DE10309383A1 - Two-part all-weather seal for wind turbine blade root and bearing - Google Patents
Two-part all-weather seal for wind turbine blade root and bearingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung richtet sich auf eine Drehlagerung für der Feuchtigkeit ausgesetzte Anlagen, bspw. für die Blattlagerung einer Windenergieanlage, für Schiffswinden od. dgl., mit zwei gegeneinander verdrehbaren Anschlußelementen, mit wenigstens einem zwischen denselben angeordneten, ein- oder mehrreihigen Wälzlager insbesondere zur Aufnahme von Axial- und/oder Radiallasten und/oder Kippmomenten, sowie mit wenigstens einer Dichtung zum Schutz des/der Wälzlager vor Feuchtigkeit und Korrosion, wobei es unerheblich ist, ob es sich um reine Axial- oder Radialwälzlager handelt oder um Kombinationslager. The invention is directed to a pivot bearing for exposure to moisture Plants, for example for the sheet storage of a wind energy plant, for ship's winches or the like, with two mutually rotatable connection elements, with at least one between the same arranged, single or multi-row rolling bearings in particular for Absorption of axial and / or radial loads and / or tilting moments, as well as with at least one seal to protect the rolling bearing (s) from moisture and Corrosion, it is irrelevant whether it is pure axial or radial roller bearings is a combination warehouse.
Seit jeher hat der Mensch das Meer mit Schiffen befahren; seit der Verwendung von Eisen für Schiffsrumpf und -aufbauten war die aggressive Seeluft ob ihrer korrodierenden Eigenschaften beständiger Anlaß für Rostansatz an allen Eisenteilen, bspw. an Ankerwinden, etc. Jedoch können alle hierdurch verursachten Defekte zumeist unter vergleichsweise mäßigem Aufwand im nächsten Hafen behoben werden. Ähnliches gilt bspw. für Bohrinseln, wo die Reparaturen mit dem vorhandenen Werkzeug vor Ort durchgeführt werden können. Man has always sailed the sea by ship; since using Iron for ship's hull and superstructure was the aggressive sea air because of her corrosive properties permanent cause of rust formation on all iron parts, For example on windlasses, etc. However, all defects caused by this can mostly in the next port with comparatively moderate effort. The same applies, for example, to drilling rigs, where repairs are carried out with the existing one Tool can be carried out on site.
Andererseits hat sich seit kurzem die Erkenntnis durchgesetzt, dass die Nutzung alternativer Energiequellen immer wirtschaftlicher wird. Neben Wasserkraftanlagen haben vor allem Windenergieanlagen bereits ihre Wirtschaftlichkeit unter Beweis gestellt. Aufgrund von Problemen beim Grundstückserwerb, mit ablehnenden Anwohnern und insbesondere mit unregelmäßig blasendem Wind im Binnenland ist man nun dazu übergegangen, verstärkt die Region jenseits der Küste durch den Bau sog. Off-Shore-Windenergieanlagen zu nutzen. Billige Grundstücke, keine Anwohner, beständiger, starker Wind sind die Vorteile - die aggressive Seeluft und die schwierige Wartung der hinzunehmende Nachteil. Hat man diesem Nachteil zunächst keine allzugroße Bedeutung beigemessen, so zeigt sich nun nach mehrjährigem Betrieb vieler Windenergieanlagen im küstennahen Bereich, dass die Rostentwicklung stärker ist als befürchtet, und vor allem, dass die langfristigen Auswirkungen für eine Windenergieanlage katastrophal sein können. Betroffen sind vor allem die Blattlager, die dazu dienen, die Blätter des Windrades je nach Windstärke weniger oder stärker anzustellen. Diese Drehlager haben zumeist einen Durchmesser von 1 bis 3 Metern oder mehr und können aufgrund dieser Größe wirtschaftlich nicht aus rostfreiem Werkstoff hergestellt werden. Als Korrosionsschutz dient statt dessen eine Verzinkungsschicht einerseits sowie eine oder mehrere Dichtungen andererseits. Diese Verzinkungsschicht wird jedoch von dem betreffenden Dichtring durchgescheuert, es bilden sich Rostnarben, welche die Dichtung verschleißen, wodurch Feuchtigkeit in das Lagerinnere gelangt, dort Korrosion verursacht und damit zum Blockieren des Lagers führt. Zu dem dann erforderlichen Austausch des betreffenden Blattlagers muß ein Schwimmkran zu der betreffenden Windenergieanlage gefahren werden, das Blatt abheben und nach Austausch des Blattlagers wieder montieren. Die Kosten hierfür sind enorm und belasten die Wirtschaftlichkeitsbilanz der betreffenden Windenergieanlage ganz erheblich. On the other hand, there has recently been a realization that use alternative energy sources is becoming increasingly economical. In addition to hydropower plants wind turbines in particular have already proven their economic viability posed. Due to problems with the purchase of land, with negative Residents and especially with irregular blowing wind in the inland the transition to the region beyond the coast is reinforced by construction to use so-called off-shore wind turbines. Cheap plots, no residents, steady, strong wind are the advantages - the aggressive sea air and the difficult Maintenance is an added disadvantage. If you don't have this disadvantage at first attached too great importance, so now shows after several years of operation many wind turbines in the coastal area that the rust development stronger is feared, and most importantly, that the long-term effects for a Wind turbines can be catastrophic. The leaf bearings are particularly affected, which serve to make the blades of the wind turbine less or stronger depending on the wind strength to hire. These rotary bearings usually have a diameter of 1 to 3 meters or more and, due to this size, cannot economically be made of stainless steel Material. Instead, corrosion protection is used Galvanizing layer on the one hand and one or more seals on the other. This However, the galvanizing layer is rubbed through by the relevant sealing ring, it Rust scars form, which wear the seal, causing moisture in the Reaches the inside of the bearing, causing corrosion and thus blocking the bearing leads. For the then necessary replacement of the relevant blade bearing, a Floating crane to be driven to the wind turbine in question, the sheet lift off and reassemble after replacing the blade bearing. The cost of this is enormous and burden the profitability of the wind turbine in question quite considerably.
Aus den beschriebenen Nachteilen des Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, eine Möglichkeit zu finden, wie die Bildung von Rost zumindest im Bereich der Laufflächen bzw. Wälzelemente eines aggressiven Umweltbedingungen bspw. auf See, aber auch an Küsten- und Binnenstandorten ausgesetzten Drehlagers langfristig vermieden werden kann. This results from the disadvantages of the prior art described Problem initiating invention to find a way such as the formation of rust at least in the area of the treads or rolling elements of an aggressive one Environmental conditions, for example at sea, but also at coastal and inland locations exposed pivot bearings can be avoided in the long term.
Die Lösung dieses Problems gelingt dadurch, dass im Rahmen einer Dichtung an einem ersten Anschlußelement ein dessen Symmetrieachse konzentrisch umgebendes, ringförmiges Element aus einem nicht korrodierenden Werkstoff (korrosionsfreier Ring) festgelegt ist, und an dem zweiten Anschlußelement wenigstens ein ebenfalls ringförmiges, elastisches Dichtelement befestigt ist (elastischer Ring), wobei wenigstens eine Dichtlippe des elastischen Rings an dem korrosionsfreien Ring anliegt (Haupt-Dichtlippe). The solution to this problem is achieved by using a seal a first connection element concentric with its axis of symmetry surrounding ring-shaped element made of a non-corrosive material (Corrosion-free ring) is fixed, and at least on the second connection element a ring-shaped, elastic sealing element is also attached (elastic ring), wherein at least one sealing lip of the elastic ring on the corrosion-free ring is applied (main sealing lip).
Die Erfindung verzichtet dabei im Rahmen der Haupt-Dichtung auf einen direkten Kontakt zwischen einem an einem Anschlußelement festgelegten Dichtring einerseits und der Verzinkungsschicht des jeweils anderen, demgegenüber drehenden Anschlußelements andererseits. Damit wird auch der infolge des Anlagedrucks der Dichtung unweigerlich auftretende Abrieb der Verzinkungsschicht vermieden und demzufolge das Freilegen des blanken Metalls im Bereich der Haupt-Dichtung, was die Bildung von Rost unter der Haupt-Dichtung und damit das Eindringen von Feuchtigkeit zur Folge hätte. Vielmehr wird ein Ring aus einem korrosionsfreien Werkstoff verwendet, der keine Verzinkung oder sonstigen Rostschutz benötigt und dennoch niemals einer Korrosion unterliegt. Die Haupt-Dichtung bleibt daher langfristig intakt und kann die empfindlichen Teile des betreffenden Drehlagers somit beständig vor dem Eindringen von Feuchtigkeit schützen. The invention dispenses with a direct one in the context of the main seal Contact between a sealing ring fixed to a connection element on the one hand and the galvanizing layer of the other, in contrast, rotating Connection element on the other hand. This also means that due to the investment pressure Seal inevitably occurring abrasion of the galvanizing layer avoided consequently the exposure of the bare metal in the area of the main seal, which the Formation of rust under the main seal and thus the penetration of moisture would result. Rather, a ring is made of a corrosion-free material used, which does not require galvanizing or other rust protection and still never subject to corrosion. The main seal therefore remains intact in the long term and can therefore the sensitive parts of the pivot bearing in question before Protect moisture ingress.
