DE19948188A1 - Seal for gap between shaft and housing comprises roller bearing and cassette which are biased towards each other by annular spring - Google Patents
Seal for gap between shaft and housing comprises roller bearing and cassette which are biased towards each other by annular springInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, umfassend ein Wälzlager zur gegenseitigen, relativ zueinander verdrehbaren Abstützung zweier Maschinenelemente und eine Kassettendichtung zur gegenseitigen Abdichtung der Maschinenelemente, wobei das Wälzlager und die Kassettendichtung einander mit axialem Abstand benachbart zugeordnet sind, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt ein Federkörper zur axialen Verspannung des Wälzlagers mit der Kassettendichtung angeordnet ist und wobei der Federkörper das Wälzlager und die Kassettendichtung unter axialer Vorspannung anliegend berührt.The invention relates to a sealing arrangement comprising a roller bearing for the mutual, rotatable support of two Machine elements and a cassette seal for mutual Sealing of the machine elements, the rolling bearing and the Cassette seal assigned to each other with an axial distance adjacent are, a spring body for in the gap formed by the distance axial bracing of the rolling bearing arranged with the cassette seal is and wherein the spring body, the rolling bearing and the cassette seal touched under axial preload.
Derartige Dichtungsanordnungen sind allgemein Bekannt und gelangen beispielsweise zur Abdichtung von rotierenden Wellen gegenüber Gehäusen zur Anwendung. Der Vorteil von Kassettendichtungen ist darin zu sehen, daß der Laufring für die dynamisch beanspruchte Dichtung einen Bestandteil der Kassettendichtung bildet und die für ein möglichst gutes Abdichtungsergebnis während einer langen Gebrauchsdauer erforderliche Oberflächengüte aufweist. Einer zeit- und kostenaufwendigen Bearbeitung der Oberfläche der zueinander verdrehbaren Maschinenelemente, zur Herstellung einer Lauffläche für die dynamisch beanspruchte Dichtung, bedarf es daher nicht. Außerdem sind die empfindlichen, dynamisch beanspruchten Dichtlippen innerhalb der Kassettendichtung angeordnet und daher während der Lagerung und/oder der Montage vor schädlichen äußeren Einflüssen weitgehend geschützt. Die zuvor beschriebene Dichtungsanordnung gelangt beispielsweise in Waschmaschinen zur Anwendung, wobei die Kassettendichtung das Wälzlager vor der Beaufschlagung mit Wasser oder Waschlauge aus dem abzudichtenden Raum schützt.Such sealing arrangements are generally known and come for example to seal rotating shafts against housings to use. The advantage of cassette seals is that the race for the dynamic seal is part of the Cassette seal forms and for the best possible Sealing result required for a long period of use Has surface quality. Time-consuming and costly processing the surface of the mutually rotatable machine elements, for Production of a running surface for the dynamically stressed seal, therefore it is not necessary. In addition, the sensitive, dynamic stressed sealing lips arranged within the cassette seal and therefore during storage and / or assembly before harmful largely protected from external influences. The one described earlier Sealing arrangement is used, for example, in washing machines Application, the cassette seal the rolling bearing before the Exposure to water or wash water from the sealant Protects space.
Der Federkörper, der beispielsweise aus einem Tellerfederpaket besteht, bewirkt eine elastische Vorspannung des Wälzlagerinnenrings, so daß dieser exakt positioniert ist und während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung nur geringe Geräusche entwickelt.The spring body, which consists for example of a plate spring assembly, causes an elastic preload of the inner bearing ring, so that this is positioned exactly and during the intended use Developed using the seal assembly only little noise.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß ihre Handhabung während der Montage durch eine teilearmen Aufbau vereinfacht wird.The invention has for its object a sealing arrangement type mentioned in such a way that their handling is simplified during assembly by a low-part construction.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltung nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with the features of claim 1 solved. The subclaims refer to an advantageous embodiment.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß der Federkörper durch nur eine im wesentlichen kreisringförmige, in axialer Richtung elastisch nachgiebige Federscheibe gebildet ist. Im Gegensatz zu einem Tellerfederpaket, das als Federkörper zur Anwendung gelangt und aus mehreren einzelnen Tellerfedern besteht, ist die Handhabung mit nur einer Federscheibe wesentlich vereinfacht.To solve the problem it is provided that the spring body by only a substantially circular, elastic in the axial direction compliant spring washer is formed. In contrast to one Disc spring package that is used as a spring body and out consists of several individual disc springs, handling is with only one Spring washer considerably simplified.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß die Federscheibe in axialer Richtung gewellt ausgebildet ist. Das Verhältnis aus der Auslenkung der Wellung in axialer Richtung und der Dicke der Federscheibe beträgt bevorzugt etwa 5 bis 15, wobei die Federscheibe bevorzugt aus einem rostfreien Federstahl besteht. Derartige Stähle sind gegen die meisten abzudichtenden Medien resistent, was im Hinblick auf gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer von hervorzuhebendem Vorteil ist.According to an advantageous embodiment, it can be provided that the Spring washer is corrugated in the axial direction. The relationship from the deflection of the corrugation in the axial direction and the thickness of the Spring washer is preferably about 5 to 15, the spring washer preferably consists of a stainless spring steel. Such steels are resistant to most media to be sealed, with regard to consistently good performance during a long period Service life is of particular advantage.
