DE102017110486A1

DE102017110486A1 - Dichtungsanordnung für Wälzlager

Info

Publication number: DE102017110486A1
Application number: DE102017110486.0A
Authority: DE
Inventors: Felipe Travaioli Souza; Thomas Nogueira da Silva
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2018-11-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für Wälzlager, aufweisend einen an einem ersten Lagerring (4) befestigbaren Dichtungsring (16) aus einem elastischen Material, welcher eine zum zweiten Lagerring (6) hin ausgerichtete Dichtlippe (28) aufweist, und mit einem mit dem zweiten Lagerring (6) fest verbindbaren, auf der von dem zugeordneten Lager abgewandten Seite des Dichtungsringes (16) angeordneten Profilring (14) aus einem starren Material, welcher einen zum Lager hin ausgerichteten Axialflansch (22) aufweist, dessen radiale Außenseite eine Anlagefläche für die Dichtlippe (28) bildet, und welcher einen den Dichtungsring (16) an dessen von dem zugeordneten Lager abgewandten Seite überlappenden Radialflansch (24) aufweist. Um die Dichtwirkung der Dichtungsanordnung zu verbessern ist vorgesehen, dass an dem Dichtungsring (16) wenigstens eine an dem Radialflansch (24) oder an dem zweiten Lagerring (6) beziehungsweise mit diesen verbundenen Bauteilen dichtend anliegende zusätzliche Dichtlippe (32, 34, 38) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für Wälzlager, aufweisend einen an einem ersten Lagerring befestigbaren Dichtungsring aus einem elastischen Material, welcher eine zum zweiten Lagerring hin ausgerichtete Dichtlippe aufweist, und mit einem mit dem zweiten Lagerring fest verbindbaren, auf der von dem zugeordneten Lager abgewandten Seite des Dichtungsringes angeordneten Profilring aus einem starren Material, welcher einen zum Lager hin ausgerichteten Axialflansch aufweist, dessen radiale Außenseite eine Anlagefläche für die Dichtlippe bildet, und welcher einen den Dichtungsring an dessen von dem zugeordneten Lager abgewandten Seite überlappenden Radialflansch aufweist.
Derartige Dichtungsanordnungen werden insbesondere bei unter harten Umweltbedingungen arbeitenden landwirtschaftlichen Maschinen dazu verwendet, um ein Eindringen von Verschmutzungen oder Feuchtigkeit ins Lagerinnere zu verhindern und um Schmierstoffe im Lager zu halten. Es ist demnach die Hauptaufgabe derartiger Dichtungsanordnungen, das Lagerinnere gegenüber der Umgebung in beiden Richtungen zuverlässig abzudichten. Dazu sind die einen wesentlichen Bestandteil der Dichtungsanordnung bildenden Dichtungsringe üblicherweise an einem der Lagerringe, vorzugsweise dem drehfest eingebauten Lagerring abdichtend befestigt und liegen am jeweils anderen Lagerring schleifend an.
Aus der DE 698 31 357 T2 , insbesondere deren 2, ist eine Dichtungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 für eine Wellenlagerung bekannt, bei der ein Dichtungsring aus elastischem Material mit dem äußeren, drehfest eingebauten Lagerring fest verbunden ist, und wobei die radial nach innen gerichtete, über eine Ringfeder radial nach innen gespannte Dichtlippe am Axialflansch eines auf der Welle montierten starren Profilringes schleifend anliegt. Die Dichtlippe bildet die einzige bewegliche Abdichtung, und vom deren Funktionieren hängt demnach die Abdichtwirkung und damit die Funktionssicherheit des Lagers ab. Ein Radialflansch des Profilringes hat hier nur die Funktion, die Dichtungsanordnung gegen grobe Schmutzpartikel oder dergleichen von außen zu schützen. Er bildet dabei mit einem den Dichtungsring versteifenden Schildelement einen engen, den Durchtritt von groben Partikeln verhindernden Spalt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung mit den Merkmalen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art hinsichtlich ihrer Abdichtfähigkeit und Funktionssicherheit weiter zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass allein mit einer neuen Gestaltung des Dichtungsringes unter Nutzung ohnehin vorhandener Anlageflächen im Wesentlichen ohne konstruktive Veränderung der Dichtungsanordnung eine bessere und zuverlässigere Abdichtwirkung möglich ist.
