DE19605179A1

DE19605179A1 - Wälzlagerabdichtung mit integriertem Druckausgleich

Info

Publication number: DE19605179A1
Application number: DE1996105179
Authority: DE
Inventors: Herbert Graf
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1996-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 1997-08-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für Wälzlager mit einem Druckausgleich, die weitestgehend scheibenartig gestaltet, jeweils beidseitig beabstandet von Wälzkörpern des Wälzlagers angeordnet, drehfest mit einem ersten Lagerring verbunden ist, und die aus einem elastischen Dichtwerkstoff geformte, zur Versteifung eine Armierung aufweisende Abdichtung über zumindest eine Dichtlippe schleifend an einer Seitenwandung einer Umlaufnut eines zweiten Lagerrings anliegt.

Hintergrund der Erfindung

Abdichtungen der genannten Bauart sind aus der DE-C 35 28 961 bekannt. Zum Druckausgleich besitzt diese bekannte Abdichtung abweichend voneinander gestaltete Dichtlippen beiderseits der Wälzkörper, d. h. auf der einen Wälz lagerseite liegt die Dichtlippe an einer zu den Wälzkörpern gerichteten Seiten wandung an und auf der gegenüberliegenden Seite an einer von den Wälzkör pern abweisenden Seitenwandung dichtend an. Damit ist sichergestellt, daß bei auftretenden Differenzdrücken zwischen dem Innenraum des Wälzlagers und dem Außenbereich stets eine Dichtlippe abheben und sich dadurch ein Druck ausgleich einstellen kann. Bei dieser bekannten Abdichtung besteht die Gefahr einer Fehlmontage, da diese lageorientiert einzusetzen ist. Außerdem ist der Lagerring, an dem die Dichtlippen schleifend anliegen, mit unterschiedlichen Umlaufnuten versehen aufgrund der entgegengesetzten Dichtlippenanlage, was sich nachteilig auf die Herstellkosten des Lagerrings auswirkt sowie den erfor derlichen Montageaufwand erhöht, aufgrund der ebenfalls erforderlichen Lager orientierung.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Druckausgleichs der Abdichtung zu verbessern und den Montageaufwand zu reduzieren, durch Verwendung von lageunabhängig einsetzbaren Abdichtungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Demnach umfaßt die erfindungsgemäße Abdichtung Dichtlippen, die jeweils über eine umlaufende Dichtwulst an einer inneren, d. h. zu den Wälzkörpern ausgerichteten Seitenwandung der Umlaufnut anliegen, wobei die Dichtwulst über umfangsverteilt angeordnete Radialnuten verfügt.

In vorteilhafter Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Abdichtung eine verein fachte Montage, da diese beliebig ohne Richtungsorientierung wechselseitig einsetzbar ist. Eine Fehlmontage ist daher ausgeschlossen, da weder eine Verwechslungsgefahr für die Abdichtung noch für die Lagerringe besteht. Die Erfindung ermöglicht weiterhin, den Umfang von Unterschiedsteilen aufgrund der übereinstimmend dimensionierten und ausgelegten Abdichtungen auf beiden Seiten der Wälzkörper des erfindungsgemäßen Wälzlagers zu verringern. Aufgrund der Dichtlippenausgestaltung, die ausschließlich über eine Ringwulst an der Seitenwandung der Umlaufnut anliegt, ergibt sich eine vorteilhafte Linienberührung der Dichtlippe, die eine gewünschte reibungsmindernde Anlage sicherstellt. Bedingt durch die in der Ringwulst angeordneten Radialnu ten ist ein ständiger wirksamer Druckausgleich sichergestellt, ohne daß dabei die Dichtlippe von der Seitenwandung abhebt. Ein solches nachteiliges Ab heben kann bei einer gemäß dem Stand der Technik gestalteten Abdichtung beispielsweise auftreten, wenn ein Druckmittelstrahl, oder Verunreinigungen, gezielt auf die Dichtlippe gelenkt werden, diese dann radial ausweicht, und damit ein Eintreten von Wasser oder einer Verunreinigung in den Innenraum des Wälzlagers ermöglicht, was zu einem Ausfall des Wälzlagers führen kann. Die Radialnuten stellen weiterhin eine kontinuierliche Lagerbelüftung sicher, wodurch eine membranartige Bewegung der Dichtlippe der bisher eingesetzten Abdichtungen entfällt, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer der Abdichtung auswirkt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der An sprüche 2 bis 8, deren Vorteile nachfolgend erläutert werden.