Die Erfindung ermöglicht es, für die gegeneinander verdrehbaren Anschlußelemente einen nicht korrosionsfreien - und damit preiswerteren - Werkstoff zu verwenden, ohne dass durch einen solchenfalls erforderlichen Rostschutzüberzug, bspw. eine Verzinkung, die Abdichtwirkung eingeschränkt würde. The invention makes it possible for the mutually rotatable connection elements to use a non-corrosion-free - and therefore cheaper - material without that due to such a necessary rust protection coating, e.g. a Zinc coating that would limit the sealing effect.
Der korrosionsfreie Ring sollte aus einem formstabilen bzw. steifen Werkstoff bestehen, damit er einerseits selbst seine Form unabhängig von der Drehzahl und daraus evtl. resultierenden Fliehkräften behält und darüber hinaus auch den elastischen Ring führen bzw. stützen kann. The corrosion-free ring should consist of a dimensionally stable or rigid material, so that on the one hand it can shape itself independently of the speed and possibly resulting centrifugal forces and also keeps the elastic ring can lead or support.
Der elastische Dichtring muß bei den oben erwähnten, großen Abmessungen mancher Drehlagerungen eine vergleichsweise harte Konsistenz aufweisen, um zuverlässig an Ort und Stelle gehalten zu werden und formstabil zu bleiben. Daher kann die von diesem hervorgerufene Abriebwirkung an dem korrosionsfreien Ring nicht vernachlässigt werden; zur Vorbeugung gegen vorzeitigen Verschleiß des korrosionsfreien Rings sieht die Erfindung daher vor, für diesen einen Werkstoff mit einer hohen Härte auszuwählen, die höher sein sollte als die Härte des verwendeten Dichtrings. Besonders bewährt hat sich in diesem Zusammenhang die Verwendung eines Metallrings, insbesondere aus Messing. The elastic sealing ring must be some with the large dimensions mentioned above Rotary bearings have a comparatively hard consistency in order to be reliable To be held in place and to keep its shape. Therefore, that of this caused abrasion effect on the corrosion-free ring be ignored; to prevent premature wear of the The invention therefore provides a corrosion-free ring for this material a high hardness that should be higher than the hardness of the used Seal. The use has proven particularly useful in this context a metal ring, especially made of brass.
Um periodische Verformungen des elastischen Rings ausschließen zu können, welche zu einem beschleunigten Verschleiß desselben führen könnten, ist ferner ein über den Ringumfang völlig gleichbleibender Querschnitt wichtig. Dieser Querschnitt selbst wiederum kann nahezu beliebig gewählt werden; zumindest die Kontaktfläche sollte jedoch als ebene oder nur mäßig gewölbte Fläche gestaltet sein, damit der elastische Dichtring keine Probleme hat, eine vollständige Abdichtung herbeizuführen. Bewährt hat sich daher bspw. ein etwa mehreckiger, insbesondere rechteckiger Querschnitt des korrosionsfreien Rings. In order to exclude periodic deformations of the elastic ring, which ones could lead to accelerated wear of the same, is also an over Ring circumference completely constant cross-section important. This cross section itself again you can choose almost anything; at least the contact area should however, be designed as a flat or only moderately curved surface, so that the elastic Sealing ring has no problems to achieve a complete seal. proven therefore has, for example, an approximately polygonal, in particular rectangular, cross section of the corrosion-free ring.
Da der korrosionsfreie Ring aus einem hochwertigen und daher möglicherweise teueren Werkstoff herzustellen ist, besteht der Wunsch, dessen Querschnitt vergleichsweise gering zu wählen und dadurch Material einzusparen. Um dennoch eine maximale Festigkeit zu erhalten, empfiehlt die Erfindung, den Randverlauf des Ringquerschnitts nur geraden oder konvex gekrümmten Kurvenabschnitten folgen zu lassen. Dadurch gibt es - in radialer Sicht - weder Querschnittsverminderungen noch Kerbwirkungen auslösende Knicke oder sonstige Biegungen. Because the corrosion-free ring is made of a high quality and therefore possibly expensive material to manufacture, there is a desire to cross-section to be chosen comparatively small and thus to save material. To still be one To obtain maximum strength, the invention recommends the edge course of the Ring cross-section only follows straight or convexly curved curve sections to let. As a result, there is neither a reduction in cross section nor a radial view Notches causing kinks or other bends.
Weiterhin ist es nicht unerheblich, dass der Ring vollständig geschlossen ist. Denn dadurch wird einerseits sichergestellt, dass die Haupt-Dichtung keinerlei undichte Stellen aufweist, und andererseits besteht solchenfalls auch keinerlei Tendenz, sich bei höheren Drehzahlen aufgrund der damit verbundenen Fliehkräfte aufzuweiten. It is also important that the ring is completely closed. Because on the one hand, this ensures that the main seal does not leak Has positions, and on the other hand there is no tendency to join expand higher speeds due to the associated centrifugal forces.
Schließlich sollte der Ring auch nicht aus mehreren Lamellen, spiralig gewundenen Lagen od. dgl. aufgebaut sein, weil die Berührungsflächen od. dgl. durch Kapillarwirkung Feuchtigkeit anziehen könnten. After all, the ring should not consist of several lamellae, spirally wound Layers or the like. Be built up because the contact surfaces or the like Capillary action could attract moisture.
Ferner sieht die Erfindung vor, dass der korrosionsfreie Ring weder in den Spalt zwischen den gegeneinander verdrehbaren Anschlußelementen hineinragt noch jenen übergreift. Dadurch wird einerseits der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Drehlagerung erleichtert, andererseits kann sodann dieser Spalt zur Fixierung des elastischen Rings verwendet werden, wie weiter unten noch ausgeführt werden wird. Furthermore, the invention provides that the corrosion-free ring neither in the gap still protrudes between the mutually rotatable connection elements overlaps. As a result, the assembly of the invention Rotary bearing facilitated, on the other hand, this gap can then be used to fix the elastic ring can be used, as will be explained below.
Es hat sich als günstig erwiesen, dass der korrosionsfreie Ring in einem Bereich des betreffenden Anschlußelements angeordnet ist, der gegenüber der entsprechenden Stirnseite des anderen Anschlußelements in axialer Richtung zurückversetzt ist. Dadurch ist es möglich, den damit in Kontakt tretenden Dichtring an einem Mantelbereich des axial überstehenden Anschlußelements festzulegen und derart auszubilden, dass er auf kürzestem Weg den korrosionsfreien Ring umgreift. It has proven to be advantageous that the corrosion-free ring in a region of the relevant connection element is arranged, the opposite of the corresponding Front of the other connection element is set back in the axial direction. This makes it possible to attach the sealing ring that comes into contact with one To define the jacket area of the axially projecting connection element and such to train that it encompasses the corrosion-free ring in the shortest possible way.
Zu seiner Befestigung kann der korrosionsfreie Ring in einer die Symmetrieachse des betreffenden Anschlußelements umlaufenden Nut oder Auskehlung eingesetzt sein. Dadurch läßt sich ein mechanisch sehr stabiler Formschluß ausbilden; außerdem kann somit jeglicher Spalt zwischen dem korrosionsfreien Ring und dem betreffenden Anschlußelement vermieden werden, so dass eine die Abdichtungswirkung beeinträchtigende Bypass-Wirkung für eindringende Feuchtigkeit vollständig ausgeschlossen wird. Alternativ oder kumulativ zu der Aufnahme des Rings in einer Nut kann dieser auch mittels Nietstiften oder Schrauben befestigt sein. Auch ein Verstemmen (Anfertigung einer Fügepassung, Einlegen des Rings in die betreffende Nut und Deformation der Nutkanten), Einkleben oder Verlöten ist denkbar. To fix it, the corrosion-free ring can be located in an axis of symmetry relevant connecting element circumferential groove or groove. This enables a mechanically very stable form fit to be formed; also can thus any gap between the corrosion-free ring and the relevant one Connection element can be avoided, so that the sealing effect impairing bypass effect for penetrating moisture completely is excluded. Alternatively or cumulatively to the reception of the ring in a groove it can also be attached using rivets or screws. Also a Caulking (making a joint fit, inserting the ring into the relevant one Groove and deformation of the groove edges), gluing or soldering is conceivable.
