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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gelenklager mit einer Dichtung.
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Gelenklager sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Sie bilden mechanische Komponenten für mehrdirektionale Bewegungen und umfassen im Wesentlichen einen Innenring mit einer kugeligen, aber konvexen Außenseite und einen Außenring, der an der Innenseite entsprechend konkav geformt ist. Die Gleitlagerfläche zwischen der kugeligen, aber konvexen Außenseite des Innenrings und der Innenseite des Außenrings wird typischerweise mittels einer umlaufenden Lippendichtung abgedichtet, um die Gleitlagerfläche gegen Verschmutzungen zu schützen.
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Die
US 6,626,575 B2 offenbart ein Gelenklager mit einer umlaufenden Lippendichtung, die ein V-förmig ausgebildetes Profil aufweist. Die Lippendichtung ist in einer umlaufenden Nut auf der Innenseite des Außenrings angeordnet. Das Profil der Lippendichtung weist eine zur Gleitlagerfläche hin orientierte Innenlippe und eine nach außen hin orientierte Außenlippe auf, die auf der Außenseite des Innenrings aufliegen und die Gleitlagerfläche über zwei umlaufende Dichtflächen und eine dazwischen gebildete Kammer gegen Verschmutzungen schützen.
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Werden derartige Gelenklager in rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt, so zeigt sich, dass die Lippendichtungen sehr schnell korrodieren und die geforderte Dichtigkeit nicht mehr aufweisen. In der Folge gelangen Verschmutzungen in die Gleitlagerfläche zwischen Innenring und Außenring. Ein vorzeitiges Versagen des Gelenklagers ist die Folge.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde ein Gelenklager mit einer verbesserten Lippendichtung bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Gelenklager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Unteransprüche betreffen jeweils bevorzugte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung, deren jeweilige Merkmale im Rahmen des technisch Sinnvollen frei miteinander kombinierbar sind.
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Das Gelenklager umfasst einen Innenring mit einer kugeligen, aber konvexen Außenseite, einen Außenring, der an seiner Innenseite konkav geformt ist, sowie eine zwischen dem Innenring und Außenring angeordnete Lippendichtung mit einer Innenlippe und einer Außenlippe. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Lippendichtung ein Sicherungselement umfasst, welches die Anpresskraft der Außenlippe der Lippendichtung auf den Innenring erhöht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass - mittels des Sicherungselements - die Anpresskraft der Außenlippe auf die Außenseite des Innenrings erhöht wird, was dazu führt, dass ein permanenter Kontakt zwischen Außenlippe und Innenring aufrechterhalten werden kann.
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Vorzugsweise umfasst das Sicherungselement eine Haltefeder. Die Federkraft ist derart ausgelegt, dass Anpresskraft der Außenlippe der Lippendichtung auf die Außenseite des Innenrings erhöht und optimiert wird, so dass das Durchdrehmoment nicht erhöht wird. Die Haltefeder ist dabei vorzugsweise auf der Außenseite der Außenlippe, also auf der zur Kontaktfläche zwischen Außenlippe und Innenring gegenüberliegenden Seite, angeordnet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante umfasst die Außenlippe an ihrem äußeren Ende einen zum Außenring ausgerichteten ersten Lippenschenkel, so dass zwischen der Außenlippe und dem ersten Lippenschenkel ein Aufnahmeraum für das Sicherungselement entsteht. Das äußere Ende der Außenlippe und der erste Lippenschenkel schließen vorzugsweise einen Winkel von 50 bis 80° ein.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante weist die Außenlippe im mittleren Bereich einen zum Außenring ausgerichteten zweiten Lippenschenkel auf. Der zweite Lippenschenkel ist dabei derart ausgebildet, dass er mit der Innenseite des Außenrings in Kontakt steht und eine weitere Dichtfläche ausbildet, die zu einem besonders wirksamen Schutz der Lippendichtung vor Verschmutzungen führt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Innenlippe gabelförmig ausgebildet und weist somit eine erste Innenlippe und eine zweite Innenlippe auf. Die Lippendichtung weist somit insgesamt drei Dichtflächen auf, die einen besonders hohen Schutz gegen Verschmutzungen ausbildet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die zwischen den Lippen gebildeten Kammern zusätzlich mit Schmiermitteln befüllt werden, um das Eindringen von Schmutzpartikeln zusätzlich zu erschweren.
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Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Gelenklagers ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, die anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. In diesen zeigen:
- 1 einen Ausschnitt eines Gelenklagers in einer Querschnittsdarstellung gemäß Stand der Technik,
- 2 eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Gelenklagers in einer Querschnittsdarstellung,
- 3 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Gelenklagers gemäß 2,
- 4 das erfindungsgemäße Gelenklager gemäß 2 in einer Explosionsdarstellung,
- 5 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Gelenklagers gemäß einer zweiten Ausführungsvariante, und
- 6 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Gelenklagers gemäß einer dritten Ausführungsvariante.
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1 zeigt einen stark vereinfachten schematischen Ausschnitt eines Gelenklagers 1, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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Das Gelenklager 1 umfasst einen Innenring 2 mit einer kugeligen, aber konvexen Außenseite 3 und einen Außenring 4, der an seiner Innenseite 5 konkav geformt ist. Dabei bilden die konvexe Außenseite 3 des Innenrings 2 mit der Innenseite 5 des Außenrings 4 eine Gleitlagerfläche 6 aus. Wie in 1 gezeigt, wird die Gleitlagerfläche 6 mittels einer Lippendichtung 7 abgedichtet, die umlaufend ausgebildet ist. Die Lippendichtung 7 ist in einer umlaufenden Nut 8 im äußeren Bereich 9 des Außenrings 4 angeordnet.
