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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Dichtungstechnik und insbesondere den Bereich der Kassettendichtungen.
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Allgemeiner Stand der Technik
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer für ein Radnabenlager verwendeten Kassettendichtungsvorrichtung des Stands der Technik. Diese Dichtungsvorrichtung umfasst einen Rahmen 100 und eine Deckelplatte 200. Der Rahmen 100 ist am Außenring 300 des Lagers befestigt und die Deckelplatte 200 ist am Innenring 400 des Lagers befestigt, sodass die Deckelplatte 200 gegenüber dem Rahmen 100 rotieren kann. Am Rahmen 100 sind eine Hauptdichtungslippe 110 und zwei Hilfsdichtungslippen 120 und 130 gebildet. Die Hauptdichtungslippe 110 wird durch eine Feder 140 mit einem Druck beaufschlagt und gegen die Deckelplatte 200 gedrückt. Die Hilfsdichtungslippe 120 steht mit der in Radialrichtung erstreckten Wand der Deckelplatte 200 in Kontakt. Die Hilfsdichtungslippe 130 steht mit dem Innenring 400 des Lagers in Kontakt. Diese Dichtungsvorrichtung kann das Fett im Innenteil (die linke Seite in 1) abdichten und gleichzeitig Schlamm etc. auf der Außenseite (die rechte Seite in 1) halten.
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Für Radnabenlager verwendete, übliche Kassettendichtungsvorrichtungen können leicht durch Besprühen mit Schlamm einem Verschmutzungstest unterzogen werden. Allerdings werden die Anforderungen an solche Kassettendichtungsvorrichtungen immer höher und die Dichtungsvorrichtungen müssen über lange Zeit und unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen durch Eintauchen in Schlamm getestet werden. Übliche für Radnabenlager verwendete Dichtungsvorrichtungen können diese Anforderungen nicht erfüllen. Die Druckschrift
JP 2007 - 064 459 A offenbart eine Kassettendichtung, wobei am drehenden Teil eine Dichtung vorgesehen ist, der getriebeseitig eine Fördervorrichtung vorgeschaltet ist, die über rotierende Flügel Schmutz aus dem Lager halten soll.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Da Dichtungsvorrichtungen des Stands der Technik die immer höheren Anforderungen an die Dichtigkeit nicht mehr erfüllen können, wurde diese Erfindung entwickelt.
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Die vorliegende Erfindung kann die folgenden Lösungen verwenden, ist aber nicht auf diese beschränkt.
Eine Kassettendichtungsvorrichtung, umfassend einen Rahmen und eine Deckelplatte, die einander gegenüber angeordnet sind; sowie mehrere an den Rahmen und/ oder die Deckelplatte anschließende Dichtungslippen, wobei
die Kassettendichtungsvorrichtung weiterhin einen Pumpförderteil umfasst, der in der Lage ist, während der Rotation Fremdkörper aus der Kassettendichtungsvorrichtung
abzupumpen. Der Pumpförderteil wird durch Pumpfördernuten gebildet, die an der Deckelplatte oder an einem mit der Deckelplatte zusammenhängenden Material gebildet werden. Weiterhin umfassen die Pumpfördernuten eine Bodenwand, eine erste Seitenwand, eine zweite Seitenwand und eine dritte Seitenwand, wobei die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand einander gegenüber angeordnet sind und wobei die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand asymmetrisch angeordnet sind.
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Vorzugsweise vergrößert sich die Breite der Pumpfördernuten in Umfangsrichtung entlang der Fremdkörper-Pumpförderrichtung der Pumpfördernuten allmählich. Vorzugsweise sind die Pumpfördernuten axiale Pumpfördernuten, bei denen die Fremdkörper-Pumpförderung zu einer axialen Außenseite hingerichtet ist.
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Vorzugsweise umfassen die Pumpfördernuten eine Bodenwand, eine erste Seitenwand, eine zweite Seitenwand und eine dritte Seitenwand, wobei die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand einander gegenüber angeordnet sind, die dritte Seitenwand dem Umfangswandteil des Rahmens gegenüber angeordnet ist und die Fläche auf der die dritte Seitenwand angeordnet ist, den Umfangswandteil nicht schneidet.
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Vorzugsweise sind die Pumpfördernuten radiale Pumpfördernuten, bei denen die Fremdkörper-Pumpförderung zu einer radialen Außenseite hingerichtet ist.
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Vorzugsweise bildet die Schnittfläche der Pumpfördernuten entlang ihrer Fremdkörper-Pumpförderrichtung in etwa eine U-Form oder V-Form.
