DE1162645B

DE1162645B - Ring-shaped, thin-walled seal for roller bearings

Info

Publication number: DE1162645B
Application number: DEB44101A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Stanley Vernon
Original assignee: U S IND Inc ENGINEERING Ltd
Current assignee: U S IND Inc ENGINEERING Ltd
Priority date: 1956-05-12
Filing date: 1957-03-29
Publication date: 1964-02-06
Also published as: GB811356A

Description

Ringförmige, dünnwandige Dichtung für Wälzlager Die Erfindung bezieht sich auf eine ringförmige, dünnwandige Dichtung für Wälzlager, bestehend aus einem gummielastischen Stoff, wobei der eine Rand als verstärkter Halteteil, der andere hingegen als Dichtlippe ausgebildet ist, welche unter Vorspannung seitlich am Lagerring anliegt.Annular, thin-walled seal for rolling bearings The invention relates based on an annular, thin-walled seal for rolling bearings, consisting of a rubber-elastic material, with one edge as a reinforced holding part, the other on the other hand, it is designed as a sealing lip, which is preloaded on the side of the bearing ring is present.

Bekannte Dichtungen für Wälzlager, z. B. Kugel-oder Rollenlager, werden in eine. Ausnehmung des äußeren oder inneren Lagerlaufringes an dessen Umfang eingelegt und legen sich elastisch gegen den inneren oder äußeren Laufring. Diese ringförmig ausgebildeten Dichtungen haben die Aufgabe, einerseits das Fett, in welchem die Kugeln oder Rallen laufen, am Austreten aus dem Lager zu hindern und andererseits das Eindringen von Schmutz in das Lager zu vermeiden.Known seals for rolling bearings, e.g. B. ball or roller bearings in a. Recess of the outer or inner bearing race inserted on its circumference and lie elastically against the inner or outer race. This ring-shaped trained seals have the task of on the one hand the fat in which the Balls or rails run to prevent them from escaping from the camp and on the other hand to avoid the ingress of dirt into the bearing.

Lagerdichtungen dieser Art sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Die meisten dieser Dichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie sich unter großem Druck an den Laufring legen, so daß bei einer Relativbewegung zwischen den Laufringen ein nicht unerhebliches Drehmoment auftritt.Bearing seals of this type are known in numerous embodiments. Most of these seals, however, have the disadvantage that they are under great Apply pressure to the raceway so that there is a relative movement between the raceways a not inconsiderable torque occurs.

Zur Erhöhung der Elastizität einer Wälzlagerdichtung ist es bereits bekannt, die Dichtungslippe konisch bzw. zu irgendeinem Ende hin verjüngt auszubilden. Auf diese Weise wird zwar eine Verminderung der Spannung innerhalb der Dichtlippe erzielt, jedoch wird bei den unvermeidlichen Verschleißerscheinungen an den Dichtungslippen die Dichtung wesentlich früher unbrauchbar.To increase the elasticity of a rolling bearing seal it is already known to form the sealing lip conical or tapered towards any end. In this way, there is indeed a reduction in the tension within the sealing lip Achieved, but is with the inevitable signs of wear on the sealing lips the seal is unusable much earlier.

Es ist auch bereits bekannt, die Wandstärke einer derartigen Dichtung unterschiedlich auszubilden. Bei einer solchen bekannten Ausführung ist aber ein direkter Übergang der Dichtungslippe in den Halteteil der Dichtung ohne vorherige Verjüngung vorgesehen. Hierdurch ist die Dichtungslippe in axialer Richtung relativ steif, so daß sie sich entweder zu stark gegen den rotierenden Teil anlegt oder aber eine wirksame Abdichtung in Frage gestellt wird.The wall thickness of such a seal is also already known to train differently. In such a known embodiment, however, is a direct transition of the sealing lip into the retaining part of the seal without prior Taper provided. As a result, the sealing lip is relative in the axial direction stiff, so that it either rests too strongly against the rotating part or but an effective seal is called into question.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die axiale Beweglichkeit einer ringförmigen, dünnwandigen Dichtung durch zweckmäßige Formgebung der Wandstärke wesentlich erhöht werden kann, ohne daß die Stärke der Dichtungslippe selbst vermindert werden muß. Es kann also sowohl der Forderung nach axialer Elastizität als auch der nach großer Verschleißfestigkeit der Dichtungslippe entsprochen werden.The invention is based on the knowledge that the axial mobility an annular, thin-walled seal through appropriate shaping of the wall thickness can be increased significantly without reducing the strength of the sealing lip itself must become. So it can meet the requirement for axial elasticity as well which must be met after the sealing lip has great wear resistance.