Im Rahmen einer ersten Ausführungsform ist der korrosionsfreie Ring in die Nut oder Auskehlung eingepreßt oder eingestemmt. Zu diesem Zweck können die Querschnitte der ineinandergreifenden Teile von Ring und Nut nach Art einer Preßpassung bemessen sein. Für das Verstemmen genügt eine Fügepassung, da die Fixierung anschließend durch eine Deformation der Nut- bzw. Auskehlungskanten herbeigeführt wird. Andererseits stellt diese Verbindungstechnik die einfachste Möglichkeit dar und führt zu einer völligen Zentrierung des Rings an dem Anschlußelement. Da der korrosionsfreie Ring während des Betriebs von äußeren Kräften insbesondere in Achsrichtung des Drehlagers nahezu frei ist, erhält man auf diesem Weg eine stabile und dauerhafte Verbindung. In a first embodiment, the corrosion-free ring is in the groove or Groove pressed or caulked. For this purpose, the cross sections the interlocking parts of the ring and groove in the manner of an interference fit be measured. A joint fit is sufficient for caulking because the fixation then brought about by deformation of the groove or fillet edges becomes. On the other hand, this connection technology is the simplest option and leads to a complete centering of the ring on the connection element. Since the corrosion-free ring during the operation of external forces especially in Axial direction of the pivot bearing is almost free, you get a stable in this way and permanent connection.
Eine andere Methode zur Fixierung des korrosionsfreien Rings in der Nut oder Auskehlung umfaßt das Zusammenkleben dieser Teile. Eine derartige Verbindung läßt sich ohne den Einsatz einer Presse herstellen; darüber hinaus kann bspw. ein Klebstoff auf Kunstharzbasis mit elektrisch Isolierenden Eigenschaften verwendet werden, um einen korrosionsfreien Ring aus Metall gegenüber der Nut und damit auch gegenüber dem Körper des betreffenden Anschlußelements elektrisch zu isolieren, so dass keine elektrochemischen Elemente entstehen können. Another method for fixing the corrosion-free ring in the groove or Grooving involves gluing these parts together. Such a connection leaves produce without the use of a press; In addition, an adhesive, for example resin based with electrical insulating properties can be used to a corrosion-free metal ring opposite the groove and thus also opposite to electrically isolate the body of the relevant connection element, so that none electrochemical elements can arise.
Andererseits ist es auch möglich, den korrosionsfreien Ring in die Nut einzugießen, so dass sich eine besonders innige Verbindung des Rings mit dem Anschlußelement ergibt. On the other hand, it is also possible to pour the corrosion-free ring into the groove, so that there is a particularly intimate connection of the ring with the connecting element results.
Sofern der korrosionsfreie Ring vollständig in eine Nut oder Auskehlung eingesenkt ist und mit deren Rändern etwa bündig abschließt, kann der elastische Dichtring an einer nicht umgriffenen Seite des korrosionsfreien Elements aufliegen. If the corrosion-free ring is completely sunk into a groove or groove and with their edges is approximately flush, the elastic sealing ring on one not encompassed side of the corrosion-free element.
Die Stabilisierung des korrosionsfreien Rings wird weiterhin dadurch gefördert, dass der elastische Dichtring derart an dem korrosionsfreien Ring anliegt, dass die resultierende, auf den korrosionsfreien Ring einwirkende Anpreßkraft zum Grund der Nut oder Auskehlung gerichtet ist, falls sie nicht vernachlässigt werden kann. Da der korrosionsfreie Ring bevorzugt in einer axialen Nut oder Einkerbung in einer Stirnseite eines Anschlußelements eingesetzt ist, wird er darin vornehmlich durch Reibung fixiert. Eine - wenn auch nur mäßige - Anpreßkraft sichert daher sein Verbleiben in der dafür vorgesehenen ringförmigen Vertiefung. The stabilization of the corrosion-free ring is further promoted by the fact that the elastic sealing ring rests on the corrosion-free ring in such a way that the resulting, pressing force acting on the corrosion-free ring to the bottom of the groove or Grooving is directed if it cannot be neglected. Since the corrosion-free ring preferably in an axial groove or notch in one end face a connector is used, it is mainly fixed by friction. A - even if only moderate - contact pressure therefore ensures that it remains in place provided annular recess.
Bei einer möglichen Ausführungsform dient der in die Nut eingesetzte Teil des korrosionsfreien Rings ausschließlich dessen Fixierung, während ein anderer Teil des korrosionsfreien Rings die Stirnseite des betreffenden Anschlußelements überragt, um dort die eigentliche Dicht-Kontaktfläche zur Verfügung zu stellen. Obzwar der korrosionsfreie Ring auch an einer Mantelfläche eines Anschlußelements angeordnet sein könnte, so ist doch das Einsetzen eines geschlossenen Rings in eine stirnseitige Nut des Anschlußelements bedeutend einfacher und daher i. a. vorzuziehen. In one possible embodiment, the part of the corrosion-free ring exclusively its fixation, while another part of the Corrosion-free ring extends beyond the end face of the connecting element in question to provide the actual sealing contact area there. Although the corrosion-free ring also arranged on a lateral surface of a connecting element could be, but is the insertion of a closed ring in an end Groove of the connecting element significantly easier and therefore i. a. preferable.
Wenn die Höhe des erhabenen Bereichs des korrosionsfreien Rings kleiner oder maximal gleich der Tiefe der diesen aufnehmenden Nut ist, so ergibt sich ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der Größe bzw. dem Volumen des Rings einerseits dem seiner Stabilisierung dienenden Form- bzw. Kraftschluß andererseits. If the height of the raised area of the corrosion-free ring is smaller or is at most equal to the depth of the groove receiving this, so there is a balanced ratio between the size and the volume of the ring on the one hand the positive or non-positive connection serving to stabilize it.
Eine besonders gute Abdichtwirkung ergibt sich, wenn der elastische Dichtring an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des erhabenen Bereichs des korrosionsfreien Rings anliegt. Dadurch kann der korrosionsfreie Ring mit seinen beiden, einander gegenüberliegenden Seiten eine den elastischen Dichtring zentrierende Wirkung übernehmen und trägt damit zu einem stabilen Sitz des elastischen Dichtrings und damit zu einer beständigen, optimalen Abdichtwirkung bei. A particularly good sealing effect is obtained when the elastic sealing ring is attached to two opposite sides of the raised area of the corrosion free Rings around. This allows the corrosion-free ring with its two, each other opposite sides a centering effect of the elastic sealing ring take over and thus contributes to a stable fit of the elastic sealing ring and thus to a permanent, optimal sealing effect.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung schließt der korrosionsfreie Ring mit der Stirn- oder Mantelseite des betreffenden Anschlußelements bündig ab oder ist darin vertieft. Solchenfalls bietet sich die noch verbleibende Ober- oder Außenseite des korrosionsfreien Rings als Kontaktfläche für den elastischen Ring an. Während bei einem bündigen Abschluß des korrosionsfreien Rings darauf zu achten ist, dass der elastische Ring bzw. eine Dichtlippe desselben präzise auf dem korrosionsfreien Ring aufliegt, da bspw. eine exzentrische Verschiebung zu einem raschen Verschleiß des elastischen Rings und damit zum Undichtwerden der Haupt- Dichtung führen könnte, bildet ein in das betreffende Anschlußelement vertiefter Ring zusätzlich bereits eine Führungsbahn für den elastischen Ring. In a modified embodiment of the invention, the corrosion-free closes Ring flush with the face or shell side of the connection element in question or is deepened in it. In this case, the remaining top or Outside of the corrosion-free ring as a contact surface for the elastic ring. Care should be taken to ensure that the corrosion-free ring is flush is that the elastic ring or a sealing lip of the same precisely on the Corrosion-free ring rests because, for example, an eccentric shift to one rapid wear of the elastic ring and thus leakage of the main Could lead seal forms a ring recessed in the relevant connector additionally a guide track for the elastic ring.