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Vorzugsweise bildet die Fremdkörper-Pumpförderrichtung der Pumpfördernuten zur Rotationsachse der Kassettendichtungsvorrichtung einen spitzen Winkel, der kleiner als 90° ist und die Pumpfördernuten realisieren eine Pumpförderwirkung in einer einzigen Rotationsrichtung.
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Vorzugsweise umfasst die Kassettendichtungsvorrichtung weiterhin eine erste Zentrifugallippe, wobei die erste Zentrifugallippe auf der Rotationsachsenrichtung der Kassettendichtungsvorrichtung dem Pumpförderteil gegenüber angeordnet ist oder die erste Zentrifugallippe an der radialen Innenseite des Pumpförderteils angeordnet ist, und zwischen der ersten Zentrifugallippe und dem Pumpförderteil eine ringförmige Nut gebildet wird.
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Vorzugsweise umfasst die Deckelplatte einen zur Befestigung an einem Rotationskörper verwendeten ersten Umfangswandteil; einen vom axialen Außenseitenende des ersten Umfangswandteils zur radialen Außenseite erstreckten radialen Wandteil; sowie einen vom radialen Außenseitenende des radialen Wandteils zur axialen Innenseite erstreckten zweiten Umfangswandteil,
wobei die Kassettendichtungsvorrichtung weiterhin Folgendes umfasst: eine vom axialen Innenseitenende des zweiten Umfangswandteils zum radialen Wandteil des Rahmens erstreckte zweite Zentrifugallippe; eine vom radialen Wandteil des Rahmens zum ersten Umfangswandteil der Deckelplatte erstreckte Hauptdichtungslippe; sowie eine von der Hauptdichtungslippe zum radialen Wandteil der Deckelplatte erstreckte dritte Zentrifugallippe.
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Vorzugsweise wird die Kassettendichtungsvorrichtung verwendet, um einen ringförmigen Raum zwischen Achse und Gehäuse abzudichten, der Rahmen wird zur Befestigung am Gehäuse verwendet, die Deckelplatte wird zur Befestigung an der Achse verwendet und der Pumpförderteil wird am radialen Außenende der Deckelplatte gebildet.
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Ein Lager, umfassend einen Innenring, einen Außenring und Rollenkörper, wobei das Lager weiterhin eine wie oben beschriebene Kassettendichtungsvorrichtung umfasst, die Deckelplatte am Innenring des Lager befestigt ist und der Rahmen am Außenring des Lagers befestigt ist.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Kassettendichtungsvorrichtung mit ausgezeichneter Dichtungswirkung bereit, wobei die Kassettendichtungsvorrichtung einen Pumpförderteil umfasst, der während der Rotation Fremdkörper aus der Kassettendichtungsvorrichtung pumpen kann. Beispielsweise kann die Kassettendichtungsvorrichtung bei der Verwendung in einem Radnabenlager im Hochgeschwindigkeitszustand und über lange Zeit in Schlamm getaucht eine Dichtungswirkung aufrechterhalten. Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Lager bereit, das eine solche Kassettendichtungsvorrichtung umfasst.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer für ein Radnabenlager verwendeten Kassettendichtungsvorrichtung des Stands der Technik.
- 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Kassettendichtungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3A zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus der Deckelplatte der Kassettendichtungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie der Dichtungslippe und des Pumpförderteils, die an die Deckelplatte anschließen.
- 3B zeigt eine vergrößerte Teildarstellung der 3A.
- 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Kassettendichtungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus der Deckelplatte der Kassettendichtungsvorrichtung in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie der Dichtungslippe und des Pumpförderteils, die an die Deckelplatte anschließen.
- Die 6A und 6B zeigen eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Pumpfördernuten einer Kassettendichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
- Die 7 bis 9 zeigen mehrere schematische Darstellungen der Pumpfördernuten einer Kassettendichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen
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Im Folgenden werden in Verbindung mit den beigefügten Figuren die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Wie in 2, 3A und 3B gezeigt, stellt die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Kassettendichtungsvorrichtung bereit, und genauer eine Kassettendichtungsvorrichtung mit einer Pumpförderfunktion.
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Es versteht sich, dass die in 2 gezeigte Schnittfläche eine Hälfte der Schnittfläche durch die Rotationsachse der Kassettendichtungsvorrichtung ist und somit die gesamte Kassettendichtungsvorrichtung ungefähr eine Ring-/ Zylinderform bildet. Die Seite am radialen Wandteil 12 des Rahmens 1 (die linke Seite in 2) ist die abzudichtende Seite, daher wird diese Seite als axiale Innenseite bezeichnet und die Seite am radialen Wandteil 72 der Deckelplatte 7 wird als axiale Außenseite bezeichnet.
