DE102022204260A1 - Dichtungsvorrichtung aus Kunststoffmaterial für eine Lagereinheit - Google Patents

Abstract

Dichtungsvorrichtung (50, 60) für eine Lagereinheit (30), die einen radial äußeren Verankerungsabschnitt (7) zur Verankerung der Dichtungsvorrichtung an einem radialen Außenring (31) der Lagereinheit (30), einen Zwischenabschnitt (5), der so dimensioniert ist, dass er der Dichtungsvorrichtung (50) mechanische Steifigkeit verleiht, und einen radial inneren Dichtungsabschnitt (8) aufweist, der eine Dichtungsfunktion gegenüber einem radialen Innenring (34) der Lagereinheit (30) bereitstellt, und die aus einem einzigen polymeren Kunststoffmaterial bereitgestellt ist.

Description

• Technischer Bereich der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Dichtungsvorrichtung für ein Lager, die ausschließlich aus Polymermaterial hergestellt ist, sowie ein Lager, das mit einer solchen Dichtungsvorrichtung versehen ist. Die Dichtungsvorrichtung und die Lagereinheit sind vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, für alle industriellen Anwendungen geeignet, und insbesondere für solche Anwendungen, bei denen der stationäre Ring der Lagereinheit mit einer geeigneten Nut zur Verankerung der Dichtungsvorrichtung versehen ist.
• Die Erfindung eignet sich auch für jede Art von Wälzkörpern (Kugeln, Rollen, Kegelrollen usw.), gilt aber insbesondere für Lagereinheiten mit einer Mehrzahl von Kugeln als Wälzkörper, die als Rillenkugellager (DGBBs) bezeichnet werden.
• Stand der Technik
• Dichtungsvorrichtungen für Lagereinheiten sind auf unterschiedliche Weise ausgelegt. Gemäß einer bekannten Technik wird die Dichtungsvorrichtung aus einem Stück hergestellt. Diese Anordnung wird sowohl für feststehende Außenringe und rotierende Innenringe als auch für rotierende Außenringe und feststehende Innenringe verwendet. Wichtig ist, dass der feststehende Ring mit einer Nut im Gehäuse versehen ist. Dies ist z. B. bei Kugellagern (DGBB) der Fall.
• Die Dichtungsvorrichtung umfasst ein Metallschild, an das ein Abschnitt aus Elastomer angeformt ist. Der Abschnitt aus Elastomer ist mit einer radial äußeren Lippe versehen, die in der Nut des stationären Rings der Lagereinheit, z. B. der radial äußere Ring, durch eine Presspassung befestigt ist. Da die radial äußere Lippe des Elastomerabschnitts somit einstückig mit dem Außenring ist, stellt die radial äußere Lippe aufgrund der Presspassung eine Dichtung durch diese Komponente bereit. Der elastomere Abschnitt ist auch mit zumindest einer radial inneren Lippe versehen.
• Vorzugsweise kann diese Lippe vom kontaktierenden Typ sein und auf diese Weise einen Gleitkontakt mit dem rotierenden Ring der Lagereinheit, z. B. dem radial inneren Ring, herstellen, wodurch eine Dichtung gegen letzteren hergestellt wird.
• Alternativ dazu kann die Lippe in Bezug auf den rotierenden Ring berührungslos sein. In diesem Fall bildet die Lippe ein „Labyrinth“. Solche Labyrinthe werden sowohl bei einem radial äußeren als auch bei einem radial inneren Drehring verwendet. Der erste Typ ist jedoch effektiver, da die mit der winkelförmigen Geschwindigkeit des Drehrings verbundene Zentrifugalkraft dazu neigt, Verunreinigungen zur Außenseite der Lagereinheit hin abzustoßen.
• In jedem Fall umfasst die typische Konstruktion einer Dichtungskomponente einen oder mehrere als Lippen bezeichnete Vorsprünge, die unterschiedliche Formen und Ausrichtungen (typischerweise axial und radial) haben und mit den Oberflächen des rotierenden Lagers in Kontakt stehen: Auf diese Weise verhindert die Dichtungskomponente das Eindringen von Verunreinigungen von außen und schützt die inneren Komponenten des Lagers, d. h. die Wälzkörper und die Käfige, in denen sich die Wälzkörper selbst befinden. Eine weitere wichtige Funktion einer Dichtungsvorrichtung besteht darin, das Austreten von Schmiermitteln aus dem Inneren der Lagereinheit zu verhindern.
