DE102017113812A1

DE102017113812A1 - Dichtung mit Verdrehsicherung

Info

Publication number: DE102017113812A1
Application number: DE102017113812.9A
Authority: DE
Inventors: Armin Bender
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2018-12-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung (08) für ein Wälzlager (02) mit einem axial außen liegend angeordneten, am Außenring (03) befestigten Außenblech (09), welches sich radial zwischen Innenring (04) und Außenring (03) erstreckt. Axial innen liegend ist ein Innenblech (15) angeordnet, welches am Außenring (03) befestigt ist und sich radial zwischen Innenring (04) und Außenring (03) erstreckt. Radial zwischen Innenring (04) und Außenring (03) erstreckt sich ein Elastomerteil (18), welches zumindest abschnittsweise zwischen Innenblech (15) und Außenblech (09) eingeklemmt ist und mindestens eine sich in Richtung des Innenrings (04) erstreckende Dichtlippe (19) aufweist, deren Dichtkante (20) zumindest im Ruhezustand des Wälzlagers (02) am Innenring (04) anliegt.
Erfindungsgemäß besitzt das Innenblech (15) und/oder das Außenblech (09) mehrere Sicken (22) zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen Innenblech (15) bzw. Außenblech (09) und Elastomerteil (18).

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung zur Abdichtung eines Wälzlagers. Die Dichtung besteht aus einem Außenblech, einem Innenblech und einem zumindest abschnittsweise zwischen dem Außenblech und dem Innenblech eingeklemmten Elastomerteil. Sie kann insbesondere bei Spannlagern zum Einsatz kommen.
Hintergrund der Erfindung
Stand der Technik sind die unter dem Namen P-, T- und R-Dichtung vertriebenen dreiteiligen Dichtungen, welche derzeit in Spannlagern der Patentanmelderin Verwendung finden. Die bekannten Dichtungen umfassen zwei Blechteile und ein zwischen den beiden Blechteilen eingeklemmtes Elastomerteil. Das Elastomerteil weist mindestens eine an dem Innenring anliegende Dichtlippe auf. Die Blechteile sind an dem Außenring, bevorzugt in einem umlaufenden Einstich des Außenrings, befestigt.
Die DE 43 12 364 A1 zeigt ein Wälzlager mit einer dreiteiligen Radialdichtung, welche an dem Außenring befestigt ist. Die Radialdichtung besteht aus einer metallischen Innenkappe, einer metallischen Außenkappe und einem als Dichtungsmembran ausgebildeten elastischen Dichtungskörper. Der Dichtungskörper befindet sich zumindest teilweise zwischen der Innen- und Außenkappe und wird von diesen gehalten. Er ist mit mindestens einer Dichtlippe ausgestattet, welche unter radialer Vorspannung an dem Innenring gleitend anliegt.
Die Montage der bekannten dreiteiligen Dichtungen ist schwierig in der fertigungstechnischen Abstimmung und bereitet Probleme in der Fertigung. So besteht die Gefahr, dass sich das Elastomerteil zwischen den Blechteilen verdreht, wenn die Klemmung aufgrund von Schiefstellungen nicht richtig erfolgt. Hierdurch kann ein erhöhtes Reibmoment bzw. eine erhöhte Temperatur auftreten. Außerdem kann es zu Undichtigkeiten kommen. Für die T-Dichtung ist es bekannt, an dem Elastomerteil gezielt umlaufende Grate anzubringen, die für eine bessere Verklemmung des Elastomerteils zwischen den Blechteilen sorgen sollen. Die Grate verhindern jedoch nicht in jedem Fall ein Verdrehen des Elastomerteils infolge von Schiefstellungen der beiden Blechteile während des Montageprozesses.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte dreiteilige Dichtung zur Verfügung zu stellen, welche insbesondere bei Schiefstellungen der beiden Blechteile während des Montageprozesses ein Verdrehen des Elastomerteils sicher verhindert. Weiterhin soll eine Wälzlageranordnung bereitgestellt werden, welche eine derartige Dichtung zur Abdichtung des Wälzkörperraumes nutzt.
Beschreibung der Erfindung
Zur Lösung der Aufgabe dienen eine Dichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie eine Wälzkörperanordnung gemäß dem beigefügten Anspruch 10.