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Wie anhand von 1 erkennbar, weist die Lippendichtung 7 ein V-förmig ausgebildetes Profil auf. Das Profil der Lippendichtung 7 weist somit eine zur Gleitlagerfläche 6 hin orientierte Innenlippe 10 und eine nach außen hin orientierte Außenlippe 11 auf. Beiden Lippen 10, 11 liegen auf der Außenseite 3 des Innenrings 2 auf, so dass die Gleitlagerfläche 6 über zwei umlaufende Dichtflächen 12, 13 und eine dazwischen gebildete Kammer 14 gegen Verschmutzungen geschützt ist.
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In 2 ist eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Gelenklagers 1 in einer Querschnittsdarstellung gezeigt.
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Das Gelenklager 1 umfasst ebenfalls einen Innenring 2 mit einer kugeligen, aber konvexen Außenseite 3 und einen Außenring 4, der an seiner Innenseite 5 konkav geformt ist. Dabei bilden die konvexe Außenseite 3 des Innenrings 2 mit der Innenseite 5 des Außenrings 4 eine Gleitlagerfläche 6 aus. Die Gleitlagerfläche 6 wird mittels einer Lippendichtung 7 abgedichtet, die umlaufend ausgebildet ist (4). Die Lippendichtung 7 ist in einer umlaufenden Nut 8 im äußeren Bereich 9 des Außenrings 4 angeordnet und wird nachfolgend in 3 näher erläutert.
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3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt A der Ausführungsvariante gemäß 2. Wie der Darstellung in 3 zu entnehmen ist, weist die Lippendichtung 7 eine zur Gleitlagerfläche 6 hin orientierte Innenlippe 10 und eine nach außen hin orientierte Außenlippe 11 auf. Beiden Lippen 10, 11 liegen auf der Außenseite 3 des Innenrings 2 auf, so dass die Gleitlagerfläche 6 über zwei umlaufende Dichtflächen 12, 13 und eine dazwischen gebildete Kammer 14 gegen Verschmutzungen geschützt ist, die vorzugsweise mit einem Schmiermittel (nicht dargestellt) befüllt werden, um das Eindringen von Schmutzpartikeln in die Lagerfläche 6 zwischen Innenring 2 und Außenring 4 zu verbessern.
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In der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante umfasst die Lippendichtung 7 an äußeren Ende der Außenlippe 11 einen zum Außenring 4 ausgerichteten ersten Lippenschenkel 15, so dass zwischen der Außenlippe 11 und dem ersten Lippenschenkel 15 ein Aufnahmeraum 16 für ein Sicherungselement 17 entsteht, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Haltefeder 18 umfasst. Wie der Darstellung in 3 entnommen werden kann, schließen das äußere Ende der Außenlippe 11 und der erste Lippenschenkel 15 einen Winkel von ca. 60° ein.
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Die Federkraft der Haltefeder 18 ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass die Anpresskraft der Außenlippe 11 der Lippendichtung 7 auf die Außenseite 3 des Innenrings 2 erhöht und optimiert wird. Hierdurch wird ein permanenter Kontakt zwischen der Außenlippe 11 und der Außenseite 3 des Innenrings 2 aufrechterhalten, insbesondere wenn das Material der Lippendichtung 7 harschen Bedingungen ausgesetzt ist und Abnutzungserscheinungen aufzeigt.
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4 zeigt das erfindungsgemäße Gelenklager 1 gemäß 2 in einer Explosionsdarstellung mit dem Innenring 2, dem Außenring 4, der Lippendichtung 7 sowie dem Sicherungselement 17 in Form einer Haltefeder 18.
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In 5 ist eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Gelenklagers 1 dargestellt. Im Unterschied zu der vorhergehenden Ausführungsvariante weist die Außenlippe 11 im mittleren Bereich einen zum Außenring 4 ausgerichteten zweiten Lippenschenkel 19 auf. Der zweite Lippenschenkel 19 ist dabei derart ausgebildet, dass er mit der Innenseite 5 des Außenrings 4 in Kontakt ist und eine weitere Dichtfläche 20 ausbildet.
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In 6 ist ein Ausschnitt des erfindungsgemäßen Gelenklagers 1 gemäß einer dritten Ausführungsvariante dargestellt. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsvariante (3) ist die Innenlippe 10 gabelförmig ausgebildet und weist somit eine erste Innenlippe 21 und eine zweite Innenlippe 22 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gelenklager
- 2
- Innenring
- 3
- konvexe Außenseite
- 4
- Außenring
- 5
- Innenseite
- 6
- Gleitlagerfläche
- 7
- Lippendichtung
- 8
- Nut
- 9
- äußerer Bereich
- 10
- Innenlippe
- 11
- Außenlippe
- 12
- Dichtfläche
- 13
- Dichtfläche
- 14
- Kammer
- 15
- erster Lippenschenkel
- 16
- Aufnahmeraum
- 17
- Sicherungselement
- 18
- Haltefeder
- 19
- zweiter Lippenschenkel
- 20
- Dichtfläche
- 21
- erste Innenlippe
- 22
- zweite Innenlippe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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