DE102018121558A1

DE102018121558A1 - Sealing arrangement and motorcycle axle with such

Info

Publication number: DE102018121558A1
Application number: DE102018121558.4A
Authority: DE
Inventors: Yasumasa Tamura
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, welche ein radial außen liegendes Maschinenelement (01) und ein radial innen liegendes Maschinenelement (02) umfasst. Die beiden Maschinenelemente (01, 02) sind relativ zueinander um eine gemeinsame Rotationsachse rotierbar. Weiterhin umfasst die Dichtungsanordnung eine elastomere Dichtung (06), die radial zwischen den beiden Maschinenelementen (01, 02) angeordnet ist. Die Dichtung (06) weist einen Dichtungswulst (07), einen scheibenförmigen Dichtungskörper (08) und einen Dichtungsabschnitt (11) auf. Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung eine Motorradachse mit einer solchen Dichtungsanordnung.The invention relates to a sealing arrangement which comprises a machine element (01) lying radially on the outside and a machine element (02) lying radially on the inside. The two machine elements (01, 02) can be rotated relative to one another about a common axis of rotation. The sealing arrangement further comprises an elastomeric seal (06) which is arranged radially between the two machine elements (01, 02). The seal (06) has a sealing bead (07), a disk-shaped sealing body (08) and a sealing section (11). Furthermore, the present invention comprises a motorcycle axle with such a sealing arrangement.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung zwischen einem radial innenliegenden Maschinenelement und einem koaxial zum innenliegenden Maschinenelement angeordneten, um eine Achse rotierbaren, radial außenliegenden Maschinenelement, wobei die Dichtungsanordnung ein Dichtungselement aufweist. Insbesondere kommt die Dichtungsanordnung an Radachsen von Motorradrädern zur Anwendung. Die Erfindung betrifft somit auch eine Motorradachse mit einer solchen Dichtungsanordnung.The present invention relates to a sealing arrangement for sealing between a radially inner machine element and a radially outer machine element which is arranged coaxially to the inner machine element and which can be rotated about an axis, the sealing arrangement having a sealing element. In particular, the sealing arrangement on the wheel axles of motorcycle wheels is used. The invention thus also relates to a motorcycle axle with such a sealing arrangement.

Eine Dichtung wird zwischen zwei Maschinenelementen eingesetzt, um ungewollte Stoffübergänge von einem Raum in einen anderen Raum zu begrenzen oder zu verhindern. So wird die Dichtung zur Abdichtung gegen äußere Einflüsse, wie bspw. Spritzwasser oder Verschmutzungen, oder zur Aufrechterhaltung einer Schmierung durch eingebrachtes Fluid im Inneren eines abgegrenzten Raumes verwendet.A seal is used between two machine elements to limit or prevent unwanted mass transfers from one room to another. Thus, the seal is used to seal against external influences, such as, for example, splashing water or dirt, or to maintain lubrication by means of the fluid introduced inside a delimited space.

Es sind Dichtungen bekannt, welche während der Rotation mindestens zweier Maschinenelemente zueinander durch Reibungswärme deformiert werden. Weiterhin sind Dichtungen bekannt, die unter Nutzung der Zentrifugalkraft ein Anliegen einer Dichtlippe an einem Maschinenelement sicherstellen. Dies kann zwar ein Austreten eines schmierenden Mediums oder das Eindringen von Schmutzwasser in einen zu schützenden Raum sicherstellen, allerdings werden durch eine hohe Anpresskraft die Reibung und damit auch der Verschleiß der Dichtung erhöht.Seals are known which are deformed by frictional heat during the rotation of at least two machine elements. Seals are also known which ensure that a sealing lip bears against a machine element using the centrifugal force. Although this can ensure the escape of a lubricating medium or the ingress of dirty water into a room to be protected, a high contact pressure increases the friction and thus the wear of the seal.

Bekannte Dichtungsanordnungen, insbesondere mit axialen Dichtungen, weisen eine Nut in einem Maschinenelement auf, in welcher die Dichtlippe der Dichtung zum Anliegen kommt. Wenn eine solche Bauweise an biegebeanspruchten Achsen genutzt wird, verringert sich aufgrund der Nut allerdings die Steifheit der Achse. Beispielsweise bei hoch beanspruchten Motorradachsen kann eine reduzierte Steifheit das Fahrgefühl für die Anwender und ggf. sogar die Spurtreue des Motorrads beeinträchtigen. Bei alternativen Dichtungsanordnungen, insbesondere mit radialen Dichtungen, liegt die Dichtlippe der Dichtung an einer planen Fläche des Maschinenelements an. Bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten, wie sie auch an Motorradachsen auftreten, führt dies aber zu einem starken Verschleiß der Dichtung und ggf. zu einer unerwünschten Temperaturerhöhung an der Achse.Known sealing arrangements, in particular with axial seals, have a groove in a machine element, in which the sealing lip of the seal comes to rest. If such a design is used on axially stressed axles, the stiffness of the axle is reduced due to the groove. For example, with heavily used motorcycle axles, reduced stiffness can impair the riding experience for the user and possibly even the directional stability of the motorcycle. In alternative sealing arrangements, in particular with radial seals, the sealing lip of the seal lies against a flat surface of the machine element. At high rotational speeds, as they also occur on motorcycle axles, this leads to severe wear of the seal and possibly to an undesirable increase in temperature on the axle.

