Maschine 2 auftreten können, verhindert. Der Vorteil ist somit, dass der Axialdichtring 11,25 sowohl axial abdichtet, als auch auf dem Wellenende 5 und/oder der Welle 4 genau ausgerichtet und sicher fixiert ist. Dadurch wird insbesondere das Wellenende 5 vor Beschädigungen durch beispielsweise abrasives Material, welches sich in einem kritischen Abstand zu dem Wellenende 5 befindet, geschützt.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es sind vielmehr Kombinationen aller beschriebenen Ausführungsformen bzw. Kombinationen aller einzelnen Merkmale der jeweiligen Ausführungsformen möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005004323 A1 [0003]

Claims

Axialdichtring (11,25) für ein Wellenlager (1), wobei der Axialdichtring (11,25) zwei stirnseitige Axialdichtflächen (12,13) sowie eine Mantelaußenfläche (14) und eine Mantelinnenfläche (15) aufweist, wobei die Mantelinnenfläche (15) eine Aufnahmeöffnung (16) einschließt, in welcher ein Wellenende (5) axial einschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche (15) derart größer als der Außendurchmesser des Wellenendes (5) ist, dass der Axialdichtring (11,25) radialdichtungsfrei auf das Wellenende (5) aufschiebbar ist, und dass der Axialdichtring (11,25) zumindest einen in die Aufnahmeöffnung (16) vorstehenden Zentriervorsprung (17-21,26) aufweist.
Axialdichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zentriervorsprung (17-21) radial von der Mantelinnenfläche (15) in die Aufnahmeöffnung (16) vorsteht.
Axialdichtring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zentriervorsprünge (17-21) radial von der Mantelinnenfläche (15) in die Aufnahmeöffnung (16) vorstehen, wobei die Zentriervorsprünge (17-21) insbesondere gleichmäßig über den Umfang der Mantelinnenfläche (15) verteilt angeordnet sind.
Axialdichtring nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Zentriervorsprung (17-21) axial beabstandet zu zumindest einer der Axialdichtflächen (12,13) angeordnet ist.
Axialdichtring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialdichtring (11,25) zumindest eine die Aufnahmeöffnung (16) zumindest bereichsweise verschließende Axialwand (27) aufweist, an der zumindest ein in die Aufnahmeöffnung (16) axial vorstehender Zentriervorsprung (26) angeordnet ist.
Axialdichtring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentriervorsprung (26) zentrisch an der Axialwand (27) angeordnet ist, um insbesondere in eine Axialaufnahme (10) einer Welle (4) einzugreifen.
Axialdichtring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in die Aufnahmeöffnung (16) axial vorstehende Zentriervorsprünge (26) an der Axialwand (27) angeordnet sind.
Axialdichtring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriervorsprünge (26) exzentrisch, insbesondere gleichmäßig verteilt, an der Axialwand (27) angeordnet sind.
Axialdichtring nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialwand (27) stirnseitig oder in einem Bereich zwischen den zwei Axialdichtflächen (12,13) anordenbar/angeordnet ist.
Axialdichtring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialdichtring (11,25) und/oder der Zentriervorsprung (17-21,26) aus einem Elastomer-Material gefertigt sind.
Axialdichtring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelaußenfläche (14) in einem vorgebbaren Winkel relativ zu der Mantelinnenfläche (15) geneigt angeordnet ist.
Axialdichtring nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialwand (27) eine Aussparung (30) aufweist
Wellenlagervorrichtung (1) für eine Maschine (2), die ein Gehäuse (3) aufweist, mit einer Welle (4), die mit einem freien Wellenende (5) durch eine Öffnung (6) einer Lagerwand (7) des Gehäuses (3) geführt ist, und mit einem in der Lagerwand (7) ausgebildeten, die Öffnung (6) aufweisenden und axial von der Lagerwand (7) vorstehenden Lagerflansch (8) zur Lagerung der Welle (4), gekennzeichnet durch einen Axialdichtring (11,25) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, der auf das freie Wellenende (5) aufgeschoben ist.
Wellenlagervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser des Lagerflansches (8) zumindest im Wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser der Mantelinnenfläche (15) des Axialdichtrings (11,25).