Demnach geht die Erfindung aus von einer Dichtungsanordnung für Wälzlager, aufweisend einen an einem ersten Lagerring befestigbaren Dichtungsring aus einem elastischen Material, welcher eine zum zweiten Lagerring hin ausgerichtete Dichtlippe aufweist, und mit einem mit dem zweiten Lagerring fest verbindbaren, auf der von dem zugeordneten Lager abgewandten Seite des Dichtungsringes angeordneten Profilring aus einem starren Material, welcher einen zum Lager hin ausgerichteten Axialflansch aufweist, dessen radiale Außenseite eine Anlagefläche für die Dichtlippe bildet, und welcher einen den Dichtungsring an dessen von dem zugeordneten Lager abgewandten Seite überlappenden Radialflansch aufweist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass an dem Dichtungsring wenigstens eine an dem Radialflansch oder an dem zweiten Lagerring beziehungsweise mit diesem verbundenen Bauteilen dichtend anliegende zusätzliche Dichtlippe ausgebildet ist.
Eine entsprechende Gestaltung des Dichtungsringes, beispielsweise das Vorsehen einer oder mehrerer zusätzlicher Dichtlippen ist technisch ohne Schwierigkeiten möglich. Als Anlageflächen für derartige Dichtlippen bietet sich insbesondere der den Dichtungsring überlappende Radialflansch des Profilringes, aber auch der Axialflansch, der zweite Lagerring oder mit diesem verbundene Bauteile an, wie anhand eines Ausführungsbeispiels noch dargelegt wird.
Typische Dichtungsanordnungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, insbesondere zur Lagerung von Wellen sehen vor, dass am radial äußeren Rand des Dichtungsringes ein Befestigungswulst zur Befestigung an einem äußeren, im allgemeinen fest eingebauten Lagerring ausgebildet ist, und dass der radial innere Rand des Dichtungsringes zu einem im Wesentlichen V-förmigen Profil geformt ist, dessen Spitze die Dichtlippe bildet. Diese Dichtlippe wird durch eine in der Kehle des V-förmigen Profils angeordnete Ringfeder zur radialen Anlage an dem Axialflansch des Profilringes gedrückt. Gemäß einer erfinderischen Ausgestaltung dieser Bauform ist vorgesehen, dass der freie Schenkel des V-förmigen Profils eine am Radialflansch des Profilrings anliegende zusätzliche Dichtlippe bildet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im radial äußeren Bereich des Dichtungsrings auf dessen von dem zugeordneten Lager abgewandten Seite eine weitere, am Radialflansch des Profilrings anliegende Dichtlippe ausgebildet ist. Diese Dichtlippe ist vorzugsweise so gestaltet, dass sie zwischen Dichtungsring und Radialflansch eindringende Partikel auffängt.
Eine anderer Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Axialflansch des Profilrings auf den inneren Lagerring aufgeschoben ist, und dass an dem das V-förmige Profil mit dem Dichtungsring verbindenden Schenkel dieses Profils eine weitere, am Axialflansch oder dem inneren Lagerring anliegende Dichtlippe ausgebildet ist. Diese Dichtlippe dient vorwiegend dazu, einen Schmierstoff im Lager zurückzuhalten.
Mit der geschilderten Konstruktion ist allein mit einer neuen Gestaltung des Dichtungsringes ohne Änderung der übrigen Bauelemente der Dichtungsanordnung eine effektivere Abdichtung mit insgesamt vier Dichtungskontakten geschaffen.
Um die Dichtungsanordnung weiter vor gröberen Schmutzpartikeln zu schützen, ist bevorzugt außerdem vorgesehen, dass der radial äußere Rand des Radialflansches mit dem radial äußeren Bereich des Dichtungsringes einen engen Spalt bildet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt