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Die Kassettendichtungsvorrichtung umfasst einen Rahmen 1, eine Deckelplatte 7 und mehrere Dichtungslippen, die an den Rahmen 1 und die Deckelplatte 7 anschließen. Genauer umfassen diese Dichtungslippen eine Zentrifugallippe 2, eine Zentrifugallippe 3, eine Hauptdichtungslippe 5, eine kontaktlose Dichtungslippe 6 und eine Zentrifugallippe 9. Der Rahmen 1 kann am nicht dargestellten Gehäuse befestigt werden und die Deckelplatte 7 kann an der nicht dargestellten Achse befestigt werden, sodass der Rahmen 1 und die Deckelplatte 7 gegeneinander rotieren. Somit kann die Kassettendichtungsvorrichtung den ringförmigen Raum zwischen Achse und Gehäuse abdichten. Vorzugsweise kann die Kassettendichtungsvorrichtung in einem Lager verwendet werden. Das Lager umfasst typischerweise einen Innenring, einen Außenring und Rollenkörper. Der Rahmen 1 kann am Außenring des Lagers befestigt werden und die Deckelplatte 7 kann am Innenring des Lagers befestigt werden.
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Der Rahmen 1 weist eine ungefähr L-förmige axiale Schnittfläche auf, und zwar umfasst der Rahmen 1 einen die Rotationsachse der Dichtungsvorrichtung (d.h. die Rotationsachse der Deckelplatte 7) umringenden und eine Zylinderform umschließenden Umfangswandteil 11, wobei der Umfangswandteil 11 zur Befestigung am nicht dargestellten Gehäuse oder am Außenring des Lagers verwendet wird; sowie einen vom axialen Innenseitenende des Umfangswandteils 11 zur radialen Innenseite erstreckten radialen Wandteil 12. Die Form der axialen Schnittfläche der Deckelplatte 7 ist etwas komplizierter, und zwar umfasst die Deckelplatte 7 einen die Rotationsachse der Dichtungsvorrichtung umringenden und eine Zylinderform umschließenden ersten Umfangswandteil 71, wobei der erste Umfangswandteil 71 zur Befestigung an der nicht dargestellten Achse oder am Innenring des Lagers verwendet wird; einen vom axialen Außenseitenende des ersten Umfangswandteils 71 zur radialen Außenseite erstreckten radialen Wandteil 72; einen vom radialen Außenseitenende des radialen Wandteils 72 zur axialen Innenseite erstreckten zweiten Umfangswandteil 73; sowie einen vom axialen Innenseitenende des zweiten Umfangswandteils 73 zur axialen Außenseite und zur radialen Außenseite schräg erstreckten schrägen Wandteil 74.
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Die Zentrifugallippe 2 schließt an den schrägen Wandteil 74 der Deckelplatte 7 an und ist vom schrägen Wandteil 74 ausgehend so erstreckt, dass sich die Zentrifugallippe 2 mit fortgesetzter Bewegung auf die axiale Außenseite zu auch immer mehr der radialen Außenseite annähert. Die Zentrifugallippe 2 ist eine kontaktlose Dichtungslippe, die vom Umfangswandteil 11 des Rahmens 1 durch einen kleinen Zwischenraum abgetrennt ist. Auf dem schrägen Wandteil 74 ist weiterhin ein Pumpförderteil 8 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Pumpförderteil 8 ein axialer Einweg-Pumpförderteil. Zwischen der Zentrifugallippe 2 und dem Pumpförderteil 8 ist eine ringförmige Nut 23 gebildet. Die Zentrifugallippe 2 kann über einen kurzen Zeitraum Schlamm vom Eindringen in die Dichtungsvorrichtung abhalten und wenn Schlamm in die ringförmige Nut 23 zwischen der Zentrifugallippe 2 und dem Pumpförderteil 8 eindringt, kann der Pumpförderteil 8 den Schlamm aus der Dichtungsvorrichtung abpumpen, sodass der Schlamm aus der Dichtungsvorrichtung entfernt wird.
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Wie in 3A und 3B gezeigt, umfasst der Pumpförderteil 8 mehrere Pumpfördernuten 81, die am schrägen Wandteil 74 des Deckelplatte 7 gebildet und entlang der Umfangsrichtung verteilt sind. Hierbei können die Pumpfördernuten 81 direkt im Material der Deckelplatte 7 gebildet sein. Vorzugsweise sind die Pumpfördernuten 81 aber in einem mit der Deckelplatte 7 zusammenhängenden Material wie beispielsweise Gummi etc. gebildet. Besonders bevorzugt werden die Pumpfördernuten 81 im selben Formgebungsschritt und aus demselben Material gebildet wie die Zentrifugallippe 2 und die Zentrifugallippe 3. Auf diese Weise können die Pumpfördernuten 81 einfach gebildet und gleichzeitig die Anzahl der Bearbeitungsschritte verringert werden.