Um die im Betrieb entstehende Reibung im Bereich der Dichtlippe gering zu halten, weisen bekannte Dichtlippenformen einen schmalen oder punktuellen Kontaktbereich auf, mit welchem die Dichtlippen an einem Maschinenelement zum Anliegen kommen. Durch die dabei entstehende Reibung wirken am Maschinenelement Scherkräfte.In order to keep the friction occurring in operation in the area of the sealing lip low, known sealing lip shapes have a narrow or punctiform contact area with which the sealing lips come into contact with a machine element. The resulting friction causes shear forces on the machine element.

Bei hohen Geschwindigkeiten, wenn die Dichtungen z.B. in Lageranordnungen an einem Motorrad verbaut werden, tritt verstärkte Reibung auf, durch die es zu erhöhtem Verschleiß und einem erhöhten Kraftstoffverbrauch kommt. Weiterhin werden die Fahreigenschaften des Motorrades, durch ein an einem Maschinenelement anliegende Dichtungen bei hohen Geschwindigkeiten, beispielsweise durch auftretende Vibration, verschlechtert.At high speeds when the seals e.g. installed in bearing assemblies on a motorcycle, increased friction occurs, which leads to increased wear and fuel consumption. Furthermore, the driving properties of the motorcycle are impaired by seals resting on a machine element at high speeds, for example due to vibration.

In der JP H 07332376 A ist eine Dichtungsvorrichtung für ein Lager beschrieben. Die Dichtung ist insbesondere eine Rotationswellendichtung, die unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft einstellbar ist, sodass sie je nach Rotationsgeschwindigkeit mehr oder weniger anliegt.In the JP H 07332376 A describes a sealing device for a bearing. The seal is in particular a rotary shaft seal that can be adjusted using the centrifugal force so that it is more or less in contact depending on the speed of rotation.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, eine Dichtungsanordnung zur Verfügung zu stellen, welche während der Rotation mindestens zweier Maschinenelemente zueinander eine Abnutzung der Dichtungselemente und der Maschinenelemente durch erhöhte Reibung verhindert. Weiterhin soll das Gewicht der Dichtung verringert sein. Insbesondere soll die Dichtungsanordnung in Radachsen zur Anwendung kommen, wobei der Kraftstoffverbraucht zu verringern ist. Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Motorradachse mit einer Dichtungsanordnung, welche einen geringen Verschleiß zeigt und die Steifigkeit der Radachse nicht schwächt.One object of the present invention, based on the prior art, is to provide a sealing arrangement which prevents wear of the sealing elements and the machine elements due to increased friction during the rotation of at least two machine elements with respect to one another. Furthermore, the weight of the seal should be reduced. In particular, the sealing arrangement is to be used in wheel axles, the fuel consumption being reduced. Another object is to provide an improved motorcycle axle with a sealing arrangement which shows little wear and does not weaken the rigidity of the wheel axle.

Die genannte Aufgabe wird durch eine Dichtungsanordnung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 bzw. durch eine Motorradachse gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10 gelöst.The stated object is achieved by a sealing arrangement according to the appended claim 1 or by a motorcycle axle according to the independent claim 10.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung umfasst ein radial außen liegendes Maschinenelement und ein radial innen liegendes Maschinenelement, die zueinander konzentrisch sind. Die Maschinenelemente sind zueinander um eine gemeinsame Rotationsachse rotierbar und spannen einen Raum auf. Weiterhin umfasst die Dichtungsanordnung eine elastomere Dichtung, die radial zwischen den beiden Maschinenelementen angeordnet ist. Die Dichtung umfasst einen Dichtungswulst, einen scheibenförmigen Dichtungskörper und einen Dichtungsabschnitt. Der Dichtungswulst und der Dichtungsabschnitt sind radial gegenüberliegend an dem Dichtungskörper angeordnet, wobei der Dichtungswulst an dem radial außen liegenden Maschinenelement drehfest befestigt ist. Der Dichtungsabschnitt ist gefaltet bzw. in seinem Verlauf gewendet ausgebildet. Vorzugsweise ist der Dichtungsabschnitt einmal gefaltet. D.h. der Dichtungsabschnitt besteht bevorzugt aus mindestens zwei Schenkeln, die an einem gemeinsamen Drehpunkt stofflich miteinander verbunden sind, wobei die beiden Schenkel gegenüber der Rotationsachse in radialer Richtung entgegengesetzt abgewinkelt sind und sich, ausgehend von einer Haupterstreckungsebene der Dichtung, in entgegengesetzte axiale Richtungen erstrecken. Der Dichtungsabschnitt weist eine Dichtfläche auf. Das radial innen liegende Maschinenelement weist eine Kontaktfläche auf, die abgeschrägt ausgebildet ist und sich an dem Außenumfang des radial innen liegenden Maschinenelements befindet. Die Dichtfläche des Dichtungsabschnittes und die Kontaktfläche des radial innen liegenden Maschinenelementes sind unmittelbar gegenüberliegend angeordnet. Beim Stillstand der beiden Maschinenelemente liegt die Dichtfläche des Dichtungsabschnittes an der Kontaktfläche des radial innen liegenden Maschinenelementes dichtend an. Mit zunehmender Drehzahl bei Rotation des radial außen liegenden Maschinenelementes wirkt auf den Dichtungsabschnitt eine Radialkraft, die durch die Zentrifugalkraft entsteht. Durch die Radialkraft kommt es zum Abheben der Dichtfläche des Dichtungsabschnittes von der Kontaktfläche des radial innen liegenden Maschinenelementes, sodass die Dichtfläche und die Kontaktfläche zueinander beabstandet sind. Zwischen dem Dichtungsabschnitt und dem radial innenliegenden Maschinenelement entsteht ein Spalt. Da aufgrund der Zentrifugalkraft auch die Medien, gegen die Abgedichtet werden soll, radial nach außen geleitet werden und die Kontaktfläche des radial innen liegenden Maschinenelementes abgeschrägt ausgebildet ist, lässt sich ein Eindringen der Medien bei Rotation des radial außen liegenden Maschinenelementes dennoch vermeiden.The sealing arrangement according to the invention comprises a radially outer machine element and a radially inner machine element, which are concentric with one another. The machine elements can be rotated relative to each other about a common axis of rotation and span a space. Furthermore, the sealing arrangement comprises an elastomeric seal which is arranged radially between the two machine elements. The seal comprises a sealing bead, a disk-shaped sealing body and a sealing section. The sealing bead and the sealing section are arranged radially opposite one another on the sealing body, the sealing bead being fastened in a rotationally fixed manner on the radially outer machine element. The sealing section is folded or turned in its course. The sealing section is preferably folded once. Ie the sealing section preferably consists of at least two legs, which are materially connected to one another at a common pivot point, the two legs being angled in the radial direction opposite to the axis of rotation and, starting from a main plane of extent of the seal, extending in opposite axial directions. The sealing section has a sealing surface. The radially inner machine element has a contact surface which is designed with a bevel and is located on the outer circumference of the radially inner machine element. The sealing surface of the sealing section and the contact surface of the radially inner machine element are arranged directly opposite one another. When the two machine elements are at a standstill, the sealing surface of the sealing section lies in a sealing manner on the contact surface of the radially inner machine element. With increasing rotational speed when the radially outer machine element rotates, a radial force acts on the sealing section, which is generated by the centrifugal force. The radial force causes the sealing surface of the sealing section to be lifted off the contact surface of the radially inner machine element, so that the sealing surface and the contact surface are spaced apart. A gap is created between the sealing section and the radially inner machine element. Since, due to the centrifugal force, the media against which sealing is to be carried are also directed radially outward and the contact surface of the radially inner machine element is chamfered, penetration of the media can nevertheless be avoided when the radially outer machine element rotates.