Nach einer wiederum anderen Ausführungsform können beim Einsetzen des korrosionsfreien Rings in eine Auskehlung des betreffenden Anschlußelements zwei benachbarte Mantelbereiche des korrosionsfreien Rings mit jeweils einer von zwei Außenflächen dieses Anschlußelements fluchten, welche im Bereich der Auskehlung liegen. Durch den daraus folgenden, glatten Oberflächenübergang werden unnötige Kanten vermieden, welche Verletzungen des elastischen Dichtrings hervorrufen könnten, und erlauben daher eine Weiterbildung der Erfindung, wobei der elastische Dichtring an einem oder beiden dieser Mantelseiten des korrosionsfreien Rings dichtend anliegt. According to yet another embodiment, when the corrosion-free ring in a groove of the connecting element concerned two Adjacent areas of the corrosion-free ring, each with one of two The outer surfaces of this connection element are aligned, which are in the area of the groove lie. The resulting smooth surface transition makes unnecessary Avoid edges that cause injuries to the elastic sealing ring could, and therefore allow a further development of the invention, the elastic Sealing ring on one or both of these jacket sides of the corrosion-free ring fits tightly.
Indem der/die Kontaktbereich(e) des elastischen Rings mit dem korrosionsfreien Ring (jeweils) als Dichtlippe ausgebildet ist (sind), läßt sich unter Ausnutzung der Materialeigenschaften des elastischen Dichtrings eine den abdichtenden Kontakt unterstützende, elastische Anpreßkraft realisieren, derart, dass die Dichtlippen aufgrund einer Vorspannung des elastischen Dichtrings mit ihren Endbereichen an den korrosionsfreien Ring angepreßt werden. By the contact area (s) of the elastic ring with the corrosion-free ring (each) is (are) designed as a sealing lip, can be made use of Material properties of the elastic sealing ring and the sealing contact Realize supportive, elastic contact pressure in such a way that the sealing lips due to a bias of the elastic sealing ring with its end areas on the corrosion-free ring are pressed.
Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass an dem elastischen Ring - von dem korrosionsfreien Ring aus gesehen - jenseits einer (der beiden) Haupt- Dichtlippe(n) (jeweils) wenigstens eine weitere, ringförmige Dichtlippe vorgesehen ist, die an dem ersten Anschlußelement anliegt (Neben-Dichtlippe). Derartige Neben- Dichtlippen halten äußere Einflüsse wie bspw. Staub oder Abriebpartikel des Lagers von der (den) Haupt-Dichtlippe(n) fern und stellen damit sicher, dass die Haupt- Dichtung auch ohne regelmäßige Inspektion langfristig funktionstüchtig bleibt. The invention can be further developed in that on the elastic ring - from seen from the corrosion-free ring - beyond one (the two) main Sealing lip (s) (in each case) at least one further, annular sealing lip is provided, which rests on the first connection element (secondary sealing lip). Such secondary Sealing lips keep external influences such as dust or abrasion particles from the bearing away from the main sealing lip (s), thereby ensuring that the main Seal remains functional in the long term even without regular inspection.
Die dem abzudichtenden Wälzlagerbereich abgewandte Neben-Dichtlippe kann elastisch an dem verzinkten oder mit einem sonstigen Rostschutzüberzug versehenen Bereich des betreffenden Anschlußelements angepreßt werden. Selbst wenn die Dichtungswirkung der Neben-Dichtlippe im Laufe der Zeit aufgrund von Abrieb nachläßt, so hat dies keinen negativen Einfluß auf die Haupt-Dichtung. The secondary sealing lip facing away from the rolling bearing area to be sealed can elastic on the galvanized or provided with another rust protection coating Area of the connection element in question are pressed. Even if that Sealing effect of the secondary sealing lip over time due to abrasion subsides, this has no negative impact on the main seal.
Bevorzugt ragt die dem abzudichtenden Wälzlagerbereich zugewandte Neben- Dichtlippe in den Luftspalt zwischen den beiden Anschlußelementen hinein. Dort übernimmt sie eine ähnliche Funktion wie die äußere Neben-Dichtlippe gegenüber Abriebpartikeln aus dem Drehlager selbst, ist aber gleichzeitig selbst vor äußeren Einflüssen geschützt. The secondary part facing the rolling bearing area to be sealed preferably projects Sealing lip into the air gap between the two connection elements. There it takes on a function similar to that of the outer secondary sealing lip opposite Abrasion particles from the pivot bearing itself, but at the same time it is in front of external ones Influences protected.
Die in den Luftspalt hinein ragende Neben-Dichtlippe kann einen widerhakenförmigen Querschnitt aufweisen und durch elastische Aufspreizung an den einander gegenüberliegenden Flächen der beiden Anschlußelemente abdichtend anliegen. Somit erzeugt diese Neben-Dichtlippe selbsttätig den erforderlichen Anpreßdruck. Andererseits übernimmt sie aufgrund des Widerhaken-Querschnitts gleichzeitig auch eine Ventilfunktion für das Schmierfett, indem unter Druck in das Drehlager eingepreßtes Schmierfett diese Neben-Dichtlippe passieren kann, sodann jedoch zurückgehalten wird und daher die Haupt-Dichtlippen schmieren kann. The secondary sealing lip protruding into the air gap can be barb-shaped Have cross-section and by elastic spreading to each other lie opposite surfaces of the two connection elements in a sealing manner. This secondary sealing lip therefore automatically generates the required contact pressure. On the other hand, it also takes over due to the barb cross-section a valve function for the grease by putting pressure in the pivot bearing injected grease can pass through this secondary sealing lip, but then is retained and can therefore lubricate the main sealing lips.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass an dem den Luftspalt übergreifenden Teil des elastischen Dichtrings, insbesondere jenseits der in den Luftspalt hinein ragenden Neben-Dichtlippe, ein an diesem Dichtring in Umfangsrichtung entlang laufender Fortsatz mit einem wulst- oder federartigen Querschnitt angeformt ist, der zur Befestigung des elastischen Dichtrings in eine nutförmige Vertiefung des betreffenden Anschlußelements einlegbar ist. Während der korrosionsfreie Ring eine Führung des elastischen Dichtrings in dem Bereich des betreffenden Anschlußelements sowie bevorzugt in axialer Richtung der Drehlagerung bewerkstelligt, obliegt es dem (stirnseitigen) Fortsatz des elastischen Dichtrings, diesen auch im Bereich des anderen Anschlußelements zu stabilisieren. It is within the scope of the invention that at the part of the elastic sealing ring, especially beyond that protruding into the air gap Secondary sealing lip, one running along this sealing ring in the circumferential direction Extension is formed with a bead or spring-like cross section, which for Attachment of the elastic sealing ring in a groove-shaped recess in the relevant Connection element can be inserted. During the corrosion-free ring a guide of the elastic sealing ring in the area of the relevant connection element and accomplished preferably in the axial direction of the pivot bearing, it is the responsibility of (Front) extension of the elastic sealing ring, this also in the area of the other Stabilize connecting element.
Um durch elastische Spreizkräfte des Fortsatzes mit wulst- oder federartigem Querschnitt innerhalb der diesen aufnehmenden Nut eine hohe Verankerungskraft hervorzurufen, kann dieser mit Profilierungen versehen sein, bspw. einen sägezahnförmigem Querschnitt aufweisen, wobei die Erhebungen dieser Profilierungen durch den engeren Nutquerschnitt zusammengepreßt werden. In order by elastic spreading forces of the extension with bead or spring-like Cross section within the groove receiving this high anchoring force cause, this can be provided with profiles, for example have sawtooth-shaped cross section, the elevations of these profiles are pressed together by the narrower groove cross section.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung verläuft die Tiefenerstreckung der nutförmigen Vertiefung zur Aufnahme des Fortsatzes des elastischen Dichtrings etwa lotrecht zu dem Luftspalt zwischen den beiden Anschlußelementen, so dass der elastische Dichtring aufgrund seines in diese Nut eingreifenden Fortsatzes eine Stabilisierung und Verankerung in radialer Richtung erfährt und sich daher bspw. bei einem inneren, durch Einpressen von Schmierfett hervorgerufenen Überdruck nicht aufweiten oder aus seiner Verankerung lösen kann. According to a further feature of the invention, the depth of the groove-shaped recess for receiving the extension of the elastic sealing ring approximately perpendicular to the air gap between the two connection elements, so that the elastic sealing ring due to its engaging extension in this groove Stabilization and anchoring experienced in the radial direction and therefore, for example an internal overpressure caused by pressing in grease can expand or loosen from its anchoring.