• Alle Lagereinheiten, die während ihrer gesamten Lebensdauer geschmiert werden, müssen abgeschirmt oder abgedichtet werden. Für Dichtungsvorrichtungen gibt es viele Lösungen, je nach dem zu erreichenden Leistungsniveau. In jedem Fall wird die Dichtungsvorrichtung aus Metall und vulkanisiertem Gummi hergestellt. Dies ist ein komplexer und teurer Prozess. Es erfordert auch viel Energie und den Einsatz vieler Chemikalien. Auch die Entsorgung ist kompliziert, da eine Dichtung aus vulkanisiertem Gummi, die mit Metall verbunden ist, nicht recycelt werden kann. Die wichtigsten technischen Probleme lassen sich also wie folgt zusammenfassen:
• - Kosten des Dichtungsgeräts, insbesondere dessen Verarbeitung;
• - Lebenszyklus des abgedichteten Lagers (Auswirkungen am Ende der Lebensdauer).
• Im Hinblick auf das erste Problem ist zu bedenken, dass der Metalleinsatz entfettet werden muss, z. B. durch Waschen in einem Heißwasser-Ultraschallbad, um etwaige Öl- und Schmutzreste zu entfernen, und phosphatiert und haftfähig gemacht werden muss, z. B. durch Behandlung des Materials mit einer Korund-Kugelstrahlmaschine, um die Haftung der Grundierung zu verbessern, die in der Formgebungsphase eine vollständige Verbindung zwischen der Gummimischung und dem Metallkern bewirkt.
• Der Gummi selbst muss vorbereitet werden: von der Auswahl der Mischung bis zur Vulkanisationsbehandlung. Der Vulkanisationsprozess findet in einer Pressform statt, die für etwa 1-3 Minuten geschlossen bleibt und dann geöffnet wird.
• Wie gesehen werden wird, ist der Prozess sehr komplex und führt oft nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen, weil die Form nicht perfekt gefüllt ist und/oder das fertige Material Grate aufweist. Um eine lediglich statische Flüssigkeitsdichtung zu erhalten, ist ein übertechnisierter und daher teurer Prozess erforderlich.
• Eine alternative Lösung besteht darin, die Dichtungsvorrichtung aus glasfaserverstärktem Polyamid durch ein Bearbeitungs- und/oder Extrusionsverfahren herzustellen und anschließend mit thermoplastischem Polyurethan (TPU) zu umspritzen. Diese Lösung eignet sich jedoch nur für statische Dichtungsanforderungen oder sehr geringe Kontaktgeschwindigkeiten (ca. 2-3 m/s max). Bei dynamischen Dichtungen mit höheren Geschwindigkeiten verzieht sich die Dichtung und das Polyurethan verschleißt leicht durch den Gleitkontakt mit dem radialen Innenring.
• Es besteht daher Bedarf an einer Dichtungsvorrichtung, die die oben genannten Nachteile überwindet und gleichzeitig eine dauerhaft zuverlässige Abdichtung gewährleistet.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Um die oben genannten technischen Probleme im Wesentlichen zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungsvorrichtung bereitzustellen, die aus einem einzigen Polymermaterial durch ein Spritzgussverfahren hergestellt wird, wobei die Kosten und die Umweltauswirkungen reduziert werden und eine mit bekannten Lösungen vergleichbare Dichtungsleistung beibehalten wird.
• Das gewählte Material ist eine Mischung aus Polybutylenterephthalat (PBT), einem semikristallinen thermoplastischen Material, das zur Familie der Polyester gehört, mit reibungsmodifizierenden Füllstoffen und möglicherweise Füllstoffen aus Glasmikrokugeln, um ein Mindestmaß an Struktur in dem von Natur aus amorphen Material zu schaffen. Diese Wahl wurde bereitgestellt, um den Verschleiß am Gleitkontakt zu minimieren und eine gute Formstabilität bereitzustellen, da das Material nicht hygroskopisch ist, am Ende seiner Lebensdauer recycelt werden kann und bis zu 50 % der Prozessabfälle im Produktionsprozess wiederverwendet werden können.
• Der Werkstoff auf PBT-Basis hat einen Modul, der zusammen mit der entwickelten Dichtungsgeometrie eine ausreichende Steifigkeit für den richtigen Einbau und die Positionierung der Dichtung sowie eine ausreichend gute Dichtungsleistung gewährleistet. Die Geometrie ist an mehreren Stellen optimiert: im Bereich der radial äußeren Lippe der Dichtungseinrichtung, um den Einbau dieser Einrichtung zu vereinfachen, die endgültige Verankerung der Dichtungseinrichtung in der Nut des radialen Außenrings der Lagereinheit zu verbessern und die Gefahr des Zerreißens des Elastomers zu verringern; im Bereich der Berührung der radial inneren Lippe mit dem radialen Innenring; im zentralen Bereich, der hochfest sein muss.
