DE102018104753A1 - sealing arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung (1), insbesondere für ein Wälzlager, mit der ein Raum zwischen zwei relativ zueinander beweglich angeordneten Bauteilen (2, 3) abgedichtet werden kann, wobei die Dichtungsanordnung (1) einen Dichtungskörper (4) aufweist, der in oder an einem der Bauteile (2) befestigt ist, sowie mindestens eine Dichtlippe (5) aufweist, die reibend an dem anderen Bauteil (3) anläuft, wobei Mittel (6) vorhanden sind, um einen Stromübergang zwischen den beiden Bauteilen (2, 3) zu veranlassen.
Um einen effektiven Stromübergang bei geringem Reibmoment ohne die Notwendigkeit einer Nachstellung im Falle von Verschleiß zu gewährleisten, sieht die Erfindung vor, dass die Mittel (6) zur Veranlassung eines Stromübergangs durch einen vorzugsweise ring- oder scheibenförmigen Körper gebildet werden, der zumindest abschnittsweise elektrisch leitend ist, der mit dem Dichtungskörper (4) verbunden ist und der sich im montierten Zustand der Dichtungsanordnung über den gesamten Bereich zwischen den beiden Bauteilen (2, 3) erstreckt, wobei der Dichtungskörper (4) einen Abschnitt (7) aufweist, der im montierten Zustand einen Endbereich (8) des vorzugsweise ring- oder scheibenförmigen Körpers (6) gegen das eine Bauteil (3) drückt.
The invention relates to a sealing arrangement (1), in particular for a roller bearing, with which a space between two components (2, 3) arranged movably relative to one another can be sealed, wherein the sealing arrangement (1) has a sealing body (4) which is in or is fastened to one of the components (2) and has at least one sealing lip (5) which frictionally abuts against the other component (3), means (6) being present to allow a passage of current between the two components (2, 3) to induce.
In order to ensure an effective current transfer with low frictional torque without the need for readjustment in the event of wear, the invention provides that the means (6) are formed to cause a current transition through a preferably annular or disc-shaped body, the at least partially electrically conductive is, which is connected to the sealing body (4) and which extends in the assembled state of the seal assembly over the entire area between the two components (2, 3), wherein the sealing body (4) has a portion (7) mounted in the Condition presses an end portion (8) of the preferably annular or disc-shaped body (6) against the one component (3).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, insbesondere für ein Wälzlager, mit der ein Raum zwischen zwei relativ zueinander beweglich angeordneten Bauteilen abgedichtet werden kann, wobei die Dichtungsanordnung einen Dichtungskörper aufweist, der in oder an einem der Bauteile befestigt ist, sowie mindestens eine Dichtlippe aufweist, die reibend an dem anderen Bauteil anläuft, wobei Mittel vorhanden sind, um einen Stromübergang zwischen den beiden Bauteilen zu veranlassen.The invention relates to a sealing arrangement, in particular for a rolling bearing, with which a space between two relatively movably arranged components can be sealed, wherein the sealing arrangement comprises a sealing body which is fixed in or on one of the components, and at least one sealing lip which rubbing against the other component, wherein means are provided to cause a current transfer between the two components.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Beispielsweise in den Lagern von Asynchron-Maschinen werden durch schnelle Drehung des Rotors elektrische Spannungen induziert, die über das Lager abgeleitet werden müssen. Die Ableitung der Spannung über die Lagerringe und die Wälzkörper kann eine Beschädigung der Laufbahnen zur Folge haben; namentlich kann es zu einer Riefenbildung auf den Laufbahnen kommen. Ferner kann es infolge induzierter Ströme bei Elektroantrieben zu induzierten Spannungen kommen, die in bestimmten Frequenzbereichen zu Störungen im Bordnetz sowie in Radiogeräten führen können. Um diese Problematik zu mindern, sind Dichtungsanordnungen der eingangs genannten Art bekannt, die in den Lagerungen eingesetzt werden.For example, in the bearings of asynchronous machines electrical voltages are induced by rapid rotation of the rotor, which must be derived through the bearing. The derivation of the stress on the bearing rings and the rolling elements can cause damage to the raceways; In particular, it can come to a scoring on the raceways. Furthermore, as a result of induced currents in the case of electric drives, induced voltages can occur which, in certain frequency ranges, can lead to disturbances in the vehicle electrical system as well as in radio devices. In order to reduce this problem, sealing arrangements of the type mentioned are known, which are used in the bearings.