Vorteil beim Stillstand der beiden Maschinenelemente ist, dass die Dichtfläche des Dichtungsabschnittes der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung an der Kontaktfläche des radial innen liegenden Maschinenelementes so dichtend anliegt, das eine große Fläche der Abdichtung dient und somit eine hohe und sichere Abdichtung erzielt wird, im Gegensatz zu bekannten nur punktuell oder linienartig kontaktierenden bzw. dichtenden Dichtlippen.The advantage when the two machine elements are at a standstill is that the sealing surface of the sealing section of the sealing arrangement according to the invention lies so sealingly on the contact surface of the radially inner machine element that a large area serves for the sealing and thus a high and reliable sealing is achieved, in contrast to known only selective or line-like contacting or sealing sealing lips.

Vorzugsweise besteht der Dichtungsabschnitt aus zwei Schenkeln und ist demnach einmal gefaltet ausgebildet. Alternativ bevorzugt ist der Dichtungsabschnitt zweimal oder mehr gefaltet ausgebildet und weist demnach mindestens drei Schenkel auf, wobei jeweils der Schenkel die Dichtfläche umfasst, der unmittelbar gegenüber der Kontaktfläche des Maschinenelementes angeordnet ist.The sealing section preferably consists of two legs and is accordingly once folded. Alternatively, the sealing section is preferably designed to be folded twice or more and accordingly has at least three legs, each leg comprising the sealing surface which is arranged directly opposite the contact surface of the machine element.

Die beiden Schenkel weisen beispielsweise eine axiale Erstreckung auf, die doppelt so lang ist wie die radiale Erstreckung des Dichtungsabschnittes. Besonders bevorzugt weisen die beiden Schenkel eine axiale Erstreckung auf, die mehr als doppelt so lang ist wie die radiale Erstreckung des Dichtungsabschnittes. Die Länge der Schenkel beeinflusst die durch die Fliehkraft erzeugte Radialkraft, wobei die resultierende Radialkraft zunimmt, je länger die Schenkel ausgebildet sind.The two legs have, for example, an axial extent that is twice as long as the radial extent of the sealing section. The two legs particularly preferably have an axial extent which is more than twice as long as the radial extent of the sealing section. The length of the legs influences the radial force generated by the centrifugal force, the resulting radial force increasing the longer the legs are formed.

Bevorzugt weist der Dichtungsabschnitt eine gleichmäßige Dicke auf. Insbesondere sind die mindestens zwei Schenkel des Dichtungsabschnittes gleichmäßig dick ausgebildet.The sealing section preferably has a uniform thickness. In particular, the at least two legs of the sealing section are of uniform thickness.

Der Dichtungswulst, der Dichtungskörper und der Dichtungsabschnitt sind gemeinsam bevorzugt einstückig ausgebildet.The sealing bead, the sealing body and the sealing section are preferably formed in one piece together.