• Somit ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Dichtungsvorrichtung für eine Lagereinheit bereitgestellt, die die im unabhängigen Anspruch im Anhang dieser Beschreibung genannten Merkmale aufweist.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Lagereinheit, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Dichtungsvorrichtung versehen ist.
• Weitere bevorzugte und/oder besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind gemäß den in den beigefügten abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen beschrieben.
• Figurenliste
• Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die beispielhaft eine nicht einschränkende Ausführungsform zeigen, in der:
• 1 ist eine schematische Darstellung einer Lagereinheit, die mit einer Dichtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, die im verformten Zustand dargestellt ist,
• 2 zeigt die Dichtungsvorrichtung aus 1 in unverformtem Zustand,
• 3 ist ein Detail des Sitzes zur Verankerung des radialen Außenrings der Lagereinheit,
• 4 ist ein Detail der Verankerungszone der Dichtungsvorrichtung in 1,
• 5 ist ein Detail der Kontaktzone zwischen dem radialen Innenring der Lagereinheit und der Dichtungsvorrichtung in 1,
• 6 ist ein Detail der Kontaktzone der Dichtungsvorrichtung in 1,
• 7 ist ein Detail der Widerstandszone der Dichtungsvorrichtung in 1, und
• 8 ist ein Detail der Widerstandszone der Dichtungsvorrichtung in 1 gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• Ausführliche Beschreibung
• Rein beispielhaft wird die vorliegende Erfindung nun mit Bezug auf eine Lagereinheit 30 beschrieben, die eine Dichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat.
• In der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform der Dichtungsvorrichtung wird mit Bezug auf eine Lagereinheit mit einem feststehenden radialen Außenring mit einer Nut zur Aufnahme der Dichtungsvorrichtung und einem rotierenden radialen Innenring hergestellt. Die Erfindung umfasst jedoch auch den Fall, dass der radiale Innenring stationär ist und mit einer Nut zur Aufnahme der Dichtungsvorrichtung bereitgestellt ist und der radiale Außenring drehbar ist.
• Mit Bezug auf 1 ist eine Lagereinheit als Ganzes mit 30 bezeichnet.
• Die Einheit hat eine zentrale Drehachse X und umfasst:
• - einen feststehenden radialen Außenring 31 mit einer radialen inneren Nut 31a,
• - einen drehbaren radialen Innenring 34,
• - eine Mehrzahl von Wälzkörpern 32, in diesem Beispiel Kugeln, die zwischen dem radialen Außenring 31 und dem radialen Innenring 34 angeordnet sind,
• - zumindest einen Käfig 38 zur Aufnahme und Halterung der Mehrzahl von Wälzkörpern 32.
• In dieser Beschreibung und in den Ansprüchen sind Begriffe und Ausdrücke, die Positionen und Ausrichtungen angeben, wie „radial“ und „axial“ so zu verstehen, dass sie sich auf die zentrale Drehachse X der Lagereinheit 30 beziehen.
• Umgekehrt beziehen sich Ausdrücke wie „axial außen“ und „axial innen“ auf den Einbauzustand der Dichtungseinrichtung in die Lagereinheit und im vorliegenden Fall vorzugsweise auf eine Seite, auf der die Dichtungseinrichtung in die Nut des radial äußeren Rings untergebracht ist, bzw. auf eine der Einbauseite gegenüberliegende Seite.
• Zwischen dem radialen Außenring 31 und dem radialen Innenring 34 befindet sich ein Spalt 35, der, wenn er nicht abgeschirmt ist, das Eindringen von Verunreinigungen in die Lagereinheit 30 ermöglichen würde.