Bei einer ringförmigen, dünnwandigen Dichtung für Wälzlager, bestehend aus einem gummielastischen Stoff, wobei der eine Rand als verstärkter Halteteil, der andere hingegen als Dichtlippe ausgebildet ist, welche unter Vorspannung seitlich am Lagerring anliegt, ist erfindungsgemäß zwischen dem Halteteil und der Dichtlippe mindestens eine konzentrisch zur Lagerachse liegende, als ringförmiges Gelenk wirkende Zone geringeren Querschnittes angeordnet.In the case of an annular, thin-walled seal for roller bearings, consisting of made of a rubber elastic material, with one edge as a reinforced holding part, the other, however, is designed as a sealing lip, which is laterally biased rests on the bearing ring, is according to the invention between the holding part and the sealing lip at least one concentric to the bearing axis and acting as an annular joint Zone of smaller cross-section arranged.

Es ist zwar bereits eine Staubdichtung bekannt, die in Form eines Deckels mit einer ringförmigen Rinne ausgebildet ist. Diese Rinne dient jedoch dazu, ein Durchstoßen des Deckels zu erleichtern, um im Bedarfsfalle durch die so gewonnene Öffnung Schmieröl einspritzen zu können. Eine Erhöhung der Elastizität im Sinne der Erfindung ist mit dieser Anordnung weder beabsichtigt noch möglich.A dust seal is already known in the form of a Cover is formed with an annular groove. However, this channel serves to to make it easier to pierce the cover in order to be able to use the obtained in this way if necessary To be able to inject lubricating oil opening. An increase in elasticity in the sense the invention is neither intended nor possible with this arrangement.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der als ringförmiges Gelenk wirkenden Zone geringeren Querschnittes werden die auf den Halteteil wirkenden axialen Spannungen herabgesetzt, ohne daß die Dichtungswirkung beeinträchtigt wird. Weiterhin wird ein besonders elastisches Nachgeben des Lippenrandes ermöglicht, so daß der Verschleiß reduziert wird. Die Dichtungslippe selbst ist in ihrer Stärke nicht vermindert. Ihre Haltbarkeit wird also trotz der Erhöhung der Elastizität nicht beeinträchtigt. Wegen der geringeren, zwischen der Dichtungslippe und dem rotierenden Teil wirkenden Reibungskräfte wird die Gefahr einer Mitnahme der Dichtung vermindert. Zweckmäßig ist die Dichtung so ausgebildet, daß die Mittelebene der Zone geringeren Querschnitts mit den Mittelebenen des Halteteiles und der Dichtlippe zusammenfällt oder parallel zu diesen verläuft.The inventive arrangement of the acting as an annular joint The axial stresses acting on the holding part become the zone of smaller cross-section reduced without the sealing effect is impaired. Will continue allows a particularly elastic yielding of the lip edge, so that the wear is reduced. The sealing lip itself is not reduced in strength. Their durability is therefore not impaired despite the increase in elasticity. Because of the smaller ones acting between the sealing lip and the rotating part Frictional forces reduce the risk of the seal being dragged along. Appropriate the seal is designed so that the center plane of the zone of smaller cross-section coincides with the central planes of the holding part and the sealing lip or parallel runs to these.

Die der Dichtlippe am nächsten liegende Zone geringeren Querschnittes kann auch durch konzentrisch zur Lagerachse liegende, radial gegeneinander versetzte Ausnehmungen gebildet werden, die an der Innen- bzw. Außenfläche des Dichtringes angebracht sind.The zone of smaller cross-section closest to the sealing lip can also be achieved by radially offset from each other concentric to the bearing axis Recesses are formed on the inner or outer surface of the sealing ring are appropriate.