Bevorzugt weist die Dichtung einen federnden Abschnitt auf, der zwischen dem Dichtungskörper und dem Dichtungsabschnitt angeordnet ist. Der federnde Abschnitt bildet den Drehpunkt zwischen dem Dichtungskörper und dem Dichtungsabschnitt. In einer Ausführungsform ist der federnde Abschnitt C-förmig ausgebildet und besteht bevorzugt aus Elastomer. Alternativ kann der federnde Abschnitt eine andere Form als ein C aufweisen, wobei er federbar ist und damit insbesondere eine radiale Auslenkung des Dichtungsabschnittes gestattet. In einer weiteren Ausführungsform ist der federnde Abschnitt ein Federelement, welches nicht aus Elastomer besteht.The seal preferably has a resilient section which is arranged between the sealing body and the sealing section. The resilient section forms the fulcrum between the sealing body and the sealing section. In one embodiment, the resilient section is C-shaped and preferably consists of elastomer. Alternatively, the resilient portion may have a shape other than one C have, wherein it is resilient and thus in particular allows a radial deflection of the sealing portion. In a further embodiment, the resilient section is a spring element which is not made of elastomer.

Besonders bevorzugt sind der Dichtungswulst, der Dichtungskörper, der federnde Abschnitt und der Dichtungsabschnitt gemeinsam einstückig ausgebildet.The sealing bead, the sealing body, the resilient section and the sealing section are particularly preferably formed in one piece.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der federnde Abschnitt aus einem Elastomer und C-förmig ausgebildet, wobei der federnde Abschnitt und der Dichtungsabschnitt einstückig ausgebildet sind, sodass sie gemeinsam eine S-Form aufweisen.In a preferred embodiment, the resilient section is made of an elastomer and is C-shaped, the resilient section and the sealing section being formed in one piece, so that they have an S shape together.

Die Dichtung weist bevorzugt eine Armierung auf, die im Bereich des Dichtungskörpers angeordnet ist und der Stabilität der Dichtung dient. Besonders bevorzugt ist die Armierung zumindest teilweise von dem Elastomer des Dichtungskörpers umgeben. Alternativ bevorzugt ist die Armierung zumindest teilweise von dem Elastomer des Dichtungswulstes und des Dichtungskörpers umgeben. Vorzugsweise ist die Armierung, welche zumindest teilweise in Bereich des Dichtungswulstes und des Dichtungskörpers befindlich ist, im Übergangsbereich zwischen Dichtungswulst und Dichtungskörper abgewinkelt ausgebildet.The seal preferably has a reinforcement, which is arranged in the region of the seal body and serves for the stability of the seal. The reinforcement is particularly preferably at least partially surrounded by the elastomer of the sealing body. Alternatively, the reinforcement is at least partially surrounded by the elastomer of the sealing bead and the sealing body. The reinforcement, which is located at least partially in the area of the sealing bead and the sealing body, is preferably angled in the transition area between the sealing bead and the sealing body.

Die abgeschrägte Kontaktfläche des radial innen liegenden Maschinenelementes ist an dessen Außenumfang ausgebildet, wobei der Außenumfang weiterhin abschnittsweise achsparallel ausgebildet sein kann. Die Kontaktfläche ist so gestaltet, dass der Durchmesser des radial innen liegenden Maschinenelementes zu einer Seitenfläche hin abnimmt. Der zwischen der Kontaktfläche des radial innen liegenden Maschinenelementes und der Rotationsachse aufgespannte Winkel beträgt vorzugsweise 2° bis 10°. Besonders bevorzugt beträgt der zwischen der Kontaktfläche des radial innen liegenden Maschinenelementes und der Rotationsachse aufgespannte Winkel 5°.The tapered contact surface of the radially inner machine element is formed on its outer circumference, the outer circumference being able to be designed in sections axially parallel. The contact surface is designed that the diameter of the radially inner machine element decreases towards one side surface. The angle spanned between the contact surface of the radially inner machine element and the axis of rotation is preferably 2 ° to 10 °. The angle spanned between the contact surface of the radially inner machine element and the axis of rotation is particularly preferably 5 °.

Bevorzugt besitzt der Schenkel des Dichtungsabschnittes, der die Dichtfläche aufweist, eine Neigung gegenüber der Rotationsachse von 2° bis 15°. Besonders bevorzugt entspricht diese Neigung der Neigung der Kontaktfläche des radial innen liegenden Maschinenelementes.The leg of the sealing section, which has the sealing surface, preferably has an inclination with respect to the axis of rotation of 2 ° to 15 °. This inclination particularly preferably corresponds to the inclination of the contact surface of the radially inner machine element.

Das radial außen liegende Maschinenelement weist an seinem Innenumfang eine umlaufende Nut auf. In der Nut des radial außen liegenden Maschinenelements sitzt der Dichtungswulst der Dichtung drehfest.The radially outer machine element has a circumferential groove on its inner circumference. The sealing bead of the seal sits in the groove of the radially outer machine element in a rotationally fixed manner.

Aufgrund der vorteilhaften Gestaltungsweise der Dichtungsanordnung weist die Dichtung ein verringertes Gewicht auf, wodurch vorteilhafterweise weniger Kraftstoff verbraucht wird.Due to the advantageous design of the seal arrangement, the seal has a reduced weight, which advantageously means that less fuel is consumed.