• Um die Lagereinheit 30 abzuschirmen, wird daher zumindest eine gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung hergestellte Dichtungsvorrichtung 50 in den Spalt 35 eingebaut. In 1 ist die Dichtungsvorrichtung 50 im verformten Zustand, d.h. im Einbau in die Aufnahmenut 31a des radialen Außenrings 31, und in 2 im unverformten Zustand dargestellt.
• Die stationäre Dichtungsvorrichtung 50 ist ein einteiliges Teil, das im Spritzgussverfahren aus einem einzigen Polymermaterial hergestellt wird. Bei dem gewählten Material handelt es sich um eine Mischung aus Polybutylenterephthalat (PBT), einem semikristallinen thermoplastischen Material, das zur Familie der Polyester gehört, mit reibungsmodifizierenden Füllstoffen und möglicherweise Füllstoffen aus Glasmikrokugeln, um ein Mindestmaß an Struktur in dem von Natur aus amorphen Material zu schaffen. Dieses Material wurde gewählt, um den Verschleiß beim Gleitkontakt zu minimieren und eine gute Dimensionsstabilität zu haben, da das Material nicht hygroskopisch ist, am Ende seiner Lebensdauer recycelt werden kann und bis zu 50 % der Prozessabfälle im Produktionsprozess wiederverwendet werden können.
• Der Werkstoff auf PBT-Basis hat einen Elastizitätsmodul, der zusammen mit der neuartigen Geometrie der Dichtungsvorrichtung eine ausreichende Steifigkeit für eine korrekte Anordnung und Positionierung der Dichtungsvorrichtung und eine ausreichend gute Dichtungsleistung gewährleistet. Somit ist die Dichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, obwohl ihr ein innerer Metallschild fehlt, der ihr mechanische Festigkeit verleiht, und obwohl ihr der äußere vulkanisierte Gummi fehlt, der die Dichtungsleistung gewährleistet, auf einem einzigen Polymerwerkstoff aufgebaut, der an sich und auch, wie wir sehen werden, aufgrund seiner optimierten Geometrie gleichzeitig eine gute mechanische Festigkeit und eine gute Dichtungsleistung bereitstellt. Das Polymer auf PBT-Basis gibt es auch in einer „lebensmittelverträglichen“ Version mit den gleichen mechanischen Eigenschaften und dem gleichen Herstellungsverfahren.
• Die Dichtungsvorrichtung 50 umfasst einen radial äußeren Verankerungsabschnitt 7, der seinerseits mit
• - einer Verankerungsgeometrie 1 zum Einsetzen der Dichtungsvorrichtung in die radial innere Nut 31a des radial äußeren Rings 31,
• - zumindest einen Vorsprung 2, der als drehfeste und statische Dichtung dient,
• - einen flexiblen Abschnitt 6 zur Befestigung in der radial inneren Nut 31a des radial äußeren Rings 31.
• Die Dichtungsvorrichtung 50 umfasst weiterhin einen Zwischenabschnitt 5 zur Versteifung, der so dimensioniert ist, dass er die Dichtungsvorrichtung selbst mit einer ausreichenden mechanischen Steifigkeit versehen kann. In der Praxis übernimmt dieser Zwischenabschnitt 5 die Funktion des Metallkerns des metallischen Dichtungselements mit vulkanisiertem Gummi gemäß dem bekannten Stand der Technik.
• Schließlich umfasst die Dichtungsvorrichtung 50 einen radial inneren Abschnitt 8, der wiederum eine erste berührungslose Lippe 3, die eine Fettrückhaltefunktion bereitstellt, eine zweite berührende Lippe 4, die eine Dichtungsfunktion gegen den radialen Innenring 34 bereitstellt, und eine dritte berührungslose Lippe 9 umfasst.
• Die 3 bis 8 veranschaulichen die wichtigsten Details der Geometrie der Dichtungsvorrichtung 50 in ihrer optimierten Ausführungsform.
• Insbesondere zeigen die 3 und 4 ein Detail des Verankerungssitzes 31a des radialen Außenrings 31 der Lagereinheit 30 und des Verankerungsabschnitts 7 der Dichtungsvorrichtung 50, wobei bestimmte geometrische Parameter zueinander in Beziehung gesetzt werden.
• Insbesondere ist die Verankerungsgeometrie 1 zum Einsetzen der Dichtungsvorrichtung in die radial innere Nut 31a des radialen Außenrings 31 durch einen ersten radialen Außendurchmesser SRD 15 definiert, der mit einem radialen Innendurchmesser ORD43 der Nut 31a des radialen Außenrings 31 in Beziehung gesetzt werden muss. Um eine Drehung der Dichtungsvorrichtung 50 im Sitz zu vermeiden, gilt dann: $$\text{ORD}43+\mathrm{0,2}\text{ mm}<\text{SRD}15<\text{ORD}43+\mathrm{0,5}\text{ mm}$$