In vorteilhafter Weise ist erfindungsgemäß die mit einer Ringwulst versehene Dichtlippe in der Einbaulage parallel zu einer Vertikalachse des Wälzlagers ausgerichtet ist, bzw. rechtwinklig zu einer Wellenlängsachse, auf der das Wälzlager angeordnet ist. Diese Dichtlippenausbildung stellt sicher, daß der Dichtlippenbereich relativ unbeeinflußt bleibt durch die Zentrifugalkräfte selbst bei einem rotierenden Lageraußenring. Diese Maßnahme verhindert einen erhöhten Verschleiß, der bei einer schrägen, hohe Anlagekräfte - bedingt durch die Zentrifugalkraft - auslösende Dichtlippenanordnung auftritt bzw. zu einer nicht ausreichenden Dichtlippenanpreßkraft führt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Abdichtung zusätzlich zu der schleifend am Lagerring anliegenden Dichtlippe jeweils beidseitig zu dieser eine Dichtlippe angeordnet ist, die jeweils mit einer Kontur des Lagerrings einen Dichtspalt bildet. Die innenliegende, d. h. in Richtung der Wälzkörper angeordnete Dichtlippe bildet dabei mit einer ent sprechend ausgebildeten Seitenwandkontur des Lagerrings ein Labyrinth, das einen wirksamen Austritt von Schmiermittel aus dem Wälzlagerinnenraum vermeidet. Die dabei vorteilhaft mehrfach gestuft ausgebildete, unter Einhaltung eines Dichtspaltes am Lagerring geführte Dichtlippe streift dabei das am Lager ring befindliche Schmiermittel ab und vermeidet damit einen nachteiligen Schmiermittelverlust. Zur Verbesserung der Abdichtung des Labyrinths kann dieses mit Maßnahmen zur unterstützenden Rückführung von Schmiermittel in den Lagerinnenraum versehen werden. Beispielsweise bietet sich dazu an, in axialen Abschnitten der Dichtlippe im Bereich des Labyrinths spiralförmig verlaufende Nuten und/oder kleindimensionierte Ringwülste vorzusehen, wodurch eine weitere örtliche Reduzierung des Leckspaltes erzielbar ist bzw. ein selbsttätiges Rückführen des Schmierstoffes in den Lagerinnenraum sicherge stellt ist.

Zur Schaffung eines Sammelraums ist die weitere, einen Dichtspalt bildende Dichtlippe der schleifenden Dichtlippe auf der vom Wälzlagerinnenraum abge wandten Seite axial vorgelagert angeordnet. Dieser Sammelraum dient dazu, über den definierten Leckspalt des Labyrinths ausgetretenen Schmierstoff, insbesondere Schmierfett, zu sammeln und dabei eine schmutzabweisende Funktion zu übernehmen. Weiterhin verhindert diese vorgelagerte Dichtlippe ein Eindringen von Staub oder anderen die Funktion des Wälzlagers beein trächtigenden Verschmutzungen.