Die Dichtung umfasst ein in axialer Richtung außen liegend angeordnetes Außenblech, welches an dem Außenring befestigt ist und sich radial zwischen dem Innenring und dem Außenring erstreckt. In axialer Richtung innen liegend ist ein Innenblech angeordnet, welches ebenfalls an dem Außenring befestigt ist und sich radial zwischen dem Innenring und dem Außenring erstreckt. Die Dichtung beinhaltet weiterhin ein sich radial zwischen dem Innenring und dem Außenring erstreckendes Elastomerteil. Das Elastomerteil ist zumindest abschnittsweise zwischen dem Innenblech und dem Außenblech eingeklemmt und weist mindestens eine sich in Richtung des Innenrings erstreckende Dichtlippe mit einer Dichtkante auf, welche zumindest im Ruhezustand des Wälzlagers an dem Innenring anliegt. Erfindungswesentlich ist, dass das Innenblech und/oder das Außenblech mehrere über seinen Umfang verteilt angeordnete und in Richtung des Elastomerteils gerichtete, d. h. erhabene Sicken zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Innenblech bzw. dem Außenblech und dem Elastomerteil aufweist.
Ein wesentlicher Vorteil der Dichtung besteht darin, dass durch die mittels der Sicken hergestellte formschlüssige Verbindung zwischen Innenblech / Außenblech und Elastomerteil ein Verdrehen des Elastomerteils zwischen Innen- und Außenblech sicher verhindert werden kann. Außerdem erhöhen die in das Innenblech eingebrachten Sicken die Steifigkeit der Dichtung und machen diese somit robuster gegen Formänderungen durch mechanische Einwirkungen. Auf diese Weise können durch Formänderungen resultierende negative Auswirkungen auf die Dichtfunktion minimiert werden. Die genaue Lage der Sicken kann so gewählt werden, dass der Klemmeffekt auch bei Schiefstellungen von Innen- und Außenblech sicher gewährleistet ist. Durch die Sicken wird zusätzliches Volumen im Wälzlagerinneren generiert, welches als Schmiermittelreservoir genutzt werden kann und somit zu einer Erhöhung der Lagergebrauchsdauer beiträgt.
Die Sicken sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform keilförmig ausgebildet. Andere Sickenausprägungen, wie beispielsweise sphärische Sicken, sind möglich. Die Tiefe der Sicken ist vorzugsweise in Abhängigkeit von der Formgebung des Elastomerteils gewählt. Die Sicken müssen einerseits einen sicheren Klemmeffekt auch bei Schiefstellungen von Innen- und Außenblech gewährleisten. Andererseits dürfen die Sicken keine unzulässigen Verformungen des Elastomerteils generieren, welche die Montage erschweren würden. Die Tiefe der Sicken verhält sich vorzugweise proportional zu der Tiefe des Elastomerteils, d. h. bei tieferen Elastomerteilen können tiefere Sicken zum Einsatz kommen als bei weniger tiefen Elastomerteilen. Das Material des Elastomerteils kann ebenfalls bei der Wahl der Sickentiefe bzw. Formgebung der Sicken Berücksichtigung finden.
Als vorteilhaft hat sich die Verwendung von acht über den Umfang des Innenblechs gleichmäßig verteilt angeordneter Sicken erwiesen. Die Sicken sind bei dieser Ausführung jeweils um 45° versetzt zueinander angeordnet. Es soll jedoch keine Einschränkung auf Ausführungsformen mit acht Sicken erfolgen, andere Sickenanzahlen sind durchaus möglich.
Das Außenblech und das Innenblech sind vorzugsweise innerhalb eines umlaufenden Einstichbereichs des Außenrings angeordnet.
Das dem Außenring zugewandte Ende des Innenbleches besitzt vorzugsweise eine bogenförmige Erweiterung zur Aufnahme des dem Außenring zugewandten Endes des Außenblechs. Eine zweckmäßige Ausführungsform nutzt ein Außenblech, welches an seinem dem Innenring zugewandten Ende einen nach außen abgewinkelten ersten Endabschnitt aufweist. Ergänzend oder alternativ kann das Außenblech an seinem dem Außenring zugewandten Ende mit einem radial verlaufenden zweiten Endabschnitt versehen sein. An den zweiten Endabschnitt schließt sich bei dieser Ausführung ein nach außen gerichteter und sich in axiale Richtung erstreckender erster Abschnitt an. Von dem ersten Abschnitt erstreckt sich ein zweiter Abschnitt in radialer Richtung.
Außenblech und Innenblech bestehen vorzugsweise aus verzinktem Stahlblech. Durch die Verzinkung des Stahls verlängert sich die Lebensdauer um ein Vielfaches.
Zur Erhöhung der Dichtwirkung kann das Elastomerteil mit mehreren Dichtlippen ausgestattet sein, deren Dichtkanten zumindest im Ruhezustand des Wälzlagers an dem Innenring anliegen.
Die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung umfasst ein Wälzlager mit einem Außenring, einem Innenring und mehreren zwischen Außenring und Innenring in einem Wälzkörperraum angeordneten Wälzkörpern sowie die beschriebene Dichtung zur Abdichtung des Wälzkörperraumes.