Die beiden Maschinenelemente sind vorzugsweise Lagerringe, insbesondere ein Innenlagerring und ein Außenlagerring.The two machine elements are preferably bearing rings, in particular an inner bearing ring and an outer bearing ring.

Die Dichtungsanordnung ist insbesondere an Fahrzeugrädern bzw. an Radanordnungen anwendbar. Besonders bevorzugt wird die Dichtungsanordnung als Lager an Rädern von Motorrädern verwendet.The sealing arrangement can be used in particular on vehicle wheels or on wheel arrangements. The sealing arrangement is particularly preferably used as a bearing on the wheels of motorcycles.

Die Motorradachse mit der Dichtungsanordnung kommt an Motorrädern zum Einsatz und weist einen verringerten Verschleiß auf. Die Dichtungsanordnung ist radial auf der Motorradachse angeordnet, wobei die Dichtungsanordnung gemäß der zuvor beschriebenen Dichtungsanordnung mit all ihren Ausführungsformen ausgebildet ist. Die Dichtungsanordnung ist mit ihrem radial innen liegenden Maschinenelement auf der Motorradachse drehfest angeordnet.The motorcycle axle with the sealing arrangement is used on motorcycles and has reduced wear. The sealing arrangement is arranged radially on the motorcycle axis, the sealing arrangement being designed in accordance with the previously described sealing arrangement with all of its embodiments. The sealing arrangement with its radially inner machine element is arranged on the motorcycle axle in a rotationally fixed manner.

Durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung auf der Motorradachse ist die Steifigkeit der Radachse gewährleistet, sodass ein stabiles Fahrverhalten gewährleistet ist.The rigidity of the wheel axle is ensured by the sealing arrangement according to the invention on the motorcycle axle, so that stable driving behavior is ensured.

Das Abheben des Dichtungsabschnittes der Dichtungsanordnung, insbesondere des Schenkels, der die Dichtfläche umfasst, erfolgt vorzugsweise ab einer zu definierenden Umdrehungsgeschwindigkeit des radial außen liegenden Maschinenelementes. So kann bei Verwendung der Dichtungsanordnung an der Motorradachse, die Dichtung so eingestellt sein, dass bei einer Geschwindigkeit des Motorrades von 10 km/h bis 60 km/h, z.B. in Ortschaften, das Abheben des Dichtungsabschnittes von der Kontaktfläche noch vermieden wird. Auch bei schlechten Außenbedingungen, wie Regen oder Fahrt durchs Gelände, treten geringe Geschwindigkeiten auf, sodass hier eine sichere Dichtung durch die Dichtungsanordnung gewährleistet ist. Andererseits kann bei Geschwindigkeiten außerhalb einer Ortschaft, also über 60 km/h, das Abheben des Dichtungsabschnittes aufgrund der erhöhten Fliehkraft erfolgen. Diese bevorzugte Einstellungsvariante der Dichtung ist vorteilhaft, da insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten eine starke Reibung auftritt und es durch die erfindungsgemäße Dichtung zu weniger bis keiner Reibung bei hohen Geschwindigkeiten kommt. Aufgrund verringerter Reibung treten weniger Scherkräfte am Maschinenelement auf.The sealing section of the sealing arrangement, in particular the leg, which comprises the sealing surface, is preferably lifted off from a rotational speed of the radially outer machine element to be defined. So when using the seal arrangement on the motorcycle axle, the seal can be set so that at a speed of the motorcycle from 10 km / h to 60 km / h, e.g. in towns, the lifting of the sealing section from the contact surface is still avoided. Even in poor external conditions, such as rain or driving through terrain, low speeds occur, so that a secure seal is guaranteed here by the sealing arrangement. On the other hand, at speeds outside a locality, that is to say over 60 km / h, the sealing section can be lifted off due to the increased centrifugal force. This preferred setting variant of the seal is advantageous since, especially at high speeds, there is strong friction and the seal according to the invention results in less or no friction at high speeds. Due to reduced friction, less shear forces occur on the machine element.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ist, dass insbesondere eine hohe Reibung bei hohen Geschwindigkeiten, insbesondere bei Geschwindigkeiten über 60 km/h, im Lager vermieden, aber auch Dichtheit gegenüber einem Medium sichergestellt wird. Da eine hohe Reibung bei hohen Geschwindigkeiten vermieden wird, hat die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung den Vorteil, dass Verschleißerscheinungen minimiert werden, dass der Kraftstoffverbrauch gesenkt wird und dass die optimale Fahreigenschaft des Fahrzeuges sichergestellt werden kann.An advantage of the sealing arrangement according to the invention is that, in particular, high friction at high speeds, in particular at speeds above 60 km / h, is avoided in the bearing, but also tightness with respect to a medium is ensured. Since high friction is avoided at high speeds, the sealing arrangement according to the invention has the advantage that signs of wear are minimized, that fuel consumption is reduced and that the optimum driving properties of the vehicle can be ensured.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung;
2 einen Detailausschnitt A aus 1;
3 die Dichtungsanordnung gemäß 1 während des Betriebs bei mittlerer Rotationsgeschwindigkeit;
4 die Dichtungsanordnung gemäß 1 während des Betriebs bei sehr hoher Rotationsgeschwindigkeit.

Further details, advantages and developments of the invention result from the following description of a preferred embodiment of the invention, with reference to the drawing. Show it:

1 a sectional view of a sealing arrangement according to the invention;
2 a detail section A out 1 ;
3 the sealing arrangement according to 1 during operation at medium rotation speed;
4 the sealing arrangement according to 1 during operation at a very high rotation speed.