Eine Verlegung der nutförmigen Vertiefung für den seitlichen Fortsatz des elastischen Dichtrings in einen Bereich außerhalb des Luftspalts erleichtert das Einlegen des Ring- Fortsatzes in die dafür vorgesehene Nut. A relocation of the groove-shaped recess for the lateral extension of the elastic Sealing ring in an area outside the air gap makes it easier to insert the ring Extension into the designated groove.
Zum Schutz vor Korrosion können ein oder beide Anschlußelemente außerhalb des abgedichteten Bereichs verzinkt oder mit einer sonstigen Rostschutzschicht versehen sein. Aufgrund des Rings aus korrosionsfreiem Werkstoff bleibt die Haupt-Dichtung intakt, selbst wenn durch äußere Einflüsse, durch Reibung, etc. ein Teil der Rostschutzschicht abgetragen würde und demzufolge Korrosion einsetzt. Die Haupt- Dichtung bildet eine für Korrosion unüberwindliche Barriere. To protect against corrosion, one or both connection elements outside the sealed area galvanized or provided with another rust protection layer his. The main seal remains due to the ring made of corrosion-free material intact, even if part of the external influences, friction, etc. Rust protection layer would be removed and consequently corrosion. The main Sealing forms a barrier that cannot be overcome by corrosion.
Wenn die nutförmige(n) Vertiefung(en) zur Aufnahme des korrosionsfreien Rings und/oder eines Fortsatzes des elastischen Dichtrings von einer Rostschutzbehandlung des betreffenden Anschlußelements, insbesondere einer Verzinkung, nicht betroffen ist (sind), so kann die Rauhigkeit der Nutbegrenzungswände auf ein Minimum gesenkt werden, was die Befestigung des korrosionsfreien Rings erleichtert. If the groove-shaped recess (es) for receiving the corrosion-free ring and / or an extension of the elastic sealing ring from an anti-rust treatment of the connecting element in question, in particular galvanizing, is not affected (are), the roughness of the groove boundary walls can be reduced to a minimum become, which facilitates the attachment of the corrosion-free ring.
Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass der gesamte Bereich zwischen Haupt- und/oder Neben-Dichtlippen mit Schmierfett gefüllt ist. Diesem Schmierfett obliegt es einerseits, für ein möglichst reibungsarmes Gleiten der Haupt-Dichtlippen an dem korrosionsfreien Ring zu sorgen. Darüber hinaus dient es dem zusätzlichen Schutz der Haupt-Dichtlippen vor Staub-, Abrieb- oder Rostpartikeln, indem dieselben in das Schmierfett eingebettet werden und dadurch nicht bis zu den Haupt-Dichtlippen gelangen können. Finally, it is the teaching of the invention that the entire range between The main and / or secondary sealing lips are filled with grease. That grease On the one hand, it is the responsibility of the main sealing lips to slide with as little friction as possible to ensure the corrosion-free ring. In addition, it serves the additional Protection of the main sealing lips from dust, abrasion or rust particles by the same be embedded in the grease and therefore not up to the main sealing lips can reach.
Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt: Other features, details, advantages and effects based on the invention result from the following description of preferred embodiments of the Invention and with reference to the drawing. Here shows:
Fig. 1 den Nabenbereich des dreiblättrigen Rotors einer Windenergieanlage; Fig. 1 shows the hub region of the trifoliate rotor of a wind energy plant;
Fig. 2 eine im Rahmen der Windenergieanlage aus Fig. 1 als Blattlager verwendbare Drehlagerung; FIG. 2 shows a rotary bearing which can be used as a blade bearing in the context of the wind energy installation from FIG. 1;
Fig. 3 einen Schnitt durch die Drehlagerung aus Fig. 2 entlang der Linie II-II; Fig. 3 is a section through the pivot bearing of Figure 2 taken along the line II-II.
Fig. 4 das Detail IV aus Fig. 3 in vergrößerter Darstellung; FIG. 4 shows detail IV from FIG. 3 on an enlarged scale;
Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Erfindung in einer Darstellung entsprechend eines Ausschnittes aus Fig. 4; FIG. 5 shows another embodiment of the invention in a representation corresponding to a detail from FIG. 4;
Fig. 6 eine wiederum abgewandelte Ausführungsform der Erfindung in einer der Fig. 4 entsprechenden Darstellung; sowie Fig. 7 eine nochmals abgewandelte Ausführungsform der Erfindung in einer der Fig. 4 entsprechenden Darstellung. FIG. 6 shows a further modified embodiment of the invention in a representation corresponding to FIG. 4; and FIG. 7 shows a further modified embodiment of the invention in a representation corresponding to FIG. 4.
In Fig. 1 ist der obere Bereich des Turms 1 einer Windenergieanlage 2 zu sehen. Das um eine vertikale Achse verschwenkbare Maschinenhaus 3 trägt eine um eine horizontale Achse drehbare Nabe 4, an der drei sich in radialer Richtung erstreckende Rotorblätter 5 zum Auffangen der Windenergie angesetzt sind. Um den von den Rotorblättern 5 aufzunehmenden Winddruck an die jeweilige Windgeschwindigkeit anpassen zu können, sind diese um zu ihrer Längsachse parallele Achsen gegenüber der Nabe 4 verdrehbar. Diese Bewegungsmöglichkeit wird durch je eine Drehlagerung 6 bewerkstelligt, wie sie für sich genommen in Fig. 2 dargestellt ist. In Fig. 1 the upper region of the tower 1 of a wind turbine 2 can be seen. The machine house 3 , which can be pivoted about a vertical axis, carries a hub 4 which can be rotated about a horizontal axis and to which three rotor blades 5 which extend in the radial direction are attached in order to collect wind energy. In order to be able to adapt the wind pressure to be picked up by the rotor blades 5 to the respective wind speed, these can be rotated relative to the hub 4 about axes parallel to their longitudinal axis. This possibility of movement is accomplished in each case by a rotary bearing 6 , as is shown in FIG. 2 on its own.
Man erkennt zwei gegeneinander verdrehbare, ringförmige Anschlußelemente 7, 8 zur Festlegung an der Nabe 4 einerseits und an der rückwärtigen Stirnseite des betreffenden Rotorblatts 5 andererseits. Zu diesem Zweck sind die beiden, zueinander konzentrisch angeordneten Anschlußelemente 7, 8 jeweils mit einer Vielzahl von kranzförmig angeordneten, zwischen beiden Stirnseiten 9, 10; 11, 12 durchgehenden Befestigungsbohrungen 13, 14 versehen. One can see two ring-shaped connecting elements 7 , 8 which can be rotated relative to one another and are fixed on the hub 4 on the one hand and on the rear end face of the rotor blade 5 in question on the other hand. For this purpose, the two connection elements 7 , 8 , which are arranged concentrically to one another, are each provided with a multiplicity of rings arranged between the two end faces 9 , 10 ; 11 , 12 through mounting holes 13 , 14 provided.
Aus Fig. 3 ist ferner zu entnehmen, dass die Anschlußelemente 7, 8 jeweils einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen mit etwa gleicher Höhe. Die Anschlußelemente 7, 8 sind größtenteils ineinander angeordnet, jedoch ist der Innendurchmesser des äußeren Anschlußelements 7 größer als der Außendurchmesser des inneren Anschlußelements 8, so dass sich dazwischen ein Luftspalt 15 von etwa konstanter Breite ergibt. In den beiden, einander zugekehrten Mantelflächen 16, 17 der beiden Anschlußelemente 7, 8 ist jeweils eine rundumlaufende Rille 18, 19 mit dem Querschnitt eines Kreissegments eingearbeitet, so dass sich insgesamt eine torusförmige Laufbahn für kugelförmige Wälzkörper 20 ergibt. Im Rahmen anderer Ausführungsformen können jedoch auch Wälzkörper mit anderer Gestalt Verwendung finden, bspw. zylinder- oder nadelförmige Wälzkörper. Auch können mehrere Reihen von Wälzkörpern vorgesehen sein. From Fig. 3 it can also be seen that the connection elements 7 , 8 each have an approximately rectangular cross section with approximately the same height. The connecting elements 7 , 8 are largely arranged one inside the other, but the inner diameter of the outer connecting element 7 is larger than the outer diameter of the inner connecting element 8 , so that there is an air gap 15 of approximately constant width therebetween. In the two facing surface areas 16 , 17 of the two connection elements 7 , 8 , a circumferential groove 18 , 19 with the cross section of a circular segment is incorporated, so that a toroidal raceway for spherical rolling elements 20 results overall. In the context of other embodiments, however, rolling elements with a different shape can also be used, for example cylindrical or needle-shaped rolling elements. Several rows of rolling elements can also be provided.