Als Maßnahme zur Versteifung der Abdichtung verfügt diese über eine Armie rung, deren Endzonen jeweils nach innen in Richtung der Wälzkörper zeigend mit Kröpfungen versehen sind. Die in Richtung der Dichtlippen weisende Kröpfung ist dabei so angeordnet, daß diese insbesondere eine versteifende Wirkung auf die schleifend angeordnete Dichtlippe ausübt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem Ausführungsbeispiel in zwei Figuren dargestellt und näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Abdichtung im eingebauten Zustand seitlich an einem Wälzlager;

Fig. 2 in einer Einzelteilzeichnung die erfindungsgemäße Abdich tung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 1 ist eine mit der Bezugsziffer 1 versehene Abdichtung im eingebauten Zustand in einem Wälzlager 2 dargestellt. Das Wälzlager 2 umfaßt einen ersten Lagerring 3 und einen zweiten radial dazu beabstandet angeordneten zweiten Lagerring 4, zwischen denen Wälzkörper 5 geführt sind. Die Abdichtung 1, zeigt einen scheibenartigen Aufbau, der einen radialen, kreisringförmigen Ab schnitt zwischen den Lagerringen 3 und 4 überdeckt. Außerdem stellt die Abdichtung 1 eine seitliche Begrenzung eines Innenraums 6 des Wälzlagers 2 dar, der zur wirksamen Schmierung der Wälzkörper 5 teilweise mit einem Schmierstoff gefüllt ist. Die aus einem elastischem Material hergestellte Ab dichtung 1 ist zur Lagefixierung in einer Umlaufnut 7 des Lagerrings 3 gehalten. Auf der radial gegenüberliegenden Seite steht die Abdichtung 1 unmittelbar oder mittelbar über Dichtlippen mit dem Lagerring 4 in Verbindung. Eine Dichtlippe 8 liegt dabei schleifend an einer Seitenwandung 9 einer Umlaufnut 10 des Lagerrings 4 an. Zur Erreichung einer Linienberührung der Dichtlippe 8 ist diese mit einer Ringwulst 11 versehen. In die Ringwulst 11 sind umfangsver teilt Radialnuten 12 eingebracht, über die ein wirksamer Druckausgleich zwi schen dem Innenraum 6 und der Umgebung des Wälzlagers 2 erreichbar ist. Der Dichtlippe 8 ist eine weitere, in Richtung des Innenraums 6 weisende Dichtlippe 13 zugeordnet, die in eine Ausnehmung eingebracht in eine Endzo ne der Seitenwandung 9 beabstandet zum Lagerring 4 ragt und dabei ein Labyrinth 14 bildet unter Einhaltung eines Dichtspaltes 24. Das Labyrinth 14, welches durch eine abgestimmte Ausgestaltung der Dichtlippe 13 und des Lagerrings 14 geschaffen ist, stellt sicher, daß ein aus dem Innenraum 6 in das Labyrinth 14 eintretender Schmierstoff vom Lagerring 4 abgestreift und nach außen bzw. in den Innenraum 6 transportiert wird. Zur Verstärkung dieses Effektes ist die Dichtlippe 13 mit spiralförmig verlaufenden, kleindimensionier ten Wülsten 15 versehen.

Auf der vom Innenraum 6 abgewandten Seite ist der Dichtlippe 8 eine Dicht lippe 16 axial beabstandet vorangestellt, deren freies Ende unter Einhaltung eines Dichtspaltes 17 an einen Ringansatz 18 des Lagerrings 4 geführt ist. Die berührungslos angeordnete Dichtlippe 16 dient als Staublippe und schützt damit die Abdichtung 1 vor die Dichtfunktion der Dichtlippe 8 behindernde Ver unreinigungen.

Aufgrund der axialen Beabstandung der Dichtlippe 16 zur Dichtlippe 8 ergibt sich ein Sammelraum 19, in dem sich Schmierstoff sammeln kann, falls dieser über den definierten Dichtspalt 24, das Labyrinth 14 austreten sollte. Ein im Sammelraum 19 befindlicher Schmierstoff in Verbindung mit einem Staubein trag, der über den Dichtspalt 17 in den Sammelraum 19 eintritt kann sich ein Gemisch bilden, welches die Dichtfunktion begünstigt und sowohl einen Schmiermittelaustrag als auch einen Eintrag von Verunreinigungen wirksam unterbindet.

