DE102018109493A1

DE102018109493A1 - Dichtungsring für Gelenklager und Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE102018109493A1
Application number: DE102018109493.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Nogueira da Silva; Fabio Luis Vieira
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2019-10-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtungsring (07) zur Abdichtung eines Gelenklagers (01), welches einen Außenring (02) mit einer sphärisch gewölbten ersten Lagerfläche (04) und einen Innenring (03) mit einer komplementär zu der ersten Lagerfläche (04) ausgebildeten sphärisch gewölbten zweiten Lagerfläche (05) umfasst. Außen- und Innenring (02, 03) sind konzentrisch zueinander angeordnet und relativ zueinander rotierbar und verschwenkbar. Der Dichtungsring (07) besitzt eine erste axiale Erweiterung (10), über welche er am Außenring (02) festlegbar ist, und eine zweite axiale Erweiterung (12), über welche er am Innenring (03) festlegbar ist. Erfindungswesentlich ist, dass der Dichtungsring (07) einen sich zwischen dem Außen- und Innenring (02, 03) erstreckenden elastischen Abschnitt (08) aufweist. Der Abschnitt (08) weist einen im Wesentlichen zickzackförmigen Querschnitt auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtungsring für ein Gelenklager sowie eine Dichtungsanordnung mit einem derartigen Dichtungsring.
Gelenklager werden eingesetzt, wenn ein Lager Schwenkbewegungen ausführen muss oder wenn zwei mittels des Gelenklagers gekoppelte Komponenten nicht exakt fluchten. Ein Gelenklager besteht häufig aus einem Innenring mit einer konvex gewölbten sphärischen inneren Lagerfläche und einem den Innenring umgebenden Außenring mit einer konkav gewölbten sphärischen äußeren Lagerfläche.
Gelenklager müssen in der Regel abgedichtet werden, damit von außen keine Verunreinigungen in die Lager eindringen können. Hierzu kommen derzeit üblicherweise einfache Standarddichtungen zum Einsatz. Aufgrund der im Betrieb auftreten Schwenkbewegungen besteht bei Standarddichtungen die Gefahr, dass sich die Dichtkante von der Dichtfläche löst und somit Schmutzpartikel in das Gelenklager eindringen können.
Die EP 2 812 590 B1 zeigt eine Gelenklageranordnung umfassend einen Außenring mit einer konkav gewölbten sphärischen Lagerfläche und einen Innenring mit einer konvex gewölbten sphärischen Lagerfläche. Der Innenring weist an seiner äußeren Oberfläche eine erste Nut auf. Eine zweite Nut ist in die äußere Oberfläche des Außenrings eingebracht. Ein Ring befindet sich gleitfähig in der ersten Nut oder der zweiten Nut. Der Ring besitzt einen U-förmigen Querschnitt und umfasst einen ersten Schenkel, einen zweiten Schenkel und eine Lippe, die sich senkrecht von dem ersten Schenkel oder dem zweiten Schenkel erstreckt. Eine bezüglich des Innenrings drehbare Dichtung besitzt einen ersten Rand, welcher durch den ersten Schenkel und den zweiten Schenkel in dem Ring festgelegt ist, und einen zweiten Rand, der in der Nut, in welcher der Ring nicht angeordnet ist, festgelegt ist. Ring und Dichtung bewegen sich miteinander, um Widerstandskräfte zwischen der Dichtung und dem Innenring zu eliminieren.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dichtung für ein Gelenklager zur Verfügung zu stellen, welche stets eine zuverlässige Abdichtung auch unter schwierigen Betriebsbedingungen ermöglicht. Die Dichtung soll einen einfachen Aufbau aufweisen, preiswert zu fertigen und zu montieren sein.
Zur Lösung der Aufgabe dient ein Dichtungsring gemäß dem beigefügten Anspruch 1.
Der erfindungsgemäße Dichtungsring dient zur Abdichtung eines Gelenklagers. Das Gelenklager umfasst einen Außenring mit einer sphärisch gewölbten ersten Lagerfläche und einen Innenring mit einer komplementär zu der ersten Lagerfläche ausgebildeten sphärisch gewölbten zweiten Lagerfläche. Außen- und Innenring sind konzentrisch zueinander angeordnet und relativ zueinander rotierbar und verschwenkbar. Der Dichtungsring weist eine erste axiale Erweiterung, über welche er am Außenring festlegbar ist, und eine zweite axiale Erweiterung, über welche er am Innenring festlegbar ist, auf. Erfindungswesentlich ist, dass der Dichtungsring einen sich zwischen dem Außen- und Innenring erstreckenden elastischen Abschnitt aufweist, welcher einen im Wesentlichen zickzackförmigen Querschnitt besitzt. Der elastische Abschnitt hat die Form eines Kegelstumpfes mit gestufter Oberfläche und erstreckt sich von der ersten axialen Erweiterung zur zweiten axialen Erweiterung. Im eingebauten Zustand verläuft der elastische Abschnitt daher spitzwinklig zu der Innenfläche des Innenrings.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Dichtungsrings besteht darin, dass durch die hohe Flexibilität des elastischen Abschnittes, infolge seines zickzackförmigen Verlaufs, relative Verlagerungen der Lagerringe zueinander problemlos ausgeglichen werden können. Somit kann sichergestellt werden, dass der Dichtungsring in jeder möglichen Betriebssituation, d. h. bei jeder beliebigen Verdrehung und Verschwenkung des Gelenklagers, an den Lagerringen anliegt und für eine zuverlässige Abdichtung des Gelenklagers sorgt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste axiale Erweiterung des Dichtungsrings in eine in eine Außenfläche des Außenrings eingebrachte erste Nut einbringbar. Des Weiteren ist die zweite axiale Erweiterung des Dichtungsrings in eine in eine Innenfläche des Innenrings eingebrachte zweite Nut einbringbar. Die erste und die zweite Nut weisen vorzugsweise jeweils eine Vertiefung zur Aufnahme eines abgewinkelten Endbereichs der ersten und zweiten axialen Erweiterung auf. Der Dichtungsring schließt im montierten Zustand vorzugsweise bündig mit der Außenfläche des Außenrings und der Innenfläche des Innenrings ab. Zwischen dem in den Nuten angeordneten Dichtungsring und den Lagerringen besteht eine zuverlässige und sichere Verbindung.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zumindest der elastische Abschnitt aus einem Elastomer ohne Memory-Effekt besteht. Hierdurch ist sichergestellt, dass der elastische Abschnitt im Betrieb keine plastische Verformung erfährt und stets in seine Ausgangsform zurückkehrt. Auf diese Weise kann die Funktionsweise des Dichtungsrings über eine lange Einsatzdauer gewährleistet werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Explosionsdarstellung eines Gelenklagers mit integriertem erfindungsgemäßem Dichtungsring;
2 eine Schnittansicht des Gelenklagers;
3 ein Detail X aus 2.