Bevorzugt bestehen die Anschlußelemente 7, 8 aus einem für derartige Anwendungen geeigneten Vergütungsstahl, der jedoch nicht korrosionsfrei ist. Deshalb sind sie außerhalb des Luftspalts 15 mit einer vor Korrosion schützenden Zinkschicht 21 bedeckt. The connecting elements 7 , 8 preferably consist of a heat-treatable steel suitable for such applications, but which is not corrosion-free. Therefore, outside of the air gap 15, they are covered with a zinc layer 21 that protects against corrosion.
Da die beiden Anschlußelemente 7, 8 in axialer Richtung der Drehlagerung 6 gegeneinander versetzt sind, steht im Bereich der stirnseitigen Enden des Luftspalts 15 jeweils eine Stirnseite 10, 11 eines Anschlußelements 7, 8 gegenüber der betreffenden Stirnseite 12, 9 des anderen Anschlußelements 8,7 über. In diesen Bereichen ist je eine Dichtung 22, 23 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform eines Drehlagers 6 ist der Aufbau beider Dichtungen 22, 23 identisch, was jedoch nicht zwingend ist. Since the two connection elements 7 , 8 are offset from one another in the axial direction of the rotary bearing 6 , in the region of the front ends of the air gap 15 there is in each case one end face 10 , 11 of a connection element 7 , 8 opposite the relevant end face 12 , 9 of the other connection element 8 , 7 about. A seal 22 , 23 is provided in each of these areas. In the illustrated embodiment of a rotary bearing 6 , the construction of both seals 22 , 23 is identical, but this is not mandatory.
Eine Dichtung 22, 23 umfaßt zwei Komponenten, nämlich einen Ring 24 aus einem korrosionsfreien Werkstoff einerseits sowie einen Ring 25 aus einem (begrenzt) elastischen Werkstoff andererseits. A seal 22 , 23 comprises two components, namely a ring 24 made of a corrosion-free material on the one hand and a ring 25 made of a (limited) elastic material on the other hand.
Der korrosionsfreie Ring 24 kann bspw. aus Messing oder einem sonstigen, nichtrostenden Metall bzw. Metalllegierung bestehen. Er kann aber auch aus einem Kunststoff gefertigt sein, sofern er eine ausreichend abriebfeste Oberflächenbeschaffenheit aufweist. Ggf. kann die Oberfläche des Rings 24 auch gehärtet oder mit einem verschleißfesten Überzug versehen sein. The corrosion-free ring 24 can, for example, consist of brass or some other rustproof metal or metal alloy. But it can also be made of a plastic, provided that it has a sufficiently abrasion-resistant surface texture. Possibly. The surface of the ring 24 can also be hardened or provided with a wear-resistant coating.
Bei der dargestellten Ausführungsform hat der korrosionsfreie Ring 24 einen rechteckigen Querschnitt, wobei seine Breite in axialer Richtung des Drehlagers 6 etwa 1,5- bis 5mal, insbesondere etwa 3mal so groß ist wie seine Stärke in radialer Richtung des Drehlagers 6. Andere Querschnittsformen sind möglich. In the embodiment shown, the corrosion-free ring 24 has a rectangular cross section, its width in the axial direction of the rotary bearing 6 being approximately 1.5 to 5 times, in particular approximately 3 times as large as its thickness in the radial direction of the rotary bearing 6 . Other cross-sectional shapes are possible.
Dieser Ring 24 ist etwa zur Hälfte seines Querschnitts in einer Nut 26 aufgenommen, welche in der gegenüber dem anderen Anschlußelement 8 zurückversetzten Stirnseite 9 eines Anschlußelements 7 konzentrisch zu der Drehachse des Drehlagers 6 angeordnet ist. Der Querschnitt dieser Nut 26 entspricht hinsichtlich seiner Breite der radialen Stärke des Rings 24, während die Nuttiefe etwa der halben Ringbreite entspricht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der korrosionsfreie Ring 24 in der Nut 26 durch Verstemmen fixiert. This ring 24 is accommodated in approximately half of its cross section in a groove 26 which is arranged concentrically to the axis of rotation of the rotary bearing 6 in the end face 9 of a connecting element 7 set back from the other connecting element 8 . The cross section of this groove 26 corresponds in terms of its width to the radial thickness of the ring 24 , while the groove depth corresponds to approximately half the ring width. In the embodiment according to FIG. 4, the corrosion-free ring 24 is fixed in the groove 26 by caulking.
Andererseits ist es, wie Fig. 5 zeigt, auch möglich, den korrosionsfreien Ring 24 bspw. in die Nut 26 einzukleben. Sofern hierfür ein elektrisch nicht leitender Klebstoff 27, bspw. aus Epoxydharz od. dgl., verwendet wird, so kann gleichzeitig eine elektrische Isolation zwischen dem korrosionsfreien Ring 24 und dem betreffenden Anschlußelement 7 hergestellt werden, welche die Ausbildung eines elektrochemischen Elements durch das Aufeinandertreffen zweier unterschiedlicher Metalle verhindert. On the other hand, as FIG. 5 shows, it is also possible to glue the corrosion-free ring 24 into the groove 26, for example. If an electrically non-conductive adhesive 27 , for example made of epoxy resin or the like, is used for this purpose, then electrical insulation between the corrosion-free ring 24 and the relevant connection element 7 can be produced at the same time, which results in the formation of an electrochemical element by the meeting of two different metals prevented.
Aus Fig. 4 ergibt sich ferner, dass die Nutvertiefungen 26 bzw. die darin jeweils eingesetzten Ringe 24 der beiden Dichtungen 22, 23 die Oberfläche des betreffenden Anschlußelements 7 in einen außenliegenden, verzinkten Bereich 21 einerseits und den Luftspalt 15 andererseits unterteilen, der nach außen abgedichtet ist und daher nicht verzinkt sein muß. From Fig. 4 It is also apparent that the Nutvertiefungen 26 and the rings is used in each of the two seals 22, 23, the surface of the respective connecting element 7 in an outer, galvanized area 21 on the one hand and the air gap 15 is divided 24 on the other hand, the outwardly is sealed and therefore does not have to be galvanized.
Der elastische Dichtring 26 bildet das Pendant zu dem korrosionsfreien Ring 24 und ist deshalb an dem anderen Anschlußelement 8 weitgehend verdrehfest fixiert. Zu diesem Zweck ist in dem die Stirnseite 9 des Anschlußelements 7 mit dem korrosionsfreien Ring 24 überragenden Abschnitt 28 der Mantelfläche 17 des anderen Anschlußelements 8 eine rundumlaufende Nut 29 eingearbeitet, in welche ein stirnseitiger Fortsatz 30 des elastischen Dichtrings 25 eingreift. Dieser Fortsatz 30 hat einen Querschnitt mit sägezahnförmigen Erhebungen, die sich beim Eindrücken in die Nut 29 zusammenpressen und dadurch für einen festen Reibschluß in der Nut 29 sorgen. The elastic sealing ring 26 forms the counterpart to the corrosion-free ring 24 and is therefore largely non-rotatably fixed on the other connecting element 8 . For this purpose, a circumferential groove 29 is incorporated in the section 28 of the lateral surface 17 of the other connection element 8 projecting over the end face 9 of the connection element 7 with the corrosion-free ring 24 , into which an end extension 30 of the elastic sealing ring 25 engages. This extension 30 has a cross section with sawtooth-shaped elevations, which press together when pressed into the groove 29 and thereby ensure a firm frictional engagement in the groove 29 .
Da somit innerhalb des Luftspalts 15 keine Hinterschneidungen vorgesehen sind, kann die Dichtung 22, 23 ohne Demontage der Anschlußelemente 7, 8 ausgewechselt werden. Dies ist besonders wichtig in dem Fall einer Beschädigung oder bei langfristiger Degeneration, bspw. infolge der Einwirkung von Ozon oder Sonnenstrahlung oder aufgrund einer nicht auszuschließender Materialermüdung. Since no undercuts are thus provided within the air gap 15 , the seal 22 , 23 can be replaced without dismantling the connection elements 7 , 8 . This is particularly important in the event of damage or in the event of long-term degeneration, for example due to the action of ozone or solar radiation or due to material fatigue that cannot be ruled out.