1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung. Die Dichtungsanordnung umfasst einen Außenlagerring 01 und einen Innenlagerring 02, die zueinander konzentrisch um eine gemeinsame Rotationsachse (nicht gezeigt) angeordnet sind. Die beiden Lagerringe 01, 02 weisen an ihren unmittelbar gegenüberliegenden Umfangsflächen jeweils eine Wälzkörperlaufbahn 03 auf. Die Wälzkörperlaufbahn 03 dient dem Abrollen von Wälzkörpern (nicht gezeigt). Der Außenlagerring 01 weist an seinem Innenumfang zwei umlaufend ausgebildete Nuten 04 auf. Die Nuten 04 sind axial beabstandet zu der Wälzkörperlaufbahn 03 sowie auf unterschiedlichen Seiten der Wälzkörperlaufbahn 03 angeordnet. Weiterhin umfasst die Dichtungsanordnung eine radial zwischen den beiden Lagerringen 01, 02 angeordnete elastomere Dichtung 06. Die Dichtung 06 umfasst einen Dichtungswulst 07, einen Dichtungskörper 08, eine Armierung 09 und einen Dichtungsabschnitt 11. Der Dichtungswulst 07, der Dichtungskörper 08 und der Dichtungsabschnitt 11 sind einstückig ausgebildet. Der Dichtungswulst 07 ist radial gegenüber dem Dichtungsabschnitt 11 an dem Dichtungskörper 08 angeordnet, wobei auch der Dichtungsabschnitt 11 an dem Dichtungskörper 08 angeordnet ist. Der Dichtungswulst 07 dient dem drehfesten Dichtungssitz der Dichtung 06 an dem Außenlagerring 01, wobei der Dichtungswulst 07 in der Nut 04 des Außenlagerrings 01 angeordnet ist. Die Armierung 09 ist einfach abgewinkelt ausgebildet, wobei sie sich überwiegend radial erstreckt. Die Armierung 09 dient der Stabilität der Dichtung 06 und ist teilweise von dem Elastomer des Dichtungswulstes 07 und des Dichtungskörpers 08 umgeben. Der Dichtungsabschnitt 11 ist einmal gefaltet ausgebildet, d.h. er besitzt einen ersten Schenkel 12 und einen zweiten Schenkel 13, wobei die beiden Schenkel 12, 13 sich in entgegengesetzte axiale Richtungen erstrecken und sich in entgegengesetzte radiale Richtungen neigen. Die Schenkel 12, 13 weisen eine axiale Erstreckung auf, die doppelt so lang ist wie die radiale Erstreckung des Dichtungsabschnittes 11. Der Dichtungsabschnitt 11 weist an seiner radial außen liegenden Seite ein elastomeres Federelement 14 auf, wobei das Federelement 14 C-förmig bzw. halbrund ausgebildet ist und den Verbindungspunkt sowie den Drehpunkt zwischen dem Dichtungskörper 08 und dem Dichtungsabschnitt 11 bildet. Der Dichtungsabschnitt 11 und das Federelement 14 sind einstückig ausgebildet und weisen gemeinsam eine S-Form auf. Weiterhin weist der Dichtungsabschnitt 11 an seinem radial innen liegenden bzw. an seinem dem Innenlagerring 02 unmittelbar gegenüberliegenden Schenkel 13 eine Dichtfläche 16 auf. Die Dichtfläche 16 ist an einer Fläche des Schenkels 13 ausgebildet, die dem Innenlagerring 02 unmittelbar gegenüberliegt. Der Innenlagerring 02 weist an seinem Außenumfang einen Bereich auf, der als Kontaktfläche 17 ausgebildet ist. Die Kontaktfläche 17 ist abgeschrägt ausgebildet und weist einen Neigungswinkel α (siehe 2) gegenüber der Rotationsachse und dem Außenumfang des Innenlagerrings auf. Der Neigungswinkel α beträgt etwa 5°. Die Kontaktfläche 17 dient als Anlagefläche für den Dichtungsabschnitt 11, wobei die Dichtfläche 16 des Dichtungsabschnittes 11 unmittelbar an der Kontaktfläche 17 zum Anliegen kommt. Während des Stillstandes der beiden Lagerringe 01, 02 liegt der Dichtungsabschnitt der Dichtung 06 mit seiner Dichtfläche 16 an der Kontaktfläche 18 des Innenlagerrings 02 dichtend an. Während der Rotation der beiden Lagerringe 01, 02 zueinander wirkt eine Fliehkraft bzw. Zentrifugalkraft, wodurch eine radial nach außen wirkende Kraft das Abheben des Dichtungsabschnittes 11 mit seiner Dichtfläche 16 von der Kontaktfläche 17 des Innenlagerrings 02 in radialer Richtung bewirkt. Es kommt zu einer Deformation des Dichtungsabschnittes 11 der Dichtung 06. Der Zeitpunkt des Abhebens des Dichtungsabschnittes 11 von dem Innenlagerring 02 ist in Abhängigkeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit frei zu definieren. Das Abheben des Dichtungsabschnittes wird auch durch die Länge seiner Schenkel 12, 13 bestimmt. Insbesondere kann die Dichtungsanordnung zur Lagerung von Motorradachsen zur Anwendung kommen, wobei beispielsweise das Abheben und somit eine Reibungsreduzierung ab einer Fahrzeuggeschwindigkeit von etwa 60 km/h erfolgen kann. 1 shows a sectional view of a sealing arrangement according to the invention. The sealing arrangement comprises an outer bearing ring 01 and a bottom bracket ring 02 , which are arranged concentrically to one another about a common axis of rotation (not shown). The two bearing rings 01 . 