Eine Dichtungsanordnung dieser Art ist aus der
Eine ähnliche Lösung zeigt die
Generell sind also Dichtungsanordnungen mit einer Einrichtung zur gezielten Stromleitung bekannt, die zum Schutz der Lagerungen im Falle induzierter elektrischer Spannungen eingesetzt werden. Dieses Konzept kann als sogenannter Aegis® - Ring verwirklicht werden, der vor ein Lager geschraubt wird und die elektrischen Spannungen mittels Kohlefaserbürsten ableitet, die an seinem Umfang verteilt sind. Nachteilig ist bei dieser Lösung die Gefahr der Verschmutzung der Kohlefaserbürsten und damit eine Einschränkung der Funktionalität der Leitfähigkeit des eingesetzten Elements. Ferner haben die radial aufliegenden Bürsten keine aktive nachstellende Funktion, so dass es nicht möglich ist, Verschleiß zu kompensieren.In general, therefore, sealing arrangements are known with a device for targeted power line, which are used to protect the bearings in the case of induced electrical voltages. This concept can be realized as a so-called Aegis® ring, which is screwed in front of a bearing and derives the electrical voltages by means of carbon fiber brushes, which are distributed around its circumference. A disadvantage of this solution is the risk of contamination of the carbon fiber brushes and thus a restriction of the functionality of the conductivity of the element used. Furthermore, the radially overlying brushes have no active adjusting function, so that it is not possible to compensate for wear.
Des Weiteren sind elektrisch leitfähige Vliese bekannt, die an Radialwellen-Dichtringen angeordnet bzw. aufgeklebt werden können und die einen Stromdurchgang durch das Lager ermöglichen. Nachteilig sind hier ein relativ großer Bauraumbedarf sowie eine stark eingeschränkte Möglichkeit zur Nachstellung der elektrisch leitenden Komponenten, so dass auch in diesem Falle Probleme auftreten, wenn Verschleiß erfolgt ist.Furthermore, electrically conductive nonwovens are known which can be arranged or glued to radial shaft sealing rings and which allow a passage of current through the bearing. The disadvantage here is a relatively large space requirement and a very limited possibility for adjustment of the electrically conductive components, so that even in this case problems occur when wear has occurred.
Die vorbekannten Lösungen sind daher insofern noch verbesserungsbedürftig, als dass ein dauerhafter und zuverlässiger Stromdurchgang zwischen den Lagerringen oder dem Gehäuse in Verbindung insbesondere im Anwendungsfall von Radialwellen-Dichtringen erforderlich ist, der auch im Falle von Verschleiß keine Einschränkung der Funktionalität nach sich zieht.The previously known solutions are therefore still in need of improvement, as that a permanent and reliable flow passage between the bearing rings or the housing in connection in particular in the application of radial shaft sealing rings is required, which also in the case of wear does not limit the functionality.
Damit soll ein verbesserter Schutz des Lagers erreicht bzw. eine gute Erdung zwischen rotierenden oder relativ zueinander verschiebbaren Maschinenteilen sichergestellt werden.This is intended to achieve improved protection of the bearing or to ensure good grounding between rotating or relatively displaceable machine parts.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dichtungsanordnung bereitzustellen, die einen effektiven Stromübergang bei geringem Reibmoment ohne die Notwendigkeit einer Nachstellung im Falle von Verschleiß gewährleistet. Demgemäß soll dem elektrischen Strom ein Weg des geringen Widerstands über die Dichtung geschaffen werden, was eine entsprechende Entlastung des Lagers sowie anderer Komponenten bewirken soll.The present invention is therefore an object of the invention to provide a generic seal assembly that ensures an effective current transfer with low friction torque without the need for adjustment in case of wear. Accordingly, the electric current to a path of low resistance on the seal to be created, which should cause a corresponding relief of the bearing and other components.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Veranlassung eines Stromübergangs durch einen vorzugsweise ring- oder scheibenförmigen Körper gebildet werden, der zumindest abschnittsweise elektrisch leitend ist, der mit dem Dichtungskörper verbunden ist und der sich im montierten Zustand der Dichtungsanordnung über den gesamten Bereich zwischen den beiden Bauteilen erstreckt, wobei der Dichtungskörper einen Abschnitt aufweist, der im montierten Zustand einen Endbereich des vorzugsweise ring- oder scheibenförmigen Körpers gegen das eine Bauteil drückt.The solution of this object by the invention is characterized in that the means for causing a current transition are formed by a preferably annular or disk-shaped body, which is at least partially electrically conductive, which is connected to the sealing body and in the mounted state of the seal assembly extends over the entire area between the two components, wherein the sealing body has a portion which presses in the assembled state, an end portion of the preferably annular or disc-shaped body against the one component.
Die Dichtungsanordnung ist dabei bevorzugt als Radialwellendichtung ausgebildet.The seal assembly is preferably designed as a radial shaft seal.