Der Halteteil der Dichtung, der in die Ausnehmung eines der Lagerlaufringe eingelegt wird, kann in an sich bekannter Weise mit einem Verstärkungsteil versehen sein. Der der Dichtlippe am nächsten liegende Rand dieses Verstärkungsteiles kann in ebenfalls an sich bekannter Weise mit federnden Zähnen versehen sein, die eine Spreizung der Dichtlippe aus der normalen Dichtungsebene im ungespannten Zustand der Dichtung bewirken. Ein derart ausgebildeter, ringförmiger Verstärkungsteil kann auch mit dem Dichtungsmaterial verbunden sein, ohne eine Spreizung zu bewirken. Es ist zweckmäßig, als Material dieser Verstärkung Metall oder Kunststoff zu verwenden. Der Verstärkungsteil kann ferner mit Öffnungen versehen sein, um die Haftung des gummielastischen Materials an der Verstärkung zu erhöhen.The retaining part of the seal that fits into the recess of one of the bearing races is inserted, can be provided with a reinforcement part in a manner known per se be. The edge of this reinforcement part closest to the sealing lip can be provided in a known manner with resilient teeth, the one Spreading of the sealing lip from the normal sealing plane in the untensioned state effect the seal. An annular reinforcing part designed in this way can also be connected to the sealing material without causing expansion. It is expedient to use metal or plastic as the material for this reinforcement. The reinforcement part can also be provided with openings to ensure the adhesion of the rubber-elastic material to increase the reinforcement.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es ist dargestellt in F i g. 1 ein Schnitt durch einen Dichtring ohne Verstärkungsmittel, wobei die erforderliche Stabilität durch das Ringmaterial selbst herbeigeführt worden ist. Der Ring ist in der nicht eingespannten Lage dargestellt; F i g. 2 stellt einen Schnitt durch denselben Ring dar, der in ein Lager eingebaut und demzufolge gespannt ist; F i g. 3 bis 6 zeigen Schnitte durch Lager mit vier verschiedenen Formen von Dichtungen für ein Gebrauchsbeispiel, wo eine innere Dichtung erforderlich ist; F i g. 7 und 8 sind Ansichten von zwei Formen von Dichtungen mit ringförmiger Verstärkung. Aus den F i g. 1 und 2 geht hervor, daß die Dichtscheibe einen stärkeren Teil t besitzt, an den sich eine konzentrisch verlaufende Zone 3 dünnen Querschnittes anschließt. Die Zone 3 geht in einen dikkeren Teil 4 über, der in eine Dichtlippe 5 ausläuft. Ist die Dichtscheibe nicht eingespannt, wie es in F i g. 1 dargestellt ist, so legt sich die Lippe 5 in eine Ebene, die durch die gestrichelte Linie X angedeutet ist.The invention is illustrated below with reference to the drawings Embodiments explained in more detail. It is shown in FIG. 1 a cut by a sealing ring without reinforcing means, with the required stability has been brought about by the ring material itself. The ring isn't in that restrained position shown; F i g. 2 shows a section through the same ring represents, which is built into a bearing and is therefore tensioned; F i g. 3 to 6 show Sections through bearings with four different shapes of seals for an example of use, where an internal seal is required; F i g. 7 and 8 are views of two Forming of gaskets with annular reinforcement. From the F i g. 1 and 2 goes shows that the sealing washer has a stronger part t, to which one concentrically running zone 3 adjoins thin cross-section. Zone 3 goes into a thicker one Part 4 over, which ends in a sealing lip 5. If the sealing washer is not clamped, as shown in FIG. 1 is shown, the lip 5 lies in a plane that is indicated by the dashed line X.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist keine Verstärkung aus Metall od. dgl. vorgesehen. Der Halteteil der Dichtscheibe, der von dem stärkeren Teil t gebildet wird, ist versteift ausgeführt, wobei jedoch die erforderliche Biegsamkeit durch den dünnen Teil 3 herbeigeführt wird.In this embodiment, no reinforcement made of metal or. Like. Provided. The retaining part of the sealing washer, which is formed by the thicker part t is made stiffened, but with the necessary flexibility through the thin part 3 is brought about.