02 each have a rolling element raceway on their directly opposite peripheral surfaces 03 on. The rolling element raceway 03 is used for rolling rolling elements (not shown). The outer bearing ring 01 has two all around on its inner circumference trained grooves 04 on. The grooves 04 are axially spaced from the rolling element raceway 03 and on different sides of the rolling element raceway 03 arranged. Furthermore, the sealing arrangement comprises a radial between the two bearing rings 01 . 02 arranged elastomeric seal 06 , The seal 06 includes a sealing bead 07 , a sealing body 08 , a reinforcement 09 and a sealing section 11 , The sealing bead 07 , the sealing body 08 and the sealing section 11 are formed in one piece. The sealing bead 07 is radial to the sealing section 11 on the sealing body 08 arranged, including the sealing portion 11 on the sealing body 08 is arranged. The sealing bead 07 serves the non-rotatable seal seat of the seal 06 on the outer bearing ring 01 , with the sealing bead 07 in the groove 04 of the outer bearing ring 01 is arranged. The reinforcement 09 is simply angled, whereby it extends mainly radially. The reinforcement 09 serves the stability of the seal 06 and is partly from the elastomer of the sealing bead 07 and the sealing body 08 surround. The sealing section 11 is once folded, ie it has a first leg 12 and a second leg 13 , with the two legs 12 . 13 extend in opposite axial directions and incline in opposite radial directions. The thigh 12 . 13 have an axial extent that is twice as long as the radial extent of the sealing section 11 , The sealing section 11 has an elastomeric spring element on its radially outer side 14 on, the spring element 14 C-shaped or semicircular and the connection point and the pivot point between the sealing body 08 and the sealing portion 11 forms. The sealing section 11 and the spring element 14 are formed in one piece and together have an S-shape. Furthermore, the sealing section 11 on its radially inner or on its bottom bracket ring 02 immediately opposite leg 13 a sealing surface 16 on. The sealing surface 16 is on one surface of the leg 13 trained the bottom bracket ring 02 directly opposite. The bottom bracket ring 02 has an area on its outer circumference that serves as a contact surface 17 is trained. The contact area 17 is bevelled and has an angle of inclination α (please refer 2 ) with respect to the axis of rotation and the outer circumference of the bottom bracket ring. The angle of inclination α is about 5 °. The contact area 17 serves as a contact surface for the sealing section 11 , the sealing surface 16 of the sealing section 11 directly at the contact surface 17 comes to the concern. While the two bearing rings are at a standstill 01 . 02 lies the sealing section of the seal 06 with its sealing surface 16 at the contact surface 18th the bottom bracket ring 02 sealing on. During the rotation of the two bearing rings 01 . 02 a centrifugal force or centrifugal force acts against one another, as a result of which a force acting radially outward causes the sealing section to be lifted off 11 with its sealing surface 16 from the contact area 17 the bottom bracket ring 02 effected in the radial direction. There is a deformation of the sealing section 11 the seal 06 , The time when the sealing section was lifted off 11 from the bottom bracket ring 02 is freely definable depending on the speed of rotation. The lifting of the sealing section is also due to the length of its legs 12 . 13 certainly. In particular, the sealing arrangement can be used for mounting motorcycle axles, for example lifting and thus reducing friction from a vehicle speed of approximately 60 km / h.