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Hier sind die Pumpfördernuten 81 am schrägen Wandteil 74 oder an einem mit diesem zusammenhängenden Material gebildete Konkavnuten. Die Konkavnuten werden von einer Bodenwand 810, von einer ersten Seitenwand 811 und einer zweiten Seitenwand 812, die einander gegenüber angeordnet sind, sowie von einer dritten Seitenwand 813 gebildet. Dabei sind die Größe eines ersten spitzen Winkels einer der ersten Seitenwand 811 zugeordneten radialen Fläche, die durch die Schnittlinie der ersten Seitenwand 811 und der Bodenwand 810 führt und die Größe eines zweiten spitzen Winkels einer der zweiten Seitenwand 812 zugeordneten radialen Fläche, die durch die Schnittlinie der zweiten Seitenwand 812 und der Bodenwand 810 führt, ungleich. Mit anderen Worten sind die erste Seitenwand 811 und die zweite Seitenwand 812 nicht spiegelsymmetrisch und somit weisen die Pumpfördernuten 81 eine Ausrichtung auf. Genauer ist die der ersten Seitenwand 811 zugeordnete radiale Fläche, die durch die Schnittlinie der ersten Seitenwand 811 und der Bodenwand 810 führt, so erstreckt, dass sie sich von der zweiten Seitenwand 812 entfernt. 3B zeigt mit dem Pfeil P die Rotationsrichtung der Deckelplatte 7. Demzufolge ist in der vorliegenden Ausführungsform die Rotation der Achse oder des Innenrings des Lagers, an der bzw. an dem die Deckelplatte 7 montiert ist, in einer Richtung oder im Wesentlichen in einer Richtung besonders effektiv. Die dritte Seitenwand 813 ist dem Umfangswandteil 11 des Rahmens 1 gegenüber angeordnet, wobei die Fläche, an der die dritte Seitenwand 813 angeordnet ist, den Umfangswandteil 11 nicht schneidet, womit gewährleistet wird, dass in die Pumpfördernuten 81 eingedrungener Schlamm entlang der dritten Seitenwand 813 (und der ersten Seitenwand 811) aus der Dichtungsvorrichtung abgepumpt werden kann, d. h. der abgepumpte Schlamm wird zurück befördert, ohne den Umfangswandteil 11 des Rahmens 1 zu erreichen. Die Breite der radialen Innenseite (d. h. die Bodenwand 810) der Pumpfördernuten 81 in Umfangsrichtung ist kleiner als die Breite der radialen Außenseite (d. h. der Öffnungsseite) der Pumpfördernuten 81 in Umfangsrichtung. Mit anderen Worten wächst die Breite der Pumpfördernuten 81 in Umfangsrichtung entlang ihrer Fremdkörper-Pumpförderrichtung (in Axialrichtung und/ oder in Radialrichtung nach außen).
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Die Zentrifugallippe 3 ist vom axialen Innenseitenende des zweiten Umfangswandteils 73 der Deckelplatte 7, d. h. vom Verbindungsteil zwischen dem zweiten Umfangswandteil 73 und dem schrägen Wandteil 74 in Richtung auf den radialen Wandteil 12 des Rahmens 1 schräg erstreckt. Die Zentrifugallippe 3 ist als Kontaktdichtungslippe konstruiert. Die Zentrifugallippe 3 weist eine lange und dünne Struktur auf und somit besteht zwischen ihr und dem radialen Wandteil 12 des Rahmens 1 eine stärkere Überlagerung, wobei aber die Kontaktkraft relativ klein ist. Die Zentrifugallippe 3 kann auch für einen kurzen Zeitraum Schlamm im Außenteil aufhalten und der Schlamm kann aufgrund der Zentrifugalkraft die Dichtungsvorrichtung verlassen. Da die Zentrifugallippe 3 an die rotierende Deckelplatte 7 anschließt, ist die Zentrifugalwirkung stark. Es muss erläutert werden, dass sich die in 2 und 4 gezeigte Zentrifugallippe 3 und der radiale Wandteil 12 des Rahmens 1 überlappen und dass sich die Hauptdichtungslippe 5 und der erste Umfangswandteil 71 der Deckelplatte 7 überlappen. Dies bedeutet nur, dass im realen Montagezustand die Zentrifugallippe 3 und der radiale Wandteil 12 abdichtenden Kontakt haben/ eng aneinander liegen und ebenso dass die Hauptdichtungslippe 5 und der erste Umfangswandteil 71 abdichtenden Kontakt haben/ eng aneinander liegen, aber es bedeutet nicht, dass die Zentrifugallippe 3 tatsächlich in das Material des radialen Wandteils 12 eindringt und ebenso nicht, dass die Hauptdichtungslippe 5 tatsächlich in das Material des ersten Umfangswandteils 71 eindringt.