Dieser Fortsatz 30 befindet sich an einer Stirnseite 31 des elastischen Rings 25, die an der Mantelfläche 17 des betreffenden Anschlußelements 8 anliegt. Von hier aus verläuft der außenliegende Querschnittsrand des elastischen Rings 25 über den Luftspalt 15 und den korrosionsfreien Ring 24 hinweg in einem weiten Bogen 32 bis zu der verzinkten Stirnfläche 9 des anderen Anschlußelements 7. Dort ist eine Neben- Dichtlippe 33 vorgesehen, die entlang eines schmalen Bereichs an dem Anschlußelement 7 anliegt. This extension 30 is located on an end face 31 of the elastic ring 25 , which abuts the outer surface 17 of the connection element 8 in question. From here, the outer cross-sectional edge of the elastic ring 25 extends over the air gap 15 and the corrosion-free ring 24 in a wide arc 32 to the galvanized end face 9 of the other connection element 7 . A secondary sealing lip 33 is provided there, which bears against the connecting element 7 along a narrow area.
Der innere bzw. untere Bereich 34 des Dichtrings 25 folgt etwa seinem äußeren, gebogenen Verlauf 32, so dass der korrosionsfreie Ring 24 davon ebenfalls übergriffen wird. Beiderseits dieses Rings 24 erstreckt sich von dem unteren Bereich 34 des elastischen Dichtrings 25 je eine Dichtlippe 35, 36 (Haupt-Dichtlippen) nach unten. Diese beiden Dichtlippen 35, 36 haben in ihrem oberen Bereich einen Abstand, der größer ist als die (radiale) Stärke des korrosionsfreien Rings 24, nähern sich jedoch in ihrem unteren Bereich einander an und werden deshalb unter elastischer Verformung an die radial außen bzw. innen liegende Seite 37, 38 des Rings 24 angepreßt. Dies hat neben der eigentlichen Abdichtung den weiteren Effekt, dass der elastische Ring 25 eine Führung in radialer Richtung erhält. The inner or lower region 34 of the sealing ring 25 roughly follows its outer, curved course 32 , so that the corrosion-free ring 24 is also overlapped thereby. On both sides of this ring 24 , a sealing lip 35 , 36 (main sealing lips) extends downward from the lower region 34 of the elastic sealing ring 25 . These two sealing lips 35 , 36 are spaced apart in their upper region which is greater than the (radial) thickness of the corrosion-free ring 24 , but approach each other in their lower region and are therefore deformed radially on the outside and inside, respectively lying side 37 , 38 of the ring 24 pressed. In addition to the actual sealing, this has the further effect that the elastic ring 25 is guided in the radial direction.
Indem sich die äußere Neben-Dichtlippe 33 auf dem Anschlußelement 7 abstützt, trägt sie zusammen mit dem Fortsatz 30 den elastischen Dichtring 25 und hält dadurch die Haupt-Dichtlippen in einem Abstand oberhalb der Stirnseite 9 des betreffenden Anschlußelements 7. Die Haupt-Dichtlippen 35, 36 gleiten daher ausschließlich auf dem korrosionsfreien Ring 24, und durch eine geeignete Materialpaarung kann eine optimale Verschleißarmut sichergestellt werden. Because the outer secondary sealing lip 33 is supported on the connection element 7 , it carries the elastic sealing ring 25 together with the extension 30 and thereby keeps the main sealing lips at a distance above the end face 9 of the connection element 7 concerned . The main sealing lips 35 , 36 therefore slide only on the corrosion-free ring 24 , and an optimal wear resistance can be ensured by a suitable material pairing.
Schließlich ist an der Unterseite 34 des elastischen Dichtrings 25 etwa in der Verlängerung von dessen Stirnfläche 31 eine weitere Neben-Dichtlippe 39 angeformt, die in den Luftspalt 15 hineinragt. Diese Neben-Dichtlippe 39 erhält durch einen an ihrem inneren Ende 40 angesetzten und schräg nach außen verlaufenden Fortsatz 41 einen widerhakenartigen Querschnitt. Dadurch wird die Neben-Dichtlippe 39 beim Einführen in den Luftspalt 15 elastisch verformt und erzeugt eine Aufspreizkraft, welche für einen hohen Anpreßdruck gegenüber beiden Mantelflächen 16, 17 der Anschlußelemente 7, 8 sorgt. Dadurch wird die Haupt-Dichtung 35, 36 vor Abriebpartikeln aus dem Wälzlagerbereich 15-20 geschützt. Finally, a further secondary sealing lip 39 is formed on the underside 34 of the elastic sealing ring 25, approximately in the extension of its end face 31 , which protrudes into the air gap 15 . This secondary sealing lip 39 is given a barb-like cross section by an extension 41 attached to its inner end 40 and extending obliquely outwards. As a result, the secondary sealing lip 39 is elastically deformed when it is introduced into the air gap 15 and generates an expansion force which ensures a high contact pressure with respect to both lateral surfaces 16 , 17 of the connecting elements 7 , 8 . This protects the main seal 35 , 36 from abrasion particles from the rolling bearing area 15-20 .
Andererseits kann der Fortsatz 41 bei Überdruck des in das Drehlager 6 eingepreßten Schmierfetts beiseite gedrückt werden, so dass das Schmierfett in den Bereich der Haupt-Dichtung 35, 36 gelangen kann, wo es dann nach Zurückfedern des Fortsatzes 41 festgehalten wird. Dadurch wird erreicht, dass alle Hohlräume innerhalb der Abdichtung 22, 23 bis zu deren äußerster Neben-Dichtlippe 33 stets vollständig mit Schmierfett gefüllt sind und bleiben. Außerdem führt ein Umgreifen der Kante 42 (vgl. Fig. 4) durch die äußere Neben-Dichtlippe 33 einerseits und den Fortsatz 41 der inneren Neben-Dichtlippe 39 andererseits zu einer besonders hohen Formstabilität (einem guten Stand) und damit zu einer langfristigen Sicherstellung der Abdichtungswirkung. On the other hand, the extension 41 can be pressed aside when the grease pressed into the rotary bearing 6 is overpressured, so that the grease can reach the area of the main seal 35 , 36 , where it is then held in place after the extension 41 springs back. It is thereby achieved that all cavities within the seal 22 , 23 up to its outermost secondary sealing lip 33 are always completely filled with grease and remain. In addition, reaching around the edge 42 (cf. FIG. 4) through the outer secondary sealing lip 33 on the one hand and the extension 41 of the inner secondary sealing lip 39 on the other hand leads to particularly high dimensional stability (good stability) and thus to long-term security of the sealing effect.
Ähnliches gilt für die Dichtung 43 aus Fig. 6. Diese unterscheidet sich von der Dichtung 22 aus Fig. 4 vor allem dadurch, dass der korrosionsfreie Ring 44 hier nicht in einer Nut 26 eines Anschlußelements 7 eingesetzt ist, sondern in eine Auskehlung 45 mit etwa rechteckigem oder gar quadratischen Querschnitt, die sich im Bereich der Kante zwischen der Stirnseite 9 des betreffenden Anschlußelements 7 und dessen luftspaltseitiger Mantelfläche 16 befindet. Der Querschnitt des korrosionsfreien Rings 44 ist dem Auskehlungsquerschnitt etwa angepaßt, so dass dessen Mantelseiten 46, 47 mit den betreffenden Flächen 9, 16 des Anschlußelements 7 fluchten. Die Fixierung des korrosionsfreien Rings 44 kann bspw. mit Klebstoff erfolgen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5. The same applies to the seal 43 from FIG. 6. This differs from the seal 22 from FIG. 4 above all in that the corrosion-free ring 44 is not inserted here in a groove 26 of a connecting element 7 , but in a groove 45 with approximately rectangular or even square cross-section, which is located in the region of the edge between the end face 9 of the connecting element 7 in question and its outer surface 16 on the air gap side. The cross section of the corrosion-free ring 44 is approximately adapted to the fillet cross section, so that its jacket sides 46 , 47 are flush with the surfaces 9 , 16 of the connecting element 7 in question . The corrosion-free ring 44 can be fixed, for example, with adhesive as in the embodiment according to FIG. 5.