2 zeigt einen Detailausschnitt A gemäß 1. In dem Detailausschnitt A ist der Dichtungsabschnitt 11 mit Federelement 14 sowie ein Ausschnitt des Innenlagerrings 02 dargestellt. Die Dichtungsanordnung, insbesondere die beiden Lagerring 01, 02 befindet sich in Ruhelage, wobei die Dichtfläche 16 des Dichtungsabschnittes 11 an der Kontaktfläche 17 des Innenlagerrings 02 dichtend anliegt. In 2 ist der Neigungswinkel α der an dem Innenlagerring 02 ausgebildeten Kontaktfläche 17 gezeigt. 2 shows a detail A according to 1 , In the detail section A is the sealing section 11 with spring element 14 and a section of the bottom bracket ring 02 shown. The sealing arrangement, especially the two bearing rings 01 . 02 is at rest, with the sealing surface 16 of the sealing section 11 at the contact surface 17 the bottom bracket ring 02 fits tightly. In 2 is the angle of inclination α the one on the bottom bracket ring 02 trained contact area 17 shown.

3 zeigt die Dichtungsanordnung gemäß 1 während des Betriebs, wobei der Detailausschnitt A gezeigt ist. Der in 3 gezeigte Detailausschnitt A gleicht zunächst dem in 2 gezeigten Detailausschnitt A, wobei sich beide in ihrem Betriebszustand unterscheiden. Während der Rotation des Außenlagerrings 01, an welchem die Dichtung 06 drehfest angeordnet ist, kommt es zum Abheben des Dichtungsabschnittes 11, wie in 3 dargestellt ist. Der gefaltete Dichtungsabschnitt 11 wird mehr gefaltet, d.h. der radiale Abstand zwischen beiden Schenkeln verringert sich. Die Dichtfläche 16 liegt beabstandet zur Kontaktfläche 17. Der in 3 gezeigte Betriebszustand kann beispielsweise während einer Rotationsgeschwindigkeit des Außenlagerrings von 899 Umdrehungen pro Minute auftreten, was z.B. bei einem Motorrad einer Fahrzeuggeschwindigkeit von etwa 100 km/h entspricht. 3 shows the seal arrangement according to 1 during operation, the detail section A is shown. The in 3 detail shown A is initially the same as in 2 detail shown A, where both differ in their operating state. During the rotation of the outer bearing ring 01 on which the seal 06 is arranged in a rotationally fixed manner, the sealing section is lifted off 11 , as in 3 is shown. The folded seal section 11 is folded more, ie the radial distance between the two legs is reduced. The sealing surface 16 lies at a distance from the contact surface 17 , The in 3 The operating state shown can occur, for example, during a rotational speed of the outer bearing ring of 899 revolutions per minute, which corresponds, for example, to a vehicle speed of approximately 100 km / h in the case of a motorcycle.

4 zeigt die Dichtungsanordnung gemäß 1 während des Betriebs, wobei der Detailausschnitt A gezeigt ist. Der in 3 gezeigte Detailausschnitt A gleicht zunächst dem in 2 und 3 gezeigten Detailausschnitt A, wobei sich alle in ihrem Betriebszustand unterscheiden. 4 zeigt eine Animation eines extremen Betriebszustandes während der Rotation des Außenlagerrings 01, wobei aufgrund einer Rotationsgeschwindigkeit von 5000 Umdrehungen pro Minute eine sehr hohe Zentrifugal sowie Radialkraft auf die Dichtung 06 mit dem Dichtungsabschnitt 11 wirkt. Dadurch kommt es zu einer extremen Auslenkung des Dichtungsabschnittes 11. 4 shows the seal arrangement according to 1 during operation, the detail section A is shown. The in 3 detail shown A is initially the same as in 2 and 3 detail shown A , where all differ in their operating state. 4 shows an animation of an extreme operating state during the rotation of the outer bearing ring 01 , due to a rotational speed of 5000 revolutions per minute, a very high centrifugal and radial force on the seal 06 with the sealing section 11 works. This leads to an extreme deflection of the sealing section 11 ,

Bezugszeichenliste Reference list

0101: AußenlagerringOuter bearing ring
0202: InnenlagerringBottom bracket ring
0303: WälzkörperlaufbahnRolling raceway
0404: Nutgroove
0505: --
0606: Dichtungpoetry
0707: DichtungswulstSealing bead
0808: DichtungskörperSealing body
0909: Armierungreinforcement
1010: --
1111: DichtungsabschnittSealing section
1212th: erster Schenkelfirst leg
1313: zweiter Schenkelsecond leg
1414: FederelementSpring element
1515: --
1616: DichtflächeSealing surface
1717: Kontaktfläche Contact area
αα: NeigungswinkelAngle of inclination
dd: Abstanddistance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

JP H07332376 A [0007]

Claims

Sealing arrangement comprising a radially outer machine element (01) and a radially inner machine element (02) which can be rotated relative to one another about a common axis of rotation, furthermore comprising an elastomeric seal (06) which extends radially between the two machine elements (01, 02) The seal (06) has a sealing bead (07), a disk-shaped sealing body (08) and a sealing section (11), characterized in that the sealing bead (07) and the sealing section (11) are located radially opposite on the sealing body ( 08) are arranged, the sealing bead (07) is fastened in a rotationally fixed manner to the radially outer machine element (01) and the sealing section (11) is designed to be folded and has a sealing surface (16), the two machine elements (01, 02) being at a standstill the sealing surface (16) of the seal (06) on a contact surface (17) of the radially inner machine element (02) lies sealingly and, with increasing speed of the radially outer machine element (01), a radial force generated by the centrifugal force acts on the folded sealing section (11) and the sealing section (11) is lifted off, so that the sealing surface (16) of the Sealing section (11) is spaced from the contact surface (17) of the radially inner machine element (02), the contact surface (17) being bevelled.

Sealing arrangement after Claim 1 , characterized in that the sealing section (11) is folded at least twice, so that it has at least one S-shape.

Sealing arrangement after Claim 1 or 2 , characterized in that a resilient section (14) is arranged between the sealing body (08) and the sealing section (11).

Sealing arrangement according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the seal (06) further comprises a reinforcement (09) which is at least partially surrounded by the sealing body (08) and the sealing bead (07).

Sealing arrangement according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the radially outer machine element (01) has a circumferential groove (04) on its inner circumference, in which the seal (06) with its sealing bead (07) sits in a rotationally fixed manner.

Sealing arrangement according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that it is applicable in vehicle wheels, especially in motorcycle wheels.

Sealing arrangement according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the sealing bead (07), the sealing body (08), the resilient section and the sealing section (11) are integrally formed together.

Sealing arrangement according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the sealing portion (11) has a uniform thickness.

Sealing arrangement according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the sealing section (11) consists of two oppositely angled and aligned legs (12, 13).

Motorcycle axle with a sealing arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , wherein the radially inner machine element (02) of the sealing arrangement is arranged on the motorcycle axle in a rotationally fixed manner.