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Die Hauptdichtungslippe 5 ist vom radialen Wandteil 12 des Rahmens 1 in Richtung auf den ersten Umfangswandteil 71 der Deckelplatte 7 schräg erstreckt und hat gleichzeitig zu dem ersten Umfangswandteil 71 Kontakt. Die Feder 4 ist eine Zugfeder und drückt die Hauptdichtungslippe 5 fest an den ersten Umfangswandteil 71. Die Zentrifugallippe 9 ist mit der Hauptdichtungslippe 5 verbunden und in Richtung auf den radialen Wandteil 72 der Deckelplatte 7 schräg erstreckt. Die Zentrifugallippe 9 hat eine ähnliche Funktion wie die Zentrifugallippe 3, aber die Zentrifugallippe 9 ist eine kontaktlose Dichtungslippe. Die Hauptdichtungslippe 5 bildet hinter der Zentrifugallippe 9 eine weitere Schutzlinie.
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Die kontaktlose Lippe 6 ist vom radialen Wandteil 12 des Rahmens 1 in Richtung auf die nicht dargestellte Achse bzw. den Lagerinnenring erstreckt. Die kontaktlose Lippe 6 bildet zu der nicht dargestellten Achse bzw. dem Lagerinnenring einen kleinen Zwischenraum und wird verwendet, um das Fett im Innenteil abzudichten (die linke Seite in 2).
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Es versteht sich, dass obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der Pumpförderteil bzw. die Pumpfördernuten ein axialer Pumpförderteil bzw. axiale Pumpfördernuten sind, dennoch die Pumpförderrichtung des Pumpförderteils bzw. der Pumpfördernuten und/ oder die Erstreckungsrichtung der dritten Seitenwand und/ oder die Erstreckungsrichtung des schrägen Wandteils 74 mit der Richtung der Rotationsachse der Kassettendichtungsvorrichtung (der Axialrichtung) einen spitzen Winkel bilden müssen, der kleiner als 90° ist.
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Zweite Ausführungsform
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Wie in 4 und 5 gezeigt, ist die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Kassettendichtungsvorrichtung, und genauer eine Kassettendichtungsvorrichtung mit einer Pumpförderfunktion.
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Bei Bauteilen, die gleich oder ähnlich wie in der ersten Ausführungsform sind oder bei Teilen mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen in den beigefügten Figuren wird auf eine detaillierte Beschreibung dieser Bauteile bzw. Teile verzichtet.
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In der Kassettendichtungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform sind die Zentrifugallippe 3, die Hauptdichtungslippe 5, die kontaktlose Dichtungslippe 6, die Zentrifugallippe 9 und die Feder 4 gleich wie in der ersten Ausführungsform und werden daher hier nicht genauer beschrieben. In der Kassettendichtungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform sind der Rahmen 1, die Deckelplatte 7, die Zentrifugallippe 22 und der Pumpförderteil 28 zur ersten Ausführungsform verschieden. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede der zweiten Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform beschrieben.
