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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Dichtung für ein Lager mit einem Dichtkörper, der auf seiner radialen Innenseite eine Dichtlippe zum Kontaktieren einer gegenüber dem Dichtkörper rotierenden Dichtfläche besitzt. Die Erfindung betrifft im Weiteren ein Lager, insbesondere ein rotatives Lager für industrielle und/oder landwirtschaftliche Anwendungen.
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Hintergrund der Erfindung
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Spannlager, wie z.B. das vom Hersteller Schaeffler unter der Bezeichnung GE40-XL-KTT vertriebene Lager, sind als einbaufertige Maschinenelemente aus dem Stand der Technik bekannt. In Kombination mit gezogenen Wellen sind sie besonders montagefreundlich und zur Gestaltung wirtschaftlicher Lagerungen geeignet. Sie eignen sich gut, wenn überwiegend radiale Belastungen aufgenommen werden sollen. Spannlager mit sphärischem Außenring eignen sich gut, wenn bei Umgebungsbedingungen wie Staub, Schmutz, Feuchtigkeit, Steinschlag und Stößen sehr gute Dichtungen notwendig sind.
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Die Abdichtung der Lager erfolgt mit einer Reihe zur Verfügung stehender Dichtungen, vorzugsweise Elastomerdichtungen, die jeweils an unterschiedliche Anwendungsbedingungen angepasst sind.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Spannlagern tritt jedoch mit der Zeit aufgrund von Verschleiß der Dichtlippen der Elastomerdichtung ein Verlust des Kontaktes der Dichtlippen mit den abzudichtenden Bauteilen auf, wodurch Verunreinigungen und Fremdstoffpartikel in die Spannlager eindringen können, was die Lebensdauer der aus dem Stand der Technik bekannten Lager reduziert.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, eine Dichtung für ein Lager bereitzustellen, bei welcher der Verschleiß der Dichtlippe minimiert und die Lebensdauer der Dichtung bzw. eines mit einer derartigen Dichtung ausgestatteten Lagers erhöht ist.
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Beschreibung der Erfindung
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Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Dichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch ein Lager gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10.
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Die erfindungsgemäße Dichtung ist für ein Lager, insbesondere für ein rotatives Lager vorgesehen. Die erfindungsgemäße Dichtung dient bevorzugt zur Abdichtung eines Wälzlagers, insbesondere eines Wälzlagers in Form eines Spannlagers, welches bevorzugt im Rahmen landwirtschaftlicher oder industrieller Anwendungen zum Einsatz kommt. Die erfindungsgemäße Dichtung ist bevorzugt zweifach auf dem Lager vorhanden, sodass das Lager axial beidseitig abgedichtet ist.
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Die Dichtung umfasst einen elastischen Dichtkörper, welcher bevorzugt aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer besteht. Der Dichtkörper besitzt bevorzugt eine Ringform. Der Dichtkörper weist auf seiner radialen Innenseite eine Dichtlippe zum Kontaktieren einer gegenüber dem Dichtkörper rotierenden Dichtfläche auf. Die Dichtlippe ist dazu ausgebildet, gegen die Dichtfläche gepresst zu werden und gegenüber der Dichtfläche zu rotieren. Die Dichtung umfasst bevorzugt die genau eine Dichtlippe.
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Die Dichtung umfasst weiterhin ein erstes Vorspannelement, welches so in einem Kanal bzw. in einer Nut auf einer radialen Außenseite des Dichtkörpers eingesetzt ist, dass es einen Verschleiß der Dichtlippe durch eine von ihm aufgebrachte Kraft zur Verlagerung des Dichtkörpers in Richtung der Dichtfläche, d.h. in radialer Richtung nach innen, kompensiert bzw. ausgleicht. Der Verschleiß der Dichtlippe führt zu einer Materialermüdung und zu einem Materialabtrag, sodass die Dichtlippe in ihrer radialen Ausdehnung kleiner wird. Das erste Vorspannelement ist dazu ausgebildet, den Dichtkörper radial nach innen zu drängen und zu bewegen, sodass der Verschleiß der Dichtlippe ausgeglichen wird.