1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Gelenklagers mit integriertem erfindungsgemäßem Dichtungsring, während 2 eine Schnittansicht des Gelenklagers zeigt. Das Gelenklager 01 umfasst einen Außenring 02 und einen in Bezug zu dem Außenring 02 drehbaren und verschwenkbaren Innenring 03. Außen- und Innenring 02, 03 sind konzentrisch zueinander angeordnet. Der Außenring 02 weist eine konkav gewölbte sphärische erste Lagerfläche 04 auf. Der Innenring 03 besitzt eine konvex gewölbte sphärische zweite Lagerfläche 05.
Die Lagerflächen 04, 05 sind gegenüber der Umwelt beidseitig durch jeweils einen Dichtungsring 07 abgedichtet, welcher im Detail in 3 dargestellt ist. Der Dichtungsring 07 umfasst einen sich zwischen dem Außen- und Innenring 02, 03 erstreckenden elastischen Abschnitt 08, welcher einen im Wesentlichen zickzackförmigen Querschnitt aufweist. Der Abschnitt 08 verläuft in der gezeigten Ausführungsform spitzwinklig zu einer Innenfläche 09 des Innenrings 03. Der Abschnitt 08 erstreckt sich zwischen einer ersten und einer zweiten axialen Erweiterung 10, 12 des Dichtungsrings 07. Die axialen Erweiterungen 10, 12 besitzen jeweils einen abgewinkelten Endbereich 13, 14. Zur Aufnahme der ersten axialen Erweiterung 10 des Dichtungsrings 07 ist in eine Außenfläche 15 des Außenrings 02 eine erste Nut 17, welche eine erste Vertiefung 18 aufweist, eingebracht. Die Innenfläche 09 des Innenrings 03 ist mit einer zweiten Nut 19, welche eine zweite Vertiefung 20 aufweist, zur Aufnahme der zweiten axialen Erweiterung 12 des Dichtungsrings 07 ausgestattet. Die Vertiefungen 18, 20 dienen zur Aufnahme der abgewinkelten Endbereiche 13, 14 der axialen Erweiterungen 10, 12. Die axialen Erweiterungen 10, 12 schließen in der gezeigten Ausführungsform bündig mit der Außenfläche 15 des Außenrings 02 und der Innenfläche 09 des Innenrings 03 ab. Zumindest der Abschnitt 08 besteht aus einem Elastomer ohne Memory-Effekt.
Während des Betriebs auftretende relative Verschiebungen der Lagerringe 02, 03 zueinander, können aufgrund des zickzackförmigen Querschnitts des elastischen Abschnitts 08 durch den elastischen Abschnitt 08 ausgeglichen werden. Je nach Positionierung der Lagerringe 02, 03 wird der elastische Abschnitt 08 zusammengedrückt oder auseinandergezogen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Dichtungsring 07 stets an den Lagerringen 02, 03 anliegt und somit das Gelenklager 01 zuverlässig abgedichtet wird.
Bezugszeichenliste