Entsprechend der veränderten Geometrie des korrosionsfreien Rings 44 und dessen von dem Anschlußelement 7 nicht umgriffener Mantelseiten 46, 47 erfährt auch der elastische Ring 48 eine Modifikation gegenüber dem elastischen Ring 25: Die Haupt- Dichtlippen 49, 50 werden hier elastisch gegen jeweils eine der beiden Mantelseiten 46, 47 des korrosionsfreien Rings 44 gepreßt. Die vorspringende, freie Kante 51 des korrosionsfreien Rings 44 hat hierbei eine ähnlich stabilisierende und verankernde Wirkung wie der erhabene Bereich des korrosionsfreien Rings 24 aus Fig. 4. In accordance with the changed geometry of the corrosion-free ring 44 and its jacket sides 46 , 47 , which are not encompassed by the connecting element 7 , the elastic ring 48 is also modified compared to the elastic ring 25 : the main sealing lips 49 , 50 become elastic against one of the two jacket sides 46 , 47 of the corrosion-free ring 44 pressed. The projecting, free edge 51 of the corrosion-free ring 44 has a stabilizing and anchoring effect similar to that of the raised area of the corrosion-free ring 24 from FIG. 4.
Eine wiederum andere Dichtung 52 ist in Fig. 7 dargestellt. Diese bildet eine Kombination von Konstruktionsmerkmalen aus den oben beschriebenen Ausführungsformen, insofern, als hier zwar ein korrosionsfreier Ring 53 mit etwa quadratischem Querschnitt verwendet wird, der jedoch in eine rundumlaufende Nut 54 in der Stirnseite 9 eines Anschlußelements 7 eingesetzt ist, im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 4 jedoch derart, dass seine Oberseite 55 bündig mit der Stirnseite 9 abschließt. Yet another seal 52 is shown in FIG. 7. This forms a combination of design features from the above-described embodiments, insofar as a corrosion-free ring 53 with an approximately square cross section is used here, but is inserted into a circumferential groove 54 in the end face 9 of a connecting element 7 , in contrast to the embodiment However, in such a way that its upper surface 55 flush according to Fig. 4 with the end face 9.
Der elastische Ring 56 ist wie bei allen anderen Ausführungen auch an dem jeweils anderen Anschlußelement 8 festgelegt, und zwar mit einem Fortsatz 30 von widerhakenförmigem Querschnitt in eine entlang der Mantelseite 17 umlaufende Nut 29 eingelegt. Dieser Ring 56 hat nur eine, an der Oberseite 55 des korrosionsfreien Rings 53 anliegende Haupt-Dichtlippe 57. Deren Geometrie entspricht etwa der äußeren Haupt-Dichtlippe 49 gemäß Fig. 6, kann jedoch zusätzlich einen leichten Knick 58 aufweisen, vorzugsweise in Richtung zu dem korrosionsfreien Ring 53 hin, um die Anpreßkraft zu optimieren. Eine äußere Neben-Dichtlippe 59 entspricht querschnittlich etwa der Geometrie der betreffenden Elemente 33 der vorangehend beschriebenen Dichtungs-Ausführungsformen 22, 43. As with all other designs, the elastic ring 56 is also fixed to the respective other connecting element 8 , specifically with an extension 30 of barb-shaped cross section inserted into a groove 29 running around the jacket side 17 . This ring 56 has only one main sealing lip 57, which bears against the upper side 55 of the corrosion-free ring 53 . Their geometry corresponds approximately to the outer main sealing lip 49 according to FIG. 6, but may additionally have a slight kink 58 , preferably in the direction of the corrosion-free ring 53 , in order to optimize the contact pressure. An outer secondary sealing lip 59 roughly corresponds in cross section to the geometry of the relevant elements 33 of the previously described sealing embodiments 22 , 43 .
Grundsätzlich anders gestaltet ist bei dieser Dichtung 52 dagegen der in den Spalt 15 hineinragende Bereich 60 des elastischen Dichtungsrings 56. Dieser erstreckt sich - von dem in der Nut 29 aufgenommenen Fortsatz 30 ausgehend - zunächst etwa parallel zu der betreffenden Mantelseite 17 an dieser entlang bis in den Spalt 15 hinein. Dort löst er sich von dieser Mantelseite 17 und gabelt sich in einen Hauptarm 61 und einen Nebenarm 62. In contrast, in this seal 52 , the area 60 of the elastic sealing ring 56 protruding into the gap 15 is fundamentally different. Starting from the extension 30 accommodated in the groove 29 , this extends initially approximately parallel to the relevant shell side 17 along this and into the gap 15 . There it detaches from this jacket side 17 and forks into a main arm 61 and a secondary arm 62 .
Der stärkere Hauptarm 61 durchquert den Spalt 15 in einem stark zur Mittelebene der Drehlagerung geneigten Winkel, bspw. um etwa 30° gegenüber den Ebenen der Mantelflächen 16, 17 geneigt, bis er an der gegenüberliegenden Mantelseite 16 anliegt. Durch Abstützung an dieser Mantelfläche 16 liefert der Hauptarm 61 eine radiale Kraft, welche den Fortsatz 30 fest in die Nut 29 in der gegenüberliegenden Mantelfläche 17 preßt und damit einem Lösen des elastischen Rings 56 entgegenwirkt. Dadurch wird ferner sichergestellt, dass die Haupt-Dichtlippe 57 sich radial genau oberhalb des korrosionsfreien Rings 53 befindet, da jene an letzerem keine Zentrierungskraft erfährt. The stronger main arm 61 crosses the gap 15 at an angle which is strongly inclined to the central plane of the rotary bearing, for example by approximately 30 ° relative to the planes of the lateral surfaces 16 , 17 until it bears on the opposite lateral side 16 . By being supported on this lateral surface 16 , the main arm 61 supplies a radial force which presses the extension 30 firmly into the groove 29 in the opposite lateral surface 17 and thus counteracts a loosening of the elastic ring 56 . This also ensures that the main sealing lip 57 is located radially exactly above the corrosion-free ring 53 , since the latter does not experience any centering force on the latter.
Um kleinere Verformungen oder Verlagerungen des elastischen Rings 56 zu tolerieren, ist die freie Oberseite 55 des korrosionsfreien Rings 53 breiter als bei der Ausführungsform nach Fig. 4, bspw. etwa so breit wie die Tiefe der Nut 54, bspw. genauso breit wie der Spalt 15 oder breiter als jener. In order to tolerate smaller deformations or displacements of the elastic ring 56 , the free upper side 55 of the corrosion-free ring 53 is wider than in the embodiment according to FIG. 4, for example approximately as wide as the depth of the groove 54 , for example just as wide as the gap 15 or wider than that.
Der zweite, querschnittlich kleinere Arm 62 des elastischen Rings 56 wölbt sich wieder zurück zu der Mantelseite 17 in dem Anschlußteil 8 mit der Befestigungsnut 29 für den Fortsatz 30 des elastischen Rings 56 und stützt sich dort ab. Infolge dieser Abstützung wird der Hauptarm 61, dessen Querschnittsverlauf ursprünglich leicht bogenförmig ist mit einer Durchwölbung in Richtung zu dem die Befestigungsnut 29 tragenden Anschlußelement 8, entgegen dieser Durchwölbung elastisch etwas begradigt. Dadurch wird die Anpreßkraft des Hauptarms 61 gegen die Mantelfläche 16 erhöht. The second, cross-sectionally smaller arm 62 of the elastic ring 56 bulges back to the jacket side 17 in the connecting part 8 with the fastening groove 29 for the extension 30 of the elastic ring 56 and is supported there. As a result of this support, the main arm 61 , the cross-sectional shape of which is originally slightly arched with a curvature in the direction of the connecting element 8 carrying the fastening groove 29 , is elastically straightened somewhat against this curvature. As a result, the contact force of the main arm 61 against the lateral surface 16 is increased.
Wenn die Oberseite 55 des korrosionsfreien Rings 53 in die Stirnseite 9 des betreffenden Anschlußelements 7 vertieft ist, bspw. indem die Höhe des korrosionsfreien Rings 53 nur etwa der halben Nuttiefe entspricht, so kann sich die Haupt-Dichtlippe 57 zusätzlich an den seitlichen Rändern der Nut 54 abstützen, insbesondere an dem radial außen liegenden Rand, und somit eine kräftige Radialkraft erzeugen, bspw. um den Fixierungsfortsatz 30 in die dafür vorgesehene Nut 29 zu pressen. If the top 55 of the corrosion-free ring 53 is recessed into the end face 9 of the connecting element 7 in question, for example by the height of the corrosion-free ring 53 only corresponding to approximately half the groove depth, the main sealing lip 57 can additionally be located on the lateral edges of the groove 54 support, in particular on the radially outer edge, and thus generate a strong radial force, for example, to press the fixing extension 30 into the groove 29 provided therefor.
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Owner name: IMO MOMENTENLAGER GMBH, 91350 GREMSDORF, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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