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Der Dichtkörper weist auf seinen axialen Seitenflächen jeweils eine Ausnehmung auf, sodass Kontaktlippen des Dichtkörpers an den axialen Seitenflächen des Dichtkörpers ausgebildet sind. Die Ausnehmungen sind bevorzugt jeweils umlaufend ausgebildet. Die Ausnehmungen sind bevorzugt als eine umlaufende Rille ausgebildet. Die umlaufenden Rillen sind bevorzugt ringförmig. Die Kontaktlippen sind bevorzugt jeweils umlaufend ausgebildet. Die Ausnehmungen umfassen bevorzugt jeweils mindestens eine Hälfte der jeweiligen axialen Seitenfläche, sodass die Kontaktlippen jeweils eine Kontaktfläche aufweisen, welche kleiner als die Hälfte der jeweiligen axialen Seitenfläche ist. Die umlaufenden Ausnehmungen sind bevorzugt jeweils in einem radial mittleren Bereich der axialen Seitenflächen ausgebildet, sodass jeweils eine radial innenliegende und eine radial außenliegende Kontaktlippe ausgebildet sind.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtung besteht darin, dass die an den axialen Seitenflächen ausgebildeten Kontaktlippen im Vergleich zu den vollständig ausgebildeten axialen Seitenflächen eine erleichterte Verlagerung des Dichtkörpers in die radiale Richtung ermöglichen, sodass die Kompensation des Verschleißes der Dichtlippe in einem höheren Maße gewährleistet ist. Im Übrigen führen die Ausnehmungen zu einer reduzierten Masse. Die Kontaktlippen sorgen zudem für eine Abdichtung an den axialen Seitenflächen des Dichtkörpers.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dichtung erstreckt sich die Dichtlippe auf der radialen Innenseite des Dichtkörpers radial nach innen und auch axial nach außen, sodass die Dichtlippe einen umlaufenden Vorsprung in der axialen Richtung ausbildet. Radial außen auf dem Vorsprung sitzt bevorzugt ein zweites Vorspannelement, durch welches die Dichtlippe radial nach innen gedrängt ist. Hierdurch wird die Abdichtung der Dichtlippe gegenüber der Dichtfläche verbessert. Ein axial äußerer Rand des Vorsprunges bildet bevorzugt eine der Kontaktlippen an der axial äußeren Seitenfläche des Dichtkörpers.
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Das erste Vorspannelement und/oder das zweite Vorspannelement sind bevorzugt jeweils durch eine Feder gebildet, um den Aufbau einfach ausfallsicher zu halten. Die eine Feder bzw. die beiden Federn sind bevorzugt jeweils als ein hohlzylindrischer Ring, d. h. als ein Federring ausgebildet, was die Montage vereinfacht und die Kosten niedrig hält.
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Der hohlzylindrische Ring kann den Außenumfang des Dichtkörpers bzw. des Vorsprunges zumindest abschnittsweise oder auch vollständig umgeben/umlaufen. Vorzugsweise umgibt bzw. umläuft der das erste Vorspannelement bildende hohlzylindrische Ring den Außenumfang des Dichtkörpers an einem der Dichtlippe entgegengesetzten Abschnitt des Außenumfangs des Dichtkörpers auf der radialen Außenseite. Vorzugsweise umgibt bzw. umläuft der das zweite Vorspannelement bildende hohlzylindrische Ring den Außenumfang des Vorsprunges des Dichtkörpers an einer radialen Außenseite des Vorsprunges.
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Eine Außenkontur der Dichtkörpers weicht bevorzugt bogenförmig zu dem Kanal/der Nut zur Aufnahme des ersten Vorspannelementes zurück.