01: Gelenklager
02: Außenring
03: Innenring
04: erste Lagerfläche
05: zweite Lagerfläche
06: -
07: Dichtungsring
08: elastischer Abschnitt
09: Innenfläche des Innenrings
10: erste axiale Erweiterung des Dichtungsrings
11: -
12: zweite axiale Erweiterung des Dichtungsrings
13: abgewinkelter Endbereich der ersten axialen Erweiterung
14: abgewinkelter Endbereich der zweiten axialen Erweiterung
15: Außenfläche des Außenrings
16: -
17: erste Nut
18: erste Vertiefung
19: zweite Nut
20: zweite Vertiefung

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

EP 2812590 B1 [0004]

Claims

Dichtungsring (07) zur Abdichtung eines Gelenklagers (01), welches einen Außenring (02) mit einer sphärisch gewölbten ersten Lagerfläche (04) und einen Innenring (03) mit einer komplementär zu der ersten Lagerfläche (04) ausgebildeten sphärisch gewölbten zweiten Lagerfläche (05) umfasst, wobei Außen- und Innenring (02, 03) konzentrisch zueinander angeordnet und relativ zueinander rotierbar und verschwenkbar sind, und wobei der Dichtungsring (07) eine erste axiale Erweiterung (10), über welche er am Außenring (02) festlegbar ist, und eine zweite axiale Erweiterung (12), über welche er am Innenring (03) festlegbar ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (07) einen sich zwischen dem Außen- und Innenring (02, 03) erstreckenden elastischen Abschnitt (08) aufweist, wobei der Abschnitt (08) einen im Wesentlichen zickzackförmigen Querschnitt aufweist, und wobei der Abschnitt (08) eine Kegelstumpfform mit stufenartiger Oberfläche aufweist, die von der ersten axialen Erweiterung (10) zur zweiten axialen Erweiterung (12) verläuft.
Dichtungsring (07) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste axiale Erweiterung (10) des Dichtungsrings (07) in eine in eine Außenfläche (15) des Außenrings (02) eingebrachte erste Nut (17) einbringbar ist, und dass die zweite axiale Erweiterung (12) des Dichtungsrings (07) in eine in eine Innenfläche (09) des Innenrings (03) eingebrachte zweite Nut (19) einbringbar ist.
Dichtungsring (07) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite axiale Erweiterung (10, 12) des Dichtungsrings (07) jeweils einen abgewinkelten Endbereich (13, 14) aufweisen, wobei die abgewinkelten Endbereiche (13, 14) in eine erste Vertiefung (18) der ersten Nut (17) und eine zweite Vertiefung (20) der zweiten Nut (19) einbringbar sind.
Dichtungsanordnung umfassend ein Gelenklager (01), welches einen Außenring (02) mit einer sphärisch gewölbten ersten Lagerfläche (04) und einen Innenring (03) mit einer komplementär zu der ersten Lagerfläche (04) ausgebildeten sphärisch gewölbten zweiten Lagerfläche (05) umfasst, wobei Außen- und Innenring (02, 03) konzentrisch zueinander angeordnet und relativ zueinander rotierbar und verschwenkbar sind, und weiterhin umfassend einen Dichtungsring (07) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Abdichtung des Gelenklagers (01).