Figurenliste
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung;
2 eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in 1.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung 01. Die Wälzlageranordnung 01 umfasst zunächst ein Wälzlager 02 mit einem Außenring 03, einem Innenring 04 und mehreren zwischen Außenring 03 und Innenring 04 in einem Wälzkörperraum 05 angeordneten Wälzkörpern 07.
Ein weiterer Bestandteil der Wälzlageranordnung 01 ist eine Dichtung 08, welche zur Abdichtung des Wälzkörperraumes 05 dient. Die Dichtung 08 beinhaltet ein in axialer Richtung außen liegend angeordnetes Außenblech 09, welches an dem Außenring 03 befestigt ist und sich radial zwischen dem Innenring 04 und dem Außenring 03 erstreckt. Das Außenblech 09 weist in der gezeigten Ausführung an seinem dem Innenring 04 zugewandten Ende einen nach außen abgewinkelten ersten Endabschnitt 10 auf. An seinem dem Außenring 03 gegenüberliegenden Ende besitzt das Außenblech 09 einen radial verlaufenden zweiten Endabschnitt 12. Dem zweiten Endabschnitt 12 schließt sich ein nach außen gerichteter und sich in axiale Richtung erstreckender erster Abschnitt 13 an. Anschließend an den ersten Abschnitt 13 verläuft in radialer Richtung ein zweiter Abschnitt 14, welcher sich bis zu dem ersten Endabschnitt 10 erstreckt.
Die Dichtung 08 umfasst weiterhin ein in axialer Richtung innen liegend angeordnetes Innenblech 15. Das Innenblech 15 ist ebenfalls an dem Außenring 03 befestigt und erstreckt sich radial zwischen dem Innenring 04 und dem Außenring 03. Das dem Außenring 03 zugewandte Ende des Innenbleches 15 besitzt in der gezeigten Ausführung eine bogenförmige Erweiterung 17. Die bogenförmige Erweiterung 17 befindet sich innerhalb eines Einstichbereiches 16 des Außenrings 03. Innerhalb der bogenförmigen Erweiterung 17 des Innenbleches 15 ist der dem Außenring 03 zugewandte zweite Endabschnitt 12 des Außenbleches 09 angeordnet. Der zweite Endabschnitt 12 des Außenbleches 09 liegt vorzugsweise an dem Innenblech 15 an. Außenblech 09 und Innenblech 15 bestehen vorzugsweise aus verzinktem Stahlblech. Bei alternativen Ausführungsformen können Innenblech 15 und Außenblech 09 auch auf andere geeignete Art und Weise an dem Außenring 03 befestigt sein.
Zwischen dem Innenring 04 und dem Außenring 03 erstreckt sich ein Elastomerteil 18 in radialer Richtung. Das Elastomerteil 18 ist zumindest abschnittsweise zwischen dem Innenblech 15 und dem Außenblech 09 eingeklemmt. Es besitzt drei sich in Richtung des Innenrings 04 erstreckende Dichtlippen19. Jede Dichtlippe 19 ist mit einer Dichtkante 20 ausgestattet, welche zumindest im Ruhezustand des Wälzlagers 02 an dem Innenring 04 anliegen. Durch die Verwendung von drei Dichtlippen 19 kann eine besonders gute Dichtwirkung erreicht werden.
In das Innenblech 15 sind mehrere Sicken 22 eingebracht, welche sich in Richtung des Elastomerteils 18 erheben. Die Sicken 22 sind vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Innenbleches 15 verteilt angeordnet.
2 kann entnommen werden, dass die Sicken 22 in der gezeigten Ausführungsform um jeweils 45° zueinander versetzt angeordnet sind. Dementsprechend nutzt die vorgestellte Ausführung acht Sicken 22. Die Sicken 22 besitzen eine leichte Keilform, andere Sickenformen, beispielsweise sphärisch ausgebildete Sicken 22, sind durchaus möglich. Mit Hilfe der Sicken 22 wird eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Innenblech 15 und dem Elastomerteil 18 hergestellt. Hierbei ist es wesentlich, dass die Sicken 22 derart an die Eigenschaften des Elastomerteils 18 angepasst sind, dass einerseits eine sichere Klemmung gewährleistet ist und andererseits keine unzulässigen Verformungen generiert werden, welche zu Problemen bei der Montage der Dichtung 08 führen könnten. Die Sicken 22 sind derart in das Innenblech 15 eingebracht, dass der Klemmeffekt auch bei Schiefstellungen von Innenblech 15 und Außenblech 09 sicher erhalten bleibt und demzufolge nicht die Gefahr besteht, dass das Elastomerteil 18 verrutschen kann. Das durch die Sicken 22 zusätzlich im Wälzlagerinneren generierte Volumen kann als Schmierfettreservoir genutzt werden.
Bezugszeichenliste