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Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dichtung umfassen ein Aufnahmegehäuse, welches den Dichtkörper an dessen radialer Außenseite und dessen axialen Seitenflächen umgibt. Das Aufnahmegehäuse schützt den Dichtkörper vor Fremdeinwirkung und Beschädigung und verlängert somit die Lebensdauer der Dichtung. Zudem verhindert das Aufnahmegehäuse das Eindringen von Verunreinigungen und Fremdstoffpartikeln in die Dichtung und ein mit der Dichtung ausgestattetes Lager. Das Aufnahmegehäuse spannt den Dichtkörper über die an den axialen Seitenflächen des Dichtkörpers befindlichen Kantaktlippen axial ein. Somit kontaktieren die Kontaktlippen das Aufnahmegehäuse. Bevorzugt kontaktiert der Dichtkörper das Aufnahmegehäuse ausschließlich über seine Kontaktlippen. Der Dichtkörper wird über die Kontaktlippen in dem Aufnahmegehäuse in der radialen Richtung geführt, sodass er in die radiale Richtung verlagert werden kann.
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Das Aufnahmegehäuse ist bevorzugt zweiteilig aufgebaut. Das Aufnahmegehäuse ist bevorzugt aus mindestens einem Blechteil aufgebaut. Das Aufnahmegehäuse ist bevorzugt aus zwei Blechteilen aufgebaut. Die zwei Blechteile sind bevorzugt durch eine Außenplatte und eine Innenplatte gebildet. Die Außenplatte ist axial außen angeordnet. Die Innenplatte ist axial innen angeordnet.
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Die Außenplatte des Aufnahmegehäuses ist in einem radial inneren Bereich bevorzugt von dem Dichtkörper weg axial nach außen gebogen, sodass dieser radial innere Bereich die Form eines Kegelstumpfmantels bzw. eines Trichters aufweist. Die am Vorsprung des Dichtkörpers ausgebildete Kontaktlippe ist bevorzugt gegen eine Innenseite des kegelstumpfmantelförmigen radial inneren Bereiches der Außenplatte des Aufnahmegehäuses gepresst. Diese Gestaltung der Außenplatte erlaubt einen besseren Schutz der Dichtlippe vor mechanischer Beschädigung.
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Die erfindungsgemäße Dichtung ist bevorzugt durch eine so genannte KTT-Dichtung mit zwei verzinkten Stahlblechscheiben gebildet, welche die Außenplatte und die Innenplatte des Aufnahmegehäuses bilden. Der Dichtkörper liegt zwischen der Außenplatte und der Innenplatte.
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Vorzugsweise ist im Montagezustand der Dichtung das Aufnahmegehäuse in einen Halteabschnitt des Lagers eingeschnappt oder eingerastet.
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Vorzugsweise ist die Außenkontur der Dichtung, welche bevorzugt bogenförmig hin zu dem Kanal zur Aufnahme des ersten Vorspannelementes zurückweicht, im Montagezustand über einen Spalt oder eine Lücke von einer Innenkontur des Aufnahmegehäuses, insbesondere von einer Innenkontur der Außenplatte des Aufnahmegehäuses, beabstandet. Somit ist zwischen dem Dichtkörper und/oder dem ersten Vorspannelement einerseits und der Innenkontur bzw. Innenseite des Aufnahmegehäuses andererseits, ein umlaufender Spalt bzw. eine umlaufende Lücke vorhanden.
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Vorzugsweise ist die Außenkontur bzw. das Außenprofil des Dichtkörpers an einem der Dichtlippe entgegengesetzten Endabschnitt des Dichtkörpers, d.h. an der radialen Außenseite des Dichtkörpers konkav ausgeformt, sodass die umlaufende Nut bzw. der umlaufende Kanal zur Aufnahme des ersten Vorspannelements ausgebildet ist.