Ist die Dichtscheibe in das Lager eingebaut, wie in F i g. 2 dargestellt, wobei der Halteteil 2 der Dichtscheibe in die Ringnut 6 des äußeren Laufringes 7 eingreift, so wird die Dichtung infolge der Berührung der Lippe 5 an dem inneren Laufring 8 leicht nach außen gebogen, so daß ihr Dichtende in eine Ebene zurückgedrückt wird, welche in F i g. 1 durch die gestrichelte Linie Y angedeutet ist. Hierdurch wird ein leichter elastischer Druck auf den inneren Laufring bewirkt, der eine Dichtwirkung hervorruft, ohne daß ein nennenswertes Drehmoment auf das Lager ausgeübt wird. Der dünne Teil 3 der Dichtscheibe bewirkt eine Verminderung der axialen Spannungen, wenn die Lippe 5 von der Linie X in die Ebene der Linie Y zurückbewegt wird. Hierdurch wird ein unerwünschter Dichtdruck vermieden. Durch die Steifigkeit des Halteteiles der Dichtscheibe wird eine Verschiebung derselben in dem unteren Bereich verhindert, so daß immer ein ausreichender Dichtdruck vorhanden ist.If the sealing washer is installed in the bearing, as shown in FIG. 2 shown, wherein the holding part 2 of the sealing washer engages in the annular groove 6 of the outer race 7, the seal is bent slightly outward as a result of the contact of the lip 5 on the inner race 8 , so that its sealing end is pushed back into a plane which in Fig. 1 is indicated by the dashed line Y. This causes a slight elastic pressure on the inner race, which produces a sealing effect without a significant torque being exerted on the bearing. The thin part 3 of the sealing washer has the effect of reducing the axial stresses when the lip 5 is moved back from the line X into the plane of the line Y. This avoids undesirable sealing pressure. The rigidity of the holding part of the sealing washer prevents it from being displaced in the lower area, so that there is always sufficient sealing pressure.

In den Beispielen nach den F i g. 3 bis 6 ist eine Verstärkung des Halteteiles durch Anordnung eines zusätzlichen Versteifungselementes vorgesehen. Wie in F i g. 2, so sind auch in F i g. 3 der äußere und der innere Laufring mit 7 und 8 bezeichnet. Der äußere Laufring hat die Ausnehmung 6 für den Halteteil der Dichtscheibe. Die Dichtscheiben, welche auf jeder Seite des Lagers angeordnet sind, weisen einen ringförmigen Teil 11, der aus Gummi od. dgl. sein kann, sowie einen Verstärkungsring 12 auf, welcher beispielsweise aus Metall besteht. Der Ring 12 hat eine ringförmige Wölbung 13. Er kann aber auch eine Reihe von radialen Riffelungen oder Wellungen haben oder mit beiden Arten von Profilierungen versehen sein. Der Gummiteil 11 und der Verstärkungsteil 12 sind an der Berührungsfläche miteinander verbunden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Verstärkung 12 auf der Oberfläche des Gummiteiles. Sie kann aber in anderen Fällen auch ganz in den Gummiteil eingebettet sein.In the examples according to FIGS. 3 to 6 a reinforcement of the holding part is provided by arranging an additional stiffening element. As in Fig. 2, so are also in FIG. 3 denotes the outer and inner races with 7 and 8. The outer race has the recess 6 for the holding part of the sealing washer. The sealing disks, which are arranged on each side of the bearing, have an annular part 11, which can be made of rubber or the like, and a reinforcing ring 12 , which consists for example of metal. The ring 12 has an annular curvature 13. However, it can also have a series of radial corrugations or corrugations or be provided with both types of profiles. The rubber part 11 and the reinforcement part 12 are connected to one another at the contact surface. In the illustrated embodiment, the reinforcement 12 lies on the surface of the rubber part. In other cases, however, it can also be completely embedded in the rubber part.