01: Wälzlageranordnung
02: Wälzlager
03: Außenring
04: Innenring
05: Wälzkörperraum
06: -
07: Wälzkörper
08: Dichtung
09: Außenblech
10: erster Endabschnitt des Außenblechs
11: -
12: zweiter Endabschnitt des Außenblechs
13: erster Abschnitt des Außenblechs
14: zweiter Abschnitt des Außenblechs
15: Innenblech
16: Einstichbereich des Außenrings
17: bogenförmige Erweiterung des Innenblechs
18: Elastomerteil
19: Dichtlippen
20: Dichtkanten
21: -
22: Sicken

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4312364 A1 [0003]

Claims

Dichtung (08) zur Abdichtung eines Wälzlagers (02), welches einen Außenring (03), einen Innenring (04) sowie mehrere zwischen Außenring (03) und Innenring (04) in einem Wälzkörperraum (05) angeordnete Wälzkörper (07) umfasst, wobei die Dichtung (08) folgende Komponenten umfasst: - ein in axialer Richtung außen liegend angeordnetes Außenblech (09), welches an dem Außenring (03) befestigt ist und sich radial zwischen dem Innenring (04) und dem Außenring (03) erstreckt; - ein in axialer Richtung innen liegend angeordnetes Innenblech (15), welches an dem Außenring (03) befestigt ist und sich radial zwischen dem Innenring (04) und dem Außenring (03) erstreckt,; und - ein sich radial zwischen dem Innenring (04) und dem Außenring (03) erstreckendes Elastomerteil (18), welches zumindest abschnittsweise zwischen dem Innenblech (15) und dem Außenblech (09) eingeklemmt ist und mindestens eine sich in Richtung des Innenrings (04) erstreckende Dichtlippe (19) mit einer Dichtkante (20) aufweist, wobei die Dichtkante (20) zumindest im Ruhezustand des Wälzlagers (02) an dem Innenring (04) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenblech (15) und/oder das Außenblech (09) mehrere über seinen Umfang verteilt angeordnete und in Richtung des Elastomerteils (18) erhabene Sicken (22) zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Innenblech (15) und/oder dem Außenblech (09) und dem Elastomerteil (18) aufweist.
Dichtung (08) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Außenring (03) zugewandte Ende des Innenbleches (15) eine bogenförmige Erweiterung (17) zur Aufnahme des dem Außenring (03) zugewandten Endes des Außenblechs (09) aufweist.
Dichtung (08) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (22) im radial verlaufenden Abschnitt des Innenblechs (15) angeordnet sind.
Dichtung (08) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (22) keilförmig oder sphärisch sind.
Dichtung (08) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung der Sicken (22) in Abhängigkeit von der Formgebung des Elastomerteils (18) gewählt ist, insbesondere dass die Erhöhung der Sicken (22) proportional zu der Dicke des Elastomerteils (18) gewählt ist.
Dichtung (08) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenblech (15) acht über den Umfang des Innenblechs (15) verteilt angeordnete Sicken (22) aufweist.
Dichtung (08) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenblech (09) und das Innenblech (15) innerhalb eines umlaufenden Einstichbereiches (16) des Außenrings (03) befestigt sind.
Dichtung (08) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenblech (09) an seinem dem Innenring (04) zugewandten Ende einen nach außen abgewinkelten ersten Endabschnitt (10) aufweist.
Dichtung (08) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenblech (09) an seinem dem Außenring (03) zugewandten Ende einen radial verlaufenden zweiten Endabschnitt (12) aufweist, dass sich an den zweiten Endabschnitt (12) ein nach außen gerichteter und sich in axiale Richtung erstreckender erster Abschnitt (13) anschießt, und dass sich von dem ersten Abschnitt (13) ein zweiter Abschnitt (14) in radiale Richtung erstreckt.
Wälzlageranordnung (01) umfassend ein Wälzlager (02) mit einem Außenring (03), einem Innenring (04) und mehreren zwischen Außenring (03) und Innenring (04) in einem Wälzkörperraum (05) angeordneten Wälzkörpern (07) sowie eine Dichtung (08) zur Abdichtung des Wälzkörperraumes (05) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.