Die Abdichtung 1 ist weiterhin mit einer Armierung 20 versehen, die vom elastischen Werkstoff der Abdichtung 1 weitestgehend umspritzt ist und eine versteifende Wirkung auf die Abdichtung 1 ausübt. In beiden Endzonen ist die Armierung 20 mit Kröpfungen 21, 22 versehen, die übereinstimmend in Rich tung des Innenraums 6 zeigen. Die Kröpfung 22 ist dabei so gestaltet, daß diese eine die Dichtlippe 8 versteifende Wirkung ausübt.

Aus der Fig. 1 ist die parallele Anordnung der Abdichtung 1 zur Vertikalachse 23 in der Einbaulage ersichtlich, wodurch kein negativer Einfluß auf die Aus richtung und Anlagekräfte der Dichtlippe 8 bei hohen Zentrifugalkräften auftritt.

Zur weiteren Verdeutlichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Abdichtung 1 dient die Fig. 2, in der die Abdichtung 1 als Einzelteil dargestellt ist. Aus der Fig. 2 ist insbesondere die Anordnung und Ausbildung der Radialnuten 12 im Bereich der Ringwulst 11 der Dichtlippe 8 sichtbar sowie die an der Dichtlippe 13 angeordnete, spiralförmig verlaufende Wulst 15, die ein Rückführen des Schmierstoffs in den Innenraum 6 bewirken.

Bezugszeichenliste

1 Abdichtung
2 Wälzlager
3 Lagerring
4 Lagerring
5 Wälzkörper
6 Innenraum
7 Umlaufnut
8 Dichtlippe
9 Seitenwandung
10 Umlaufnut
11 Ringwulst
12 Radialnut
13 Dichtlippe
14 Labyrinth
15 Wulst
16 Dichtlippe
17 Dichtspalt
18 Ringansatz
19 Sammelraum
20 Armierung
21 Kröpfung
22 Kröpfung
23 Vertikalachse
24 Dichtspalt

Claims

1. Abdichtung für Wälzlager mit einem Druckausgleich, die weitestgehend scheibenartig gestaltet, jeweils beidseitig beabstandet von Wälzkörpern (5) des Wälzlagers (2) angeordnet, drehfixiert mit einem ersten Lagerring (3) verbunden ist und die aus einem elastischen Dichtwerkstoff geformte, zur Versteifung eine Armierung (20) aufweisende Abdichtung (1) über zumindest eine Dichtlippe (8) schleifend an einer Seitenwandung (9) einer Umlaufnut (10) eines zweiten Lagerrings (4) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (8) über eine umlaufende Ringwulst (11) an einer inneren, zu den Wälzkörpern (5) weisenden Seitenwandung (9) anliegt, wobei die Ringwulst (11) über umfangs verteilt angeordnete Radialnuten (12) verfügt.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (8) in einer Einbaulage parallel zu einer Vertikalachse (23) des Wälzlagers (2) ausgerichtet ist, bzw. rechtwinkelig zu einer Wellenlängsachse auf der das Wälzlager (2) angeordnet ist.

3. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (1) beidseitig der Dichtlippe (8) berührungslos angeordnete, Dichtlippen (13, 16) aufweist, die jeweils einen Dichtspalt (17, 24) mit einer Kontur des Lager rings (4) bilden.

4. Abdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem Innenraum (6) ausgerichtete Dichtlippe (13) in Verbindung mit einer entspre chend geformten Kontur des Lagerrings (4) ein Labyrinth (14) bildet.

5. Abdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der axial nach außen gerichteten Dichtlippe (16) und der Dichtlippe (8) ein Sam melraum (19) vorgesehen ist.

6. Abdichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (13, 16) mit einer spiralförmig verlaufenden Ringwulst (15) versehen ist.

7. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (1) über eine Armierung (20) verfügt, deren Endzonen jeweils mit nach innen in Richtung der Wälzkörper (5) zeigenden Kröpfungen (21, 22) versehen sind.

8. Abdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Dicht werkstoff umgebende Kröpfung (22) in Richtung der Dichtlippe (8) zeigend ausgerichtet ist.