Der vorzugsweise ring- oder scheibenförmige Körper besteht bevorzugt zumindest teilweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einem Derivat des Polytetrafluorethylens. Bei diesem Material kann es sich um ein solches handeln, welches insbesondere durch entsprechende Einlagerungen von elektrisch leitfähigen Partikeln (Graphit) elektrisch leitfähig gemacht wurde. Der scheibenförmige Körper kann alternativ aber auch eine Schicht aus Metall aufweisen, insbesondere aus Silber, um elektrisch leitfähig zu sein. The preferably annular or disk-shaped body preferably consists at least partially of polytetrafluoroethylene (PTFE) or a derivative of the polytetrafluoroethylene. This material may be one which has been made electrically conductive, in particular by appropriate incorporation of electrically conductive particles (graphite). Alternatively, the disk-shaped body can also have a layer of metal, in particular of silver, in order to be electrically conductive.
Der ring- oder scheibenförmige Körper ist bevorzugt an einer Seite des Dichtungskörpers angeordnet.The annular or disk-shaped body is preferably arranged on one side of the sealing body.
Der vorzugsweise ring- oder scheibenförmige Körper weist vorzugsweise im noch nicht montierten Zustand eine Abmessung auf, die den Dichtungskörper zumindest in eine Richtung vorzugsweise radial überragt.The preferably ring-shaped or disk-shaped body preferably has, in the not yet mounted state, a dimension which projects radially beyond the sealing body, at least in one direction.
Der vorzugsweise ring- oder scheibenförmige Körper ist bevorzugt am Dichtungskörper stoffschlüssig befestigt. Bei der stoffschlüssigen Befestigung handelt es sich bevorzugt um eine Verklebung oder eine Verbindung durch einen Vulkanisationsvorgang.The preferably ring-shaped or disk-shaped body is preferably fastened cohesively to the sealing body. The cohesive attachment is preferably a bond or a compound by a vulcanization process.
Das Lager kann ein Wälz- oder Gleitlager und die Dichtungsanordnung zwischen den beiden Lagerringen des Lagers wirksam angeordnet sein.The bearing can be arranged a rolling or sliding bearing and the seal assembly between the two bearing rings of the bearing effectively.
Das Lager kann auch ein Wälz- oder Gleitlager und die Dichtungsanordnung zwischen einem Gehäuse und einer Welle, die mit dem Lager gelagert wird, wirksam angeordnet sein.The bearing may also be a rolling or sliding bearing and the sealing arrangement between a housing and a shaft which is supported by the bearing, be arranged effectively.
Das vorgeschlagene Konzept bezieht sich in erster Linie auf eine Abdichtung für ein Lager (bei dem es sich um ein Wälzlager oder um ein Gleitlager, aber auch um eine Linearlagerung handeln kann), wobei eine effektive zusätzliche Funktionalität zur Leitung eines elektrischen Stroms bereitgestellt wird.The proposed concept primarily relates to a seal for a bearing (which may be a rolling bearing or a plain bearing, but also a linear bearing), providing effective additional functionality for conducting an electrical current.
Hierfür wird insbesondere eine leitfähige Dichtung aus PTFE bzw. einem Elastomerverbund vorgesehen. Die bevorzugte Anwendung ist dabei diejenige eines Radialwellen-Dichtrings.For this purpose, in particular a conductive seal made of PTFE or an elastomer composite is provided. The preferred application is that of a radial shaft sealing ring.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird somit eine flexible Scheibe oder Folie aus PTFE an einen Dichtkörper eines Radialwellen-Dichtrings angebunden (insbesondere angeklebt oder anvulkanisiert), um den elektrischen Kontakt zwischen Welle und Gehäuse bzw. zwischen einem Lagerinnen- und -außenring bei einem Wälz- oder Gleitlager oder bei einer Linearführung herzustellen.According to a preferred embodiment of the invention, a flexible disk or film of PTFE is thus connected to a sealing body of a radial shaft sealing ring (in particular glued or vulcanized) to the electrical contact between the shaft and housing or between a bearing inner and outer ring in a rolling - or plain bearings or to produce a linear guide.
Die PTFE-Scheibe bzw. der PTFE-Ring ist bevorzugt an das Elastomermaterial des Dichtkörpers angebunden und steht im Ausgangszustand über die Außenkontur des Dichtrings radial über. Bei der Montage legt sich dann das stromleitende Element, also die PTFE-Scheibe, an das Gehäuse an und stellt einen zuverlässigen elektrischen Kontakt sicher.The PTFE disc or the PTFE ring is preferably connected to the elastomeric material of the sealing body and is in the initial state on the outer contour of the sealing ring radially over. During assembly, the current-conducting element, so the PTFE disc, then attaches to the housing and ensures a reliable electrical contact.