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In der zweiten Ausführungsform umfasst der Rahmen 1 einen die Rotationsachse der Dichtungsvorrichtung umringenden und eine Zylinderform umschließenden Umfangswandteil 11; einen vom axialen Innenseitenende des Umfangswandteils 11 zur radialen Innenseite erstreckten ersten radialen Wandteil 212; sowie einen vom axialen Außenseitenende des Umfangswandteils 11 zur radialen Außenseite erstreckten zweiten radialen Wandteil 213. Die Deckelplatte 7 umfasst einen die Rotationsachse der Dichtungsvorrichtung umringenden und eine Zylinderform umschließenden ersten Umfangswandteil 71; einen vom axialen Außenseitenende des ersten Umfangswandteils 71 zur radialen Außenseite erstreckten ersten radialen Wandteil 272; einen vom radialen Außenseitenende des ersten radialen Wandteils 272 zur axialen Innenseite erstreckten zweiten Umfangswandteil 73; einen vom axialen Innenseitenende des zweiten Umfangswandteils 73 zur axialen Außenseite und zur radialen Außenseite schräg erstreckten schrägen Wandteil 74; sowie einen vom radialen Außenseitenende des schrägen Wandteils 74 zur radialen Außenseite erstreckten zweiten radialen Wandteil 275. Der zweite radiale Wandteil 213 des Rahmens 1 und der zweite radiale Wandteil 275 der Deckelplatte 7 sind einander gegenüber angeordnet und weisen ungefähr die gleiche Höhe in Radialrichtung auf. Es versteht sich, dass der zweite radiale Wandteil 213 des Rahmens 1 und der zweite radiale Wandteil 275 der Deckelplatte 7 nicht streng entlang der Radialrichtung erstreckt sein müssen, sondern dass sie auch in einem bestimmten Winkel zur Radialrichtung erstreckt sein können.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist zwischen dem zweiten radialen Wandteil 213 des Rahmens 1 und dem zweiten radialen Wandteil 275 der Deckelplatte 7 oder dem Pumpförderteil 28 ein kleiner Zwischenraum gebildet, der das Eindringen von Fremdkörpern in die Dichtungsvorrichtung verhindert und die Funktion des Pumpförderteils 28 gewährleisten kann.
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Darüber hinaus kann der Materialverbrauch gesenkt werden, da die Dicke des zweiten radialen Wandteils 213 des Rahmens 1 kleiner sein kann als bei den übrigen Teilen des Rahmens 1, d. h. als die Dicke des ersten radialen Wandteils 212 und des Umfangswandteils 11.
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Die Zentrifugallippe 22 schließt an den schrägen Wandteil 74 der Deckelplatte 7 an und ist vom schrägen Wandteil 74 ausgehend so erstreckt, dass sich die Zentrifugallippe 22 mit fortgesetzter Bewegung auf die axiale Außenseite zu auch immer mehr der radialen Außenseite annähert. Am zweiten radialen Wandteil 275 der Deckelplatte 7 ist ein Pumpförderteil 28 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Pumpförderteil 28 ein radialer Zweiwege-Pumpförderteil. Im Vergleich zur ersten Ausführungsform ist die Zentrifugallippe 22 etwas länger und schmaler als die Zentrifugallippe 2 in der ersten Ausführungsform. Zwischen der Zentrifugallippe 22 und dem Pumpförderteil 28 ist eine ringförmige Nut 223 gebildet. Die Zentrifugallippe 22 kann über einen kurzen Zeitraum Schlamm vom Eindringen in die Dichtungsvorrichtung abhalten und wenn Schlamm in die ringförmige Nut 223 zwischen der Zentrifugallippe 22 und dem Pumpförderteil 28 eindringt, kann der Pumpförderteil 28 den Schlamm aus der Dichtungsvorrichtung pumpen, sodass der Schlamm aus der Dichtungsvorrichtung entfernt wird.
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Wie in 5 gezeigt, umfasst der Pumpförderteil 28 mehrere Pumpfördernuten 281, die am zweiten radialen Wandteil 275 des Rahmens 7 gebildet und entlang der Umfangsrichtung verteilt sind. Hierbei können die Pumpfördernuten 281 direkt im Material der Deckelplatte 7 gebildet sein. Vorzugsweise sind die Pumpfördernuten 281 aber in einem mit der Deckelplatte 7 zusammenhängenden Material wie beispielsweise Gummi etc. gebildet. Besonders bevorzugt werden die Pumpfördernuten 281 im selben Formgebungsschritt und aus demselben Material gebildet wie die Zentrifugallippe 22 und die Zentrifugallippe 3.
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Hier sind die Pumpfördernuten 281 am zweiten radialen Wandteil 275 oder an einem mit diesem zusammenhängenden Material gebildete Konkavnuten. Die Konkavnuten werden jeweils von einer Bodenwand 2810, von einer ersten Seitenwand 2811 und einer zweiten Seitenwand 2812, die einander gegenüber angeordnet sind, sowie von einer dritten Seitenwand 2813 gebildet. Die Pumpfördernuten 281 weisen eine Form auf, die zu der radialen Fläche, die eine Pumpfördernut 281 halbiert, symmetrisch ist, d. h. die erste Seitenwand 2811 und die zweite Seitenwand 2812, die einander gegenüber angeordnet sind, sind zueinander spiegelsymmetrisch. Demzufolge sind die Pumpfördernuten 281 Zweiwege-Pumpfördernuten. Damit ist in der vorliegenden Ausführungsform die Rotation der Achse oder des Innenrings des Lagers, an der bzw. an dem die Deckelplatte 7 montiert ist, sowohl in Vorwärtsrichtung als auch Rückwärtsrichtung besonders effektiv. Die dritte Seitenwand 2813 und der zweite radiale Wandteil 213 des Rahmens 1 sind einander gegenüber und ungefähr parallel angeordnet.