Der Gummiteil 11 der Dichtscheibe ist so ausgebildet, daß er eine konzentrisch verlaufende Zone dünneren Querschnittes zwischen einer äußeren Schulter 14 und einer inneren Schulter 15 aufweist. Die Dichtlippe 5 ist so ausgebildet, daß sie, wenn die Dichtscheibe in das Lager eingesetzt ist, etwas nach außen gedrückt wird und daher einen leichten Dichtdruck gegen den Laufring 8 ausübt. Der Laufring 8 weist eine bogenförmige Ausnehmung auf, in welcher die Dichtlippe 5 anliegt, wobei aber stets nur Linienberührung zwischen der Dichtlippe und dem Laufring besteht. Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 4 ist der Verstärkungsteil 12 an seiner Außenkante umgebördelt oder gebogen ausgeführt, derart, daß dieser Teil in die Nut 6 hineinragt. Auch hier ist ein ringförmiger Teil 16 in dem Gummi vorgesehen, welcher weniger stark ausgeführt ist und die erforderliche Biegsamkeit der Dichtscheibe ergibt. Wie in der Zeichnung dargestellt, erstreckt sich die Verstärkung 12 in den dünneren Teil 16 der Dichtung hinein. Es ist aber auch möglich, daß die Verstärkung nur in dem Gummiteil liegt, der mit voller Stärke ausgeführt ist.The rubber part 11 of the sealing washer is designed in such a way that it has a concentrically running zone of thinner cross section between an outer shoulder 14 and an inner shoulder 15. The sealing lip 5 is designed in such a way that, when the sealing washer is inserted into the bearing, it is pressed slightly outwards and therefore exerts a slight sealing pressure against the raceway 8. The raceway 8 has an arcuate recess in which the sealing lip 5 rests, but there is always only line contact between the sealing lip and the raceway. In the embodiment in FIG. 4, the reinforcing part 12 is flanged or bent at its outer edge in such a way that this part protrudes into the groove 6. Here, too, an annular part 16 is provided in the rubber, which is made less strong and gives the required flexibility of the sealing washer. As shown in the drawing, the reinforcement 12 extends into the thinner part 16 of the seal. But it is also possible that the reinforcement is only in the rubber part, which is designed with full strength.

In F i g. 5 ist ein mit einer Auswölbung versehener Verstärkungsteil 17 dargestellt, der dem Verstärkungsteil 12 in F i g. 3 gleicht, jedoch kürzer ausgeführt ist. Der Gummiteil der Dichtscheibe besitzt wieder einen Teil 18 mit verhältnismäßig dünnem Querschnitt, der zwischen der inneren Schulter 19 und der dieser gegenüberliegenden Wölbung 20 liegt. Bei dem dargestellten Beispiel und bis zu einem gewissen Grade auch bei dem Beispiel nach F i g. 3 ist die der Dichtlippe am nächsten liegende Zone geringeren Querschnitts durch konzentrisch zur Lagerachse liegende, radial gegeneinander versetzte Ausnehmungen gebildet, die an der Innen- bzw. Außenfläche des Dichtringes angebracht sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, liegt die innere Kante des Verstärkungsteiles 17 an der äußeren Randzone des Teiles 18 mit dünnerem Querschnitt.In Fig. FIG. 5 shows a reinforcement part 17 provided with a bulge, which corresponds to the reinforcement part 12 in FIG. 3 is the same but is shorter. The rubber part of the sealing disk again has a part 18 with a relatively thin cross-section, which lies between the inner shoulder 19 and the bulge 20 opposite it. In the example shown and to a certain extent also in the example of FIG. 3, the zone of smaller cross-section closest to the sealing lip is formed by recesses which are concentric to the bearing axis and are radially offset from one another and which are attached to the inner or outer surface of the sealing ring. As can be seen from the drawing, the inner edge of the reinforcement part 17 lies on the outer edge zone of the part 18 with a thinner cross-section.