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Der Kanal bzw. die Nut im Dichtkörper weist bevorzugt eine kreis- bzw. halbkreisförmige Querschnittsgeometrie auf. Beispielsweise kann der Kanal als ein den Außenumfang des Dichtkörpers zumindest teilweise oder auch vollständig umlaufender Hohlzylinder ausgestaltetet sein. Vorzugsweise ist der den Kanal bildende und den Außenumfang des Dichtkörpers zumindest teilweise oder auch vollständig umlaufende Hohlzylinder aus einem elastischen Material gefertigt. Der Außendurchmesser des als hohlzylindrischer Ring ausgestalteten ersten Vorspannelementes ist bevorzugt kleiner als der Innendurchmesser des den Kanal bildenden Hohlzylinders.
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Das erfindungsgemäße Lager umfasst mindestens eine erfindungsgemäße Dichtung zur Abdichtung des Lagers. Das erfindungsgemäße Lager umfasst bevorzugt eine der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dichtung.
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Das Aufnahmegehäuse ist an seiner radialen Außenseite bevorzugt in einen Halteabschnitt des Lagers eingeschnappt bzw. verrastet.
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Das erfindungsgemäße Lager umfasst bevorzugt zwei der erfindungsgemäßen Dichtungen. Jeweils eine der beiden Dichtungen ist auf einer der beiden axialen Seiten des Lagers angeordnet.
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Figurenliste
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Längsschnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung, welche in einem Spannlager verbaut ist;
- 2 eine Detailansicht der in 1 gezeigten Dichtung;
- 3 eine weitere Detailansicht der in 1 gezeigten Dichtung; und
- 4 das in 1 gezeigte Spannlager in zwei Ansichten.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Längsschnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung 01, welche in einem Spannlager 02 verbaut ist. Bei dem Spannlager 02 handelt es sich um ein Wälzlager. Die Dichtung 01 dichtet einen Zwischenraum zwischen einem Außenring 03 und einem Innenring 04 des Lagers 02 ab. Die Dichtung 01 ist zweifach vorhanden, um das Spannlager 02 axial beidseitig abzudichten.
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Die Dichtung 01 umfasst einen Dichtkörper 06 mit einer Dichtlippe 07. Die Dichtung 01 ist in einem Aufnahmegehäuse 08 untergebracht.
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Das Aufnahmegehäuse 08 weist eine lagernahe, axial innenliegende Innenplatte 09 und eine lagerferne, axial außenliegende Außenplatte 11 auf, die in dieser Ausführungsform jeweils als eine verzinkte Stahlblechscheibe ausgestaltet sind. Die Innenplatte 09 des Aufnahmegehäuses 08 ist an einem Endabschnitt 12 auf ihrer radialen Außenseite umgebördelt und umgibt einen Endabschnitt 13 der Außenplatte 11 auf der radialen Außenseite der Außenplatte 11. Der umgebördelte Endabschnitt 12 der Innenplatte 09 und der von diesem umgebende Endabschnitt 13 der Außenplatte 11 bilden gemeinsam einen Befestigungsabschnitt des Aufnahmegehäuses 08 an der radialen Außenseite des Aufnahmegehäuses 08 aus, der an einem Halteabschnitt 14 des Lagers 02 eingeschnappt bzw. verrastet ist. Das Aufnahmegehäuse 08 ist somit an dem Spannlager 02 fest gehalten. Der Dichtkörper 06 ist in dem Aufnahmegehäuse 08 untergebracht. Zum besseren Schutz der Dichtlippe 07 vor mechanischer Beschädigung ist die Außenplatte 11 des Aufnahmegehäuses 08 an ihrer lagerfernen Seite nach au-ßen d. h. zur lagerfernen Seite abgewinkelt bzw. gebogen. Beispielsweise kann die Außenplatte 11 einen radial innen angeordneten kegelstumpfmantelförmigen Bereich 16 aufweisen.