1 einen Längsschnitt durch ein zweireihiges Kugellager mit einer Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung,
2 einen vergrößerten Ausschnitt A aus der 1, und
3 die Dichtungsanordnung gemäß den 1 und 2 in einer vergrößerten Darstellung.

Das in der 1 dargestellte zweireihige Kugellager 2 umfasst einen äußeren Lagerring 4, einen inneren Lagerring 6 sowie zwei Kugelreihen 8 mit kugelförmigen Wälzkörpern, die in bekannter Weise durch einen Käfig 10 geführt sind. Die in der 1 rechte Lagerseite ist durch eine Dichtungsanordnung 12 gegen Verschmutzung von außen und gegen den Austritt von Schmierstoff aus dem Inneren des Kugellagers 2 abgedichtet. Die Dichtungsanordnung 12 ist am äußeren, beispielsweise in einem nicht dargestellten Gehäuse fest angeordneten Lagerring 4 abdichtend befestigt und bildet mit dem beispielsweise mit einer Welle verbundenen inneren Lagerring 6 beziehungsweise mit einem mit diesem fest verbundenen und umlaufenden Bauteil (Profilring 14) eine schleifende Abdichtung, wie anhand der 2 und 3 näher erläutert wird.
Wie die 2 und 3 zeigen, umfasst die Dichtungsanordnung 12 einen Dichtungsring 16 aus einem elastischen Material, welcher an seiner dem Kugellager 2 zugewandten Seite durch eine Stützscheibe 18 versteift ist, sowie einen auf seiner von dem Kugellager 2 abgewandten Seite angeordneten Profilring 20 mit einem Axialflansch 22 und einem Radialflansch 24. Am radial äußeren Rand des Dichtungsringes 16 ist ein Befestigungswulst 26 ausgebildet, welcher in eine am äußeren Lagerring 4 ausgebildete Aufnahmenut eingeschnappt wird. Der Profilring 20 ist auf dem inneren Lagerring 6 fest montiert und dreht sich mit diesem.
Am Dichtungsring 16 ist eine radial nach innen zum inneren Lagerring 6 hin gerichtete Dichtlippe 28 ausgebildet, die am Axialflansch 22 schleifend, also abdichtend anliegt. Der radial innere Bereich des Dichtungsringes 16 weist ein im Wesentlichen V-förmiges Profil auf, dessen radial innen angeordnete Spitze die Dichtlippe 28 bildet. In der Kehle des V-förmigen Profils ist eine Ringfeder 30 angeordnet, welche die gerade erwähnte Dichtlippe 28 an den Axialflansch 24 des Profilrings 20 drückt.
Der freie Schenkel 32 des V-förmigen Profils bildet eine weitere, am Radialflansch 24 des Profilrings 20 anliegende Dichtlippe, welche die Abdichtleistung der Dichtungsanordnung weiter verbessert.
Im radial äußeren Bereich des Dichtungsringes 16 ist eine weitere Dichtlippe 34 ausgebildet, die am Radialflansch 24 des Profilrings 20 dichtend anliegt. Diese dichtet zusätzlich zu dem zwischen dem Radialflansch 24 und dem Befestigungswulst 26 ausgebildeten engen Spalt 27 das Kugellager 2 gegen gröbere Schmutzpartikel ab. Wegen ihrer radial leicht nach außen gerichteten Spitze wird sie bei einer Belastung von außen fester an ihre Anlagefläche gedrückt, was die Dichtwirkung dann verstärkt.
An dem das oben beschriebene V-förmige Profil mit dem Dichtungsring 16 verbindenden Schenkel 36 ist eine weitere Dichtlippe 38 ausgebildet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel am inneren Lagerring 6 anliegt und insbesondere dazu dient, im Kugellager 2 enthaltenes Schmiermittel zurückzuhalten. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass diese wälzkörpernahe Dichtlippe 38 auch so gestaltet sein könnte, dass sie am Axialflansch 22 des Profilrings 20 schleifend anliegt, wie hier nicht im Einzelnen dargestellt ist.
Es ergibt sich so eine Dichtungsanordnung, die in effektiver Weise sowohl gegen Verschmutzungen von außen als auch einen Austritt von Dichtmittel nach außen abdichtet.
Bezugszeichenliste

2: Zweireihiges Kugellager
4: Äußerer Lagerring
6: Innerer Lagerring
8: Erste Kugelreihe
9: Zweite Kugelreihe
10: Käfig
12: Dichtungsanordnung
14: Profilring
16: Dichtungsring
18: Stützscheibe
20: Profilring
22: Axialflansch
24: Radialflansch
26: Befestigungswulst
27: Spalt
28: Dichtlippe
30: Ringfeder
32: Freier Schenkel des Dichtungsrings
34: Dichtlippe
36: Schenkel des Dichtungsrings
38: Dichtlippe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69831357 T2 [0003]

Claims

Dichtungsanordnung für Wälzlager, aufweisend einen an einem ersten Lagerring (4) befestigbaren Dichtungsring (16) aus einem elastischen Material, welcher eine zum zweiten Lagerring (6) hin ausgerichtete Dichtlippe (28) aufweist, und mit einem mit dem zweiten Lagerring (6) fest verbindbaren, auf der von dem zugeordneten Lager abgewandten Seite des Dichtungsringes (16) angeordneten Profilring (14) aus einem starren Material, welcher einen zum Lager hin ausgerichteten Axialflansch (22) aufweist, dessen radiale Außenseite eine Anlagefläche für die Dichtlippe (28) bildet, und welcher einen den Dichtungsring (16) an dessen von dem zugeordneten Lager abgewandten Seite überlappenden Radialflansch (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Dichtungsring (16) wenigstens eine an dem Radialflansch (24) oder an dem zweiten Lagerring (6) beziehungsweise mit diesen verbundenen Bauteilen dichtend anliegende zusätzliche Dichtlippe (32, 34, 38) ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am radial äußeren Rand des Dichtungsringes (16) ein Befestigungswulst (26) zur Befestigung an einem äußeren Lagerring (4) ausgebildet ist, dass der radial innere Bereich des Dichtungsringes (16) ein V-förmiges Profil aufweist, dessen Spitze eine Dichtlippe (28) bildet, wobei diese Dichtlippe (28) durch eine in der Kehle des V-förmigen Profils angeordnete Ringfeder (30) zur Anlage an den Axialflansch (22) des Profilringes (20) gedrückt wird, und wobei der freie Schenkel (32) des V-förmigen Profils eine am Radialflansch (24) des Profilrings (20) anliegende zusätzliche Dichtlippe (32) bildet.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im radial äußeren Bereich des Dichtungsrings (16) auf dessen von dem zugeordneten Lager abgewandten Seite eine weitere, am Radialflansch (24) anliegende Dichtlippe (34) ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialflansch (22) des Profilringes (20) auf den inneren Lagerring (6) aufgeschoben ist, und dass an dem das V-förmige Profil mit dem Dichtungsring (16) verbindenden Schenkel (36) dieses Profils eine weitere, am Axialflansch (22) oder dem inneren Lagerring (6) anliegende Dichtlippe (38) ausgebildet ist.