F i g. 6 zeigt eine Dichtscheibe, bei welcher der Verstärkungsteil 21 gerollt oder gekrümmt ausgeführt ist, so daß ein gebogener Teil 22 entsteht. Ein Teil dieses Bogens grenzt an den Laufring 7 an. Auch in diesem Falle hat der Gummiteil der Dichtscheibe eine dünnere, konzentrisch liegende Zone 23, welche die notwendige Biegsamkeit der Dichtscheibe und ihre Federung in axialer Richtung sichert.F i g. 6 shows a sealing washer in which the reinforcement part 21 is made rolled or curved, so that a curved part 22 is formed. Part of this arc is adjacent to the race 7. In this case too he has Rubber part of the sealing washer a thinner, concentrically lying zone 23, which the ensures the necessary flexibility of the sealing washer and its suspension in the axial direction.

Die in den F i g. 2 bis 6 dargestellten Dichtscheiben können selbstverständlich auch so in ein Wälzlager eingesetzt werden, daß die Dichtlippe an einer Ausnehmung des äußeren Laufringes anliegt.The in the F i g. 2 to 6 shown sealing washers can of course can also be used in a roller bearing that the sealing lip on a recess of the outer race.

F i g. 7 zeigt eine der möglichen Formen einer ringförmigen Verstärkung, welche Ausnehmungen 24 an der der Dichtlippe zugekehrten Randzone aufweist. Die dazwischen stehengebliebenen Zähne 25 können eine leichte axiale Neigung gegen die abzudichtende Kante haben, um so der Dichtscheibe eine größere Elastizität zu geben.F i g. 7 shows one of the possible forms of an annular reinforcement which has recesses 24 in the edge zone facing the sealing lip. The teeth 25 that have remained in between can have a slight axial inclination towards the edge to be sealed in order to give the sealing disk greater elasticity.

Die Verstärkung, die in F i g. 8 dargestellt ist, hat öffnungen 26 für den Durchtritt des Gummis.The gain shown in FIG. 8 has openings 26 for the passage of the rubber.

Die erfindungsgemäßen Dichtscheiben liegen normalerweise gänzlich in dem Lager, wenn sie sich in der Dichtstellung befinden, so daß sie nicht mit anderen Teilen des Lagers, die an einer Seite oder an einem Ende des Lagers angeordnet sind, oder gegen ein Widerlager anstoßen. Sie können aber auch aus dem Lager, wenn erforderlich, herausragen.The sealing washers according to the invention are normally completely located in the camp when they are in the sealing position so that they are not with other parts of the bearing arranged on one side or at one end of the bearing or against an abutment. But you can also get out of the warehouse, if required to protrude.

Die erfindungsgemäße Dichtung kann auch zwischen einer rotierenden Welle und ihrem Lager angeordnet sein, um den Austritt von Fett aus dem Lager oder das Eindringen von Staub zu verhindern.The seal according to the invention can also be used between a rotating Shaft and its bearing can be arranged to prevent grease from escaping from the bearing or to prevent the ingress of dust.

Claims

Claims: 1. Annular, thin-walled seal for roller bearings, consisting of a rubber elastic material, one edge being reinforced Holding part, the other, however, is designed as a sealing lip which is pretensioned rests laterally on the bearing ring, characterized in that between the holding part (2) and the sealing lip (5) at least one concentric to the bearing axis, as an annular joint acting zone (3) is arranged with a smaller cross-section.

2. Seal according to claim 1, characterized in that the central plane of the zone (3) smaller cross-section with the central planes of the holding part (2) and the sealing lip (5) coincides with or runs parallel to them.

3. A seal according to claim 1, characterized in that the sealing lip closest zone (18) of smaller cross-section is formed by concentric to the bearing axis, radially offset recesses (19, 20) which are located on the inner or outer surface of the Sealing ring are attached.

4. Seal according to claim 1, characterized in that that the holding part (2) in a known manner with a reinforcing part (12) is provided.

5. Seal according to claim 4, characterized in that that of the sealing lip (5) the closest edge of the reinforcement part (12) in a manner known per se is provided with resilient teeth (25) which spread the sealing lip (5) the normal sealing plane in the untensioned state of the seal. Into consideration Printed publications: German Patent No. 867 336; German interpretation document St 8940 XII / 47 b; French Patent Nos. 1084 023, 978 288; U.S. Patents No. 2,764,433, 2,755,113, 2,668,067, 2,426,174.