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Der Dichtkörper 06 liegt an seiner radialen Außenseite, d.h. an seinem der Dichtlippe 07 gegenüberliegenden Endabschnitt nicht an dem Aufnahmegehäuse 08 bzw. an der Außenplatte 11 des Aufnahmegehäuse 08 an und befindet sich somit nicht in Kontakt mit dem Aufnahmegehäuse 08 bzw. mit der Außenplatte 11. Die Außenkontur des Dichtkörpers 06 an seiner radialen Außenseite, d. h. an dem der Dichtlippe 07 gegenüberliegenden Endabschnitt ist konkav ausgestaltet bzw. weicht hin zu der radialen Innenseite des Dichtkörpers 06 zurück und bildet einen umlaufenden Kanal 17 in Form einer umlaufenden Nut zur Aufnahme eines ersten Vorspannelementes 18 in Form einer Feder aus. In der gezeigten Ausführungsform ist die das erste Vorspannelement 18 bildende Feder als ein hohlzylindrischer Ring ausgestaltet. Das erste Vorspannelement 18 ist in den Kanal 17 eingesetzt bzw. eingelassen und an dem Dichtkörper 06 beispielsweise durch Verkleben fixiert.
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Im Montagezustand besteht eine umlaufende Lücke bzw. ein umlaufender Spalt 19 zwischen der Außenkontur des Dichtkörpers 06 an der der Dichtlippe 07 gegenüberliegenden radialen Außenseite des Dichtkörpers 06 und dem ersten Vorspannelement 18 einerseits und der Innenkontur bzw. Innenseite des Aufnahmegehäuses 08, insbesondere der Innenkontur/Innenseite der Außenplatte 11 des Aufnahmegehäuses 08, andererseits.
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Die Dichtlippe 07 ist auf einem umlaufenden Vorsprung 21 des Dichtkörpers 06 ausgebildet. Der Vorsprung 21 erstreckt sich radial nach innen und axial nach außen. Auf dem Vorsprung 21 sitzt ein zweites Vorspannelement 22 in Form einer Feder, welches den Vorsprung 21 und somit auch die Dichtlippe 07 radial nach innen drängt.
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Der Dichtkörper 06 weist an seinen axialen Seitenflächen jeweils eine umlaufende Ausnehmung 23 in Form einer ringförmigen Rille auf. Hierdurch sind an den axialen Seitenflächen des Dichtkörper 06 jeweils zwei umlaufende Kontaktlippen 24 ausgebildet, welche an Innenseiten des Aufnahmegehäuses 08 anschlagen.
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Ein Kreis kennzeichnet ein Detail 26, welches in 2 gezeigt ist.
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2 zeigt eine Detailansicht der in 1 gezeigten Dichtung 01. Es ist insbesondere das Detail 26 dargestellt.
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3 zeigt eine weitere Detailansicht der in 1 gezeigten Dichtung 01, wobei insbesondere der Dichtkörper 06, das erste Vorspannelement 18 und das zweite Vorspannelement 22 dargestellt sind.
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4 zeigt das in 1 gezeigte Spannlager 02 in zwei Ansichten. Von den Dichtungen 01 sind insbesondere die Aufnahmegehäuse 08 zu erkennen.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Dichtung
- 02
- Spannlager
- 03
- Außenring
- 04
- Innenring
- 05
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- 06
- Dichtkörper
- 07
- Dichtlippe
- 08
- Aufnahmegehäuse
- 09
- Innenplatte
- 10
- -
- 11
- Außenplatte
- 12
- Endabschnitt der Innenplatte
- 13
- Endabschnitt der Außenplatte
- 14
- Halteabschnitt
- 15
- -
- 16
- kegelstumpfmantelförmiger Bereich
- 17
- Kanal
- 18
- erstes Vorspannelement
- 19
- Spalt
- 20
- -
- 21
- Vorsprung
- 22
- zweites Vorspannelement
- 23
- Ausnehmung
- 24
- Kontaktlippe
- 25
- -
- 26
- Detail