  
• Die Verankerungsgeometrie 1 ist auch durch einen zweiten radialen Außendurchmesser SRD10 definiert, der mit dem ersten radialen Außendurchmesser SRD15 der Verankerungsgeometrie 1 in Beziehung stehen muss. Um zu vermeiden, dass die Dichtungsvorrichtung durch den Sitz des radialen Außenrings abgeflacht wird, ist es vorteilhaft, wenn $$\text{SRD}15+\mathrm{0,3}\text{ mm}<\text{SRD}10<\text{SRD}15+\mathrm{0,5}\text{ mm}$$

  
• Der mindestens eine Vorsprung 2, der eine verdrehsichere und statische Dichtfunktion hat, ist vorteilhaft gemäß einem Durchmesser SRD31 positioniert, der gemäß dieser bevorzugten Beziehung zum radialen Innendurchmesser ORD30 des radialen Außenrings 31 in Beziehung steht, um eine präzise Positionierung der Dichtungsvorrichtung zu gewährleisten: $$\text{ORD}30+\mathrm{0,5}\text{ mm}<\text{SRD}31<\text{ORD}30+\mathrm{0,8}\text{ mm}$$

  
• Der für die Anordnung biegsame Abschnitt 6 wird durch zwei grundlegende Parameter definiert: einen radialen Innendurchmesser SRD20, der den Beginn der Nut des biegsamen Abschnitts definiert, und die Dicke SRL03. Um die Flexibilität beim Einsetzen der Dichtungsvorrichtung in die radial innere Nut 31a des radialen Außenrings zu ermöglichen, sollten diese Parameter vorteilhaft sein: $$\text{ORD}30+\mathrm{0,2}\text{ mm}<\text{SRD}20<\text{ORD}30+\mathrm{0,4}\text{ mm},$$