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In 6A und 6B werden die Pumpfördernuten einer Kassettendichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weiter erläutert. Die 6A und 6B zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer Pumpfördernut von der linken Seite in 4 und 5, d. h. von der axialen Innenseite der Kassettendichtungsvorrichtung. Die Pumpfördernut umfasst eine Bodenwand T, eine erste Seitenwand Y, eine zweite Seitenwand X sowie eine dritte Seitenwand (in 6A und 6B nicht dargestellt). 6A zeigt weiterhin eine Außenumfangskante E der Pumpfördernut, wobei die Außenumfangskante E der Außenumfangskante der Deckelplatte 7 gegenüber angeordnet ist. Der Punkt 0 in 6A zeigt den Kreismittelpunkt der Außenumfangskante E, der gleichzeitig auch ein Punkt auf der Rotationsachse der Kassettendichtungsvorrichtung ist. Y0 in 6A zeigt eine durch den Schnittpunkt der ersten Seitenwand Y und der Bodenwand T verlaufende radiale Gerade entlang der Außenumfangskante E und X0 in 6A zeigt eine durch den Schnittpunkt der zweiten Seitenwand X und der Bodenwand T verlaufende radiale Gerade entlang der Außenumfangskante E. Vorzugsweise sind die erste Seitenwand Y und/ oder die zweite Seitenwand X im Vergleich zu der radialen Gerade entlang der Außenumfangskante Y0 und/ oder X0 weiter geöffnet, d. h. der spitze Winkel a und/ oder der spitze Winkel b befinden sich an der Außenseite des Raums zwischen X0 und Y0, was vorteilhaft für die reibungslose Ableitung von Schlamm und anderen Fremdkörpern aus der Pumpfördernut mittels Zentrifugalkraft ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der spitze Winkel zwischen der ersten Seitenwand Y und der zweiten Seitenwand X größer als der spitze Winkel zwischen den Geraden Y0 und X0.
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Im Folgenden wird in Verbindung mit den 4, 5 und 6B das Pumpförderprinzip einer Pumpfördernut der vorliegenden Erfindung weiter beschrieben. Im tatsächlichen Gebrauch der Kassettendichtungsvorrichtung besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass Schlamm oder andere Fremdkörper zwischen den zweiten radialen Wandteil 213 des Rahmens 1 und den zweiten radialen Wandteil 275 der Deckelplatte 7 gelangen. In diesem Fall kann die Pumpfördernut 281 die Fremdkörper leicht auffangen. Während der Rotation der Deckelplatte 7 (z. B. bei Rotation im Uhrzeigersinn von der linken Seite in 4 und 5 aus gesehen) stößt die erste Seitenwand Y (2811) der Pumpfördernut gegen die Fremdkörper, sodass diese unter der Wirkung der Zentrifugalkraft die Pumpfördernut verlassen. Wie am Beispiel von 6B gezeigt, sind Fremdkörper am Schnittpunkt der ersten Seitenwand Y und der Bodenwand T einer von der ersten Seitenwand Y ausgeübten Stoßkraft entlang der Richtung der Tangente Q dieses Schnittpunkts an der Bodenwand T ausgesetzt und somit ist die Bewegungsrichtung der Fremdkörper unter der Krafteinwirkung ungleich der Rotationsbahn des Schnittpunkts (die Bodenwand T) und die Fremdkörper können entlang der ersten Seitenwand Y zur radialen Außenseite bewegt werden. Im Vergleich zur Gerade Y0 nähert sich die erste Seitenwand bei fortgesetzter Annäherung an die radiale Außenseite Y immer mehr der Rückseite in Rotationsrichtung an, womit die erste Seitenwand Y noch besser geeignet ist, um die Fremdkörper aus der Pumpfördernut zu befördern.
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In der 6A können der spitze Winkel a und der spitze Winkel b gleich oder ungleich sein. Außerdem kann eine geeignete Anzahl der in der Deckelplatte 7 angeordneten Pumpfördernuten festgelegt werden. In 7 bis 9 werden mehrere Beispiele für Zweiwege-Pumpfördernuten der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Schnittfläche der Pumpfördernuten 381 weist entlang ihrer Fremdkörper-Pumpförderrichtung in etwa eine U-Form auf. Die Schnittfläche der Pumpfördernuten 481 weist entlang ihrer Fremdkörper-Pumpförderrichtung in etwa eine V-Form auf. Die Schnittfläche der Pumpfördernuten 581 weist entlang ihrer Fremdkörper-Pumpförderrichtung in etwa eine U-Form auf. In 9 sind die beiden einander gegenüber angeordneten Seitenwände der Pumpfördernuten 581 nicht symmetrisch, wobei verstanden werden muss, dass ein solcher Pumpförderteil 581 ebenso für eine Zweiwege-Pumpförderung verwendet werden kann.