In vorteilhafter Weise wird damit insbesondere eine Radialwellendichtung geschaffen, die einer Verschmutzung aus dem Lagerinneren vorbeugt bzw. eine solche deutlich vermindert. Damit kann bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung auf zusätzliche Staub- und Öl-abweisende Bauteile bzw. auf Vlies-Scheiben verzichtet werden, was nicht nur Kostenvorteile bietet, sondern auch das Reibmoment zwischen den relativ zueinander rotierenden Bauteilen gering hält.In an advantageous manner, in particular, a radial shaft seal is thus created which prevents contamination from the bearing interior or significantly reduces such. This can be dispensed with in the proposed embodiment to additional dust and oil-repellent components or on non-woven discs, which not only offers cost advantages, but also keeps the friction between the components rotating relative to each other low.
Im Falle eines Radialwellen-Dichtrings kann die Feder desselben bei entsprechender geometrischer Ausgestaltung des Dichtungskörpers genutzt werden, um einen dauerhaften Kontakt der stromleitenden PTFE-Scheibe sicherzustellen.In the case of a radial shaft sealing ring, the spring of the same can be used with appropriate geometric design of the seal body to ensure a permanent contact of the current-conducting PTFE disc.
Somit ergibt sich eine effektive stromleitende Funktion bei gleichzeitiger guter Abdichtung in einem Bauteil, wobei nur ein geringes Reibmoment vorliegt. Eine Verschmutzung kann vermieden beziehungsweise vermindert werden.This results in an effective current-conducting function with simultaneous good sealing in a component, with only a small frictional torque is present. Pollution can be avoided or reduced.
Im Falle des Verschleißes erfolgt quasi automatisch eine Nachstellung, so dass stets ein guter elektrischer Kontakt der PTFE-Scheibe gewährleistet ist. Somit ist weitgehende Wartungsfreiheit gegeben.In the case of wear, a readjustment takes place virtually automatically, so that always a good electrical contact of the PTFE disc is ensured. Thus, extensive maintenance is given.
Vorteilhaft ist schließlich, dass nur ein geringer Bauraum benötigt wird, um die vorgeschlagene Lösung unterbringen zu können.Finally, it is advantageous that only a small space is required in order to be able to accommodate the proposed solution.
Eine spezielle Anwendungsmöglichkeit der vorgeschlagenen Lösung sind Asynchron-Maschinen beziehungsweise Anwendungen in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen.A special application of the proposed solution are asynchronous machines or applications in electrically powered vehicles.
Figurenlistelist of figures
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtungsanordnung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 im Radialschnitt eine Dichtungsanordnung im noch nicht montierten Zustand und -
2 im Radialschnitt die Dichtungsanordnung gemäß1 im montierten Zustand in einem Wälzlager.
-
1 in radial section, a sealing arrangement in the not yet assembled state and -
2 in radial section, the seal arrangement according to1 in the assembled state in a rolling bearing.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings
In den Figuren ist eine Dichtungsanordnung
Die Dichtungsanordnung
Weiter vorhanden sind Mittel
Diese Mittel
Der ring- bzw. scheibenförmige Körper
Wie aus der eingebauten Situation gemäß
Wie weiter den Figuren entnommen werden kann, weist der Dichtungskörper
Hierzu ist die in den Figuren im Radialschnitt dargestellte Gestaltung des Dichtungskörpers
Der radial innenliegende Endbereich
Tritt Verschleiß auf, wird dieser durch das Federelement
Dauerhafter Kontakt des Rings
Somit wird ein Stromleitpfad
Die elektrisch leitfähige, elastische Scheibe
Somit wird erreicht, dass durch die Dichtwirkung zu dem durch die Dichtungsanordnung
Durch die erläuterte Geometrie und durch die direkte Anbindung der Scheibe
Bei Verschleiß erfolgt eine automatische Nachstellung, die durch das Federelement
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Dichtungsanordnungsealing arrangement
- 22
- Bauteil (Lageraußenring)Component (bearing outer ring)
- 33
- Bauteil (Lagerinnenring)Component (bearing inner ring)
- 44
- Dichtungskörperseal body
- 55
- Dichtlippesealing lip
- 66
- Mittel zur Veranlassung eines Stromübergangs (Ring / Scheibe, insbesondere aus PTFE)Means for causing a current transfer (ring / disc, in particular of PTFE)
- 77
- Abschnitt des DichtungskörpersSection of the seal body
- 88th
- Endbereich des scheibenförmigen KörpersEnd region of the disc-shaped body
- 99
- Armierung (Verstärkungsring)Reinforcement (reinforcing ring)
- 1010
- Federelement (Wurmfeder) Spring element (worm spring)
- aa
- ÜberstandGot over
- rr
- radiale Richtungradial direction
- SS
- Strom leitpfadCurrent conducting path
- AA
- Achseaxis
- αα
- Winkelcorner
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102016010926 A1 [0004]DE 102016010926 A1 [0004]
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