  

  und $$\text{SRL}03=\text{Max}.\mathrm{0,5}\text{ mm}$$

  

  wobei ORD30, wie bereits gesehen, gleich dem radialen Innendurchmesser des radialen Außenrings 31 ist.
• Schließlich darf die axiale Dicke SRL10 des Verankerungsabschnitts 7 nicht mehr als 1,2 mm betragen, um zu verhindern, dass die Dichtungsvorrichtung 50 aus der axial inneren Linie des radialen Außenrings 31 herausragt.
• Die 5 und 6 zeigen Einzelheiten der Kontaktzone zwischen dem radial inneren Ring 34 der Lagereinheit 30 (5) und dem radial inneren Abschnitt 8 der Dichtungsvorrichtung 50.
• Eine erste Reihe wichtiger geometrischer Parameter betrifft die Berührungslippe 4. Die axiale Dicke SRL31 des Stegs 4a der Lippe 4, die die Flexibilität und den Anpressdruck definiert, hat vorteilhafterweise zwischen 0,2 mm und 0,6 mm zu liegen. Die radiale Dicke SRL39 der Lippe 4, die eine Dichtfunktion gegenüber dem radialen Innenring 34 hat, liegt zwischen 0,2 mm und 0,4 mm. Der Arbeitsdurchmesser SRD39 der Lippe 4 sollte vorteilhafterweise zum entsprechenden Arbeitsdurchmesser IRD84 des radialen Innenrings gemäß dieser Beziehung in Beziehung gesetzt werden: $$\text{IRD}84+\mathrm{0,2}\text{ mm}<\text{SRD}39<\text{IRD}84+\mathrm{0,4}\text{ mm}$$

  
• Schließlich definiert die axiale Dicke SRL40 der Lippe 4 das Übermaß der Lippe 4 und sollte zwischen 0,8 mm und 1,5 mm liegen.
• Der dichtende Abschnitt 8 umfasst eine erste berührungslose Lippe 3 mit Fettrückhaltefunktion und eine zweite berührungslose Lippe 9. Da beide Lippen berührungsfrei sind, muss sichergestellt werden, dass unter allen Betriebsbedingungen kein Kontakt besteht. Deshalb: $$\text{IRD}45+\mathrm{0,2}\text{ mm}<\text{SRD}41<\text{IRD}45+\mathrm{0,4}\text{ mm}$$

  

  für die erste berührungsfreie Lippe 3, wobei IRD45 der radiale Außendurchmesser des Sitzes des radialen Innenrings 34 ist und $$\text{IRD}30+\mathrm{0,2}\text{ mm}<\text{SRD}44<\text{IRD}84+\mathrm{0,4}\text{ mm}$$

  

  für die zweite berührungslose Lippe 8, wobei IRD30 der radiale Außendurchmesser des radialen Innenrings 34 ist.
• Schließlich bestimmen die radialen Abmessungen SRD44A und die axialen Abmessungen SRL44 der berührungsfreien Lippe 9 die Menge des im Gleitbereich der Berührungslippe 4 gegen den radialen Innenring 34 umlaufenden Fetts. Insbesondere wird die radiale Abmessung SRD44A auf den Durchmesser SRD44 wie folgt bezogen: $$\text{SRD}44+\mathrm{0,2}\text{ mm}<\text{SRD}44\text{A}<\text{SRD}44+\mathrm{0,6}\text{ mm}$$