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Es versteht sich, dass der in den vorangegangenen Abschnitten beschriebene Aufbau und die Funktionsprinzipien von Pumpfördernuten der vorliegenden Erfindung auch für die Anwendung in Pumpfördernuten einer Kassettendichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform geeignet sind.
Im oben beschriebenen Aufbau der vorliegenden Erfindung kann der Pumpförderteil Schlamm aus der Dichtungsvorrichtung abpumpen. Gleichzeitig bilden die mehreren Dichtungslippen, der Rahmen und die Deckelplatte eine Labyrinthstruktur, welche die Dichtungswirkung weiter verbessert. Nur die Zentrifugallippe 3 und die Hauptdichtungslippe 5 sind als Kontaktdichtungslippen ausgeführt, um das Reibungsdrehmoment zu senken.
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Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung eine Dichtungsvorrichtung mit kompaktem Aufbau, geringem Reibungsdrehmoment und ausgezeichneter Dichtungswirkung bereit, die im Hochgeschwindigkeitszustand und über lange Zeit in Schlamm getaucht die Dichtungswirkung aufrechterhalten kann. Diese Dichtungsvorrichtung kann insbesondere in Radnabenlagern verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben stehenden Ausführungsformen beschränkt und ein beliebiger Fachmann des technischen Gebiets kann auf Grundlage der vorliegenden Erfindung an den Ausführungsformen alle Arten von Modifikationen und Formveränderungen vornehmen, ohne dass dabei der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
- (1) Beispielsweise können alle Dichtungslippen und der Pumpförderteil aus einem Gummimaterial gefertigt sein, wobei dies keine Einschränkung darstellt. Insbesondere der Pumpförderteil kann aus einem anderen geeigneten Material hergestellt sein.
- (2) Die Abmessungen der Pumpfördernuten der vorliegenden Erfindung können gemäß ihrer Verwendung konkret festgelegt werden. Beispielsweise kann die Dicke der Pumpfördernuten (die Abmessungen senkrecht zur dritten Seitenwand) 0,5 mm bis 5 mm betragen; und die Tiefe der Pumpfördernuten (die Abmessungen senkrecht zur Bodenwand) kann 1 mm bis 10 mm betragen, wobei dies keine Einschränkung darstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Rahmen;
- 110
- Hauptdichtungslippe;
- 120, 130
- Hilfsdichtungslippen;
- 140
- Feder;
- 200
- Deckelplatte;
- 300
- -Außenring des Lagers;
- 400
- Innenring des Lagers
- 1
- Rahmen;
- 11
- Umfangswandteil;
- 12
- radialer Wandteil;
- 2
- Zentrifugallippe (erste Zentrifugallippe)
- 23
- ringförmige Nut;
- 3
- Zentrifugallippe (zweite Zentrifugallippe);
- 9
- Zentrifugallippe (dritte Zentrifugallippe);
- 6
- kontaktlose Lippe;
- 4
- Feder;
- 5
- Hauptdichtungslippe;
- 7
- Deckelplatte;
- 71
- erster Umfangswandteil;
- 72
- radialer Wandteil;
- 73
- zweiter Umfangswandteil;
- 74
- schräger Wandteil;
- 8
- Pumpförderteil
- 81
- Pumpfördernut;
- 810
- Bodenwand;
- 811
- erste Seitenwand;
- 812
- zweite Seitenwand;
- 813
- dritte Seitenwand
- 212
- erster radialer Wandteil;
- 213
- zweiter radialer Wandteil;
- 22
- Zentrifugallippe (erste Zentrifugallippe);
- 272
- erster radialer Wandteil;
- 275
- zweiter radialer Wandteil;
- 28
- Pumpförderteil;
- 223
- ringförmige Nut
- 281
- Pumpfördernut;
- 2810
- Bodenwand;
- 2811
- erste Seitenwand;
- 2812
- zweite Seitenwand;
- 2813
- dritte Seitenwand
- T
- Bodenwand;
- X
- zweite Seitenwand;
- Y
- erste Seitenwand;
- 381, 481, 581
- Pumpfördernuten