  

  während die axiale Abmessung vorteilhaft zwischen 1 mm und 2,5 mm liegt.
• 7 zeigt den Zwischenabschnitt 5 der Dichtungsvorrichtung 50, der so dimensioniert ist, dass eine ausreichende mechanische Steifigkeit der Dichtungsvorrichtung selbst bereitgestellt ist. Um die Steifigkeit des Systems zu gewährleisten, muss die axiale Dicke SRL01 des Zwischenabschnitts 5 in einem Bereich zwischen 0,5 mm und 0,9 mm liegen.
• Schließlich wird mit Bezug auf 8 eine alternative Lösung für den Zwischenabschnitt 5 dargestellt, bei der eine Entlastungsnut 5a vorhanden ist. Diese Nut hat die Funktion, einen größeren Abstand zwischen der Dichtungsvorrichtung 50 und dem Käfig 38 zu gewährleisten. Um dies zu erreichen, sollte die der Entlastungsnut 5a entsprechende Dicke SRL02 im Verhältnis zur axialen Dicke SRL01 des Zwischenabschnitts 5 stehen und vorzugsweise zwischen: $$\text{SRL}01-\mathrm{0,5}\text{ mm}<\text{SRL}02<\text{SRL}01-\mathrm{0,3}\text{ mm}$$

  
• Um eine örtliche Vergrößerung des Abstandes zwischen der Dichtungseinrichtung 50 und dem Käfig 38 zu gewährleisten, muss der radiale Innendurchmesser SRD31 in Bezug auf die Entlastungsnut 5a, d.h. der Durchmesser, oberhalb dessen die Entlastungsnut beginnt, zum radialen Innendurchmesser ORD30 des radialen Außenrings 31 gemäß folgender Beziehung in Beziehung gesetzt werden: $$\text{ORD}30-\mathrm{1,5}\text{ mm}<\text{SRD}31<\text{ORD}30-1\text{ mm}$$

  
• Im Einzelnen ist gemäß der vorliegenden Erfindung:
• - das Verfahren zur Herstellung der Dichtungseinheit einfacher als das bisherige und erfordert eine geringere Investition in Werkzeuge (nur die Spritzgussform);
• - die Einhaltung der geltenden Normen für das Gießen von Metalleinsätzen und die Vulkanisierung von Gummi durch die Energiebilanz des Spritzgießverfahrens begünstigt und außerdem umweltfreundlich, da keine Chemikalien (Phosphatieren, Entfetten, Kleben usw.) erforderlich sind;
• - können durch das Spritzgussverfahren bis zu 50 % der Abfälle wiederverwendet werden;
• - das Endprodukt (Dichtung) zu 100 % wiederverwertbar und kann mit einem bekannten industriellen Verfahren leicht vom Lager getrennt werden.
• Zusätzlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung gibt es natürlich noch viele andere Varianten. Es sollte auch verstanden werden, dass diese Ausführungsformen nur illustrativ sind und weder den Umfang der Erfindung, noch ihre Anwendungen oder ihre möglichen Konfigurationen einschränken. Im Gegenteil, obwohl die obige Beschreibung es dem Fachmann ermöglicht, die vorliegende Erfindung gemäß zumindest einer ihrer Ausführungsformen zu verwirklichen, ist davon auszugehen, dass viele Variationen der beschriebenen Komponenten möglich sind, ohne vom Anwendungsbereich der Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen abzuweichen, die wörtlich und/oder gemäß ihren gesetzlichen Entsprechungen auszulegen sind.

Claims (10)

1. Dichtungsvorrichtung (50) für eine Lagereinheit (30), wobei die Vorrichtung (50) umfasst - einen radial äußeren Verankerungsabschnitt (7) zum Verankern der Dichtungsvorrichtung an einem radialen Außenring (31) der Lagereinheit (30), - einen Zwischenabschnitt (5), der so dimensioniert ist, dass er der Dichtungsvorrichtung (50) mechanische Steifigkeit verleiht, und - einen radial inneren Abschnitt (8), der eine Dichtungsfunktion gegen einen radialen Innenring (34) des Lagers (30) bereitstellt, wobei die Dichtungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus einem einzigen polymeren Kunststoffmaterial hergestellt ist.
2. Dichtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das polymere Kunststoffmaterial eine Mischung aus Polybutylenterephthalat umfasst.
3. Dichtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Verankerungsabschnitt (7) versehen ist mit: - einer Verankerungsgeometrie (1) zum Einsetzen der Dichtungsvorrichtung (50) in eine radial innere Nut (31a) des radialen Außenrings (31), - zumindest einen Vorsprung (2), der als verdrehsichere und statische Dichtung dient, - einen flexiblen Abschnitt (6), der in der radial inneren Nut (31a) befestigt wird.
4. Dichtungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungsabschnitt (8) eine erste berührungslose Lippe (3), die eine Fettrückhaltefunktion hat, eine zweite berührende Lippe (4), die eine Dichtungsfunktion gegen den radial inneren Ring (34) bereitstellt, und eine dritte berührungslose Lippe (9) umfasst.
5. Dichtungsvorrichtung (50) gemäß Anspruch 3, wobei: - ein erster radialer Außendurchmesser (SRD15) der Verankerungsgeometrie (1) in einem Verhältnis zu einem radialen Innendurchmesser (ORD43) der Nut (31a) des radialen Außenrings (31) steht: $$\text{ORD}43+\mathrm{0,2}\text{mm}<\text{SRD}15<\text{ORD}43+\mathrm{0,5}\text{mm}\text{, und}$$

   

   - ein zweiter radialer Außendurchmesser (SRD10) ist somit auf den ersten radialen Außendurchmesser (SRD15) der Verankerungsgeometrie (1) bezogen: $$\text{SRD}15+\mathrm{0,3}\text{mm}<\text{SRD}10<\text{SRD}15+\mathrm{0,5}\text{mm}.$$

   
6. Dichtungsvorrichtung (50) nach Anspruch 3, wobei der zumindest eine Vorsprung (2) gemäß einem Durchmesser (SRD31) positioniert ist, der somit auf einen radialen Innendurchmesser (ORD30) des radialen Außenrings (31) bezogen ist: $$\text{ORD}30+\mathrm{0,5}\text{mm}<\text{SRD}31<\text{ORD}30+\mathrm{0,8}\text{mm}.$$

   
7. Dichtungsvorrichtung (50) gemäß Anspruch 3, wobei: - ein radialer Innendurchmesser (SRD20) des flexiblen Abschnitts (6), der den Beginn der Nut des flexiblen Abschnitts (6) definiert, mit einem radialen Innendurchmesser (ORD30) des radialen Außenrings (31) in Beziehung steht: $$\text{ORD}30+\mathrm{0,2}\text{mm}<\text{SRD}20<\text{ORD}30+\mathrm{0,4}\text{mm},\text{ und}$$

   

   - eine Dicke (SRL03) des flexiblen Abschnitts (6) ist: $$\text{SRL}03=\text{Max }\mathrm{0,5}\text{mm}.$$

   
8. Dichtungsvorrichtung (50) gemäß Anspruch 4, wobei ein Arbeitsdurchmesser (SRD39) der zweiten Berührungslippe (4) mit einem entsprechenden Arbeitsdurchmesser (IRD84) des radialen Innenrings (34) in Beziehung steht: $$\text{IRD}84+\mathrm{0,2}\text{mm}<\text{SRD}39<\text{IRD}84+\mathrm{0,4}\text{mm}.$$

   
9. Dichtungsvorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei die axiale Dicke (SRL01) des Zwischenabschnitts (5) in einem Bereich zwischen 0,5 mm und 0,9 mm liegt.
10. Lagereinheit (30), die mit einer in einem Spalt (35) untergebrachten Dichtungsvorrichtung (50) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestattet ist, wobei die Lagereinheit ferner umfasst: - einen radialen Außenring (31), - einen radialen Innenring (34), - eine Mehrzahl von Wälzkörpern (32), die zwischen dem radialen Außenring (31) und dem radialen Innenring (34) eingefügt sind.

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