Die Federscheibe kann in sich geschlossen ausgebildet sein. Die Herstellung erfolgt bei einer derartigen Ausgestaltung im wesentlichen zweistufig, wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein ebener Kreisring ausgestanzt und der ebene Kreisring in einem zweiten Verfahrensschritt, beispielsweise durch Tiefziehen, in seine in axialer Richtung gewellte Form gebracht wird.The spring washer can be designed to be self-contained. The Production takes place in such a configuration essentially two-stage, with a flat circular ring in a first process step punched out and the flat circular ring in a second process step, for example, by deep drawing, in its shape corrugated in the axial direction brought.
Nach einer anderen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, daß die Federscheibe durch einen sich in radialer Richtung erstreckenden Schlitz an einer Umfangsstelle durchtrennt ist. Hierbei ist von Vorteil, daß die Federscheibe aus einem Endlosband kostengünstig hergestellt werden kann. Dabei wird das Band zunächst abgelängt, anschließend kreisringförmig gebogen und sodann durch Prägen in die in axialer Richtung gewellte Form gebracht.According to another embodiment, there is the possibility that the Spring washer through a slot extending in the radial direction a circumferential point is severed. The advantage here is that the Spring washer can be produced inexpensively from an endless belt. The tape is first cut to length, then circular bent and then by embossing in the form corrugated in the axial direction brought.
Die Kassettendichtung kann einen ersten Stützkörper mit zumindest einer dynamisch beanspruchten Dichtung aus elastomeren Werkstoff umfassen und einen als Laufring für die dynamisch beanspruchte Dichtung ausgebildeten und das zweite Maschinenelement drehfest und dichtend berührenden zweiten Stützkörper. Die beiden Stützkörper bestehen bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus Blech. Die dynamisch beanspruchte Dichtung ist in radialer Richtung umfangsseitig an den ersten Stützkörper angespritzt. Der zweite Stützkörper ist beispielsweise auf das zweite Maschinenelement, das durch eine Welle gebildet sein kann, aufgepresst und dadurch relativ ortsfest mit diesem verbunden.The cassette seal can have a first support body with at least one include dynamically stressed seal made of elastomeric material and one as a race for the dynamically stressed seal trained and the second machine element rotatably and sealing touching second support body. The two support bodies exist preferably made of a metallic material, for example sheet metal. The dynamically loaded seal is on the circumference in the radial direction molded the first support body. The second support body is for example to the second machine element, which can be formed by a shaft, pressed on and thus relatively stationary connected to it.
Die Federscheibe weist bevorzugt innenumfangsseitig zumindest einen sich axial in Richtung der Kassettendichtung erstreckenden Vorsprung auf, wobei der Vorsprung kraft- und/oder formschlüssig mit der Kassettendichtung verbunden ist. Das Handling der Dichtungsanordnung bei der Montage ist dadurch wesentlich vereinfacht, da die Federscheibe und die Kassettendichtung eine vormontierbare Einheit bilden. Die Federscheibe ist durch die kraft und/oder formschlüssige Festlegung an der Kassettendichtung unverlierbar mit dieser verbunden. Die vormontierbare Einheit, bestehend aus der Kassettendichtung und der Federscheibe wird in einem Arbeitsgang gemeinsam montiert, wobei sich die Federscheibe bei montierter Dichtungsanordnung und unter elastischer axialer Vorspannung zwischen der Kassettendichtung und einem Laufring des Wälzlagers abstützt. Gelangt beispielsweise nur ein Vorsprung zur Anwendung, kann dieser in Umfangsrichtung in sich geschlossen ausgebildet sein. The spring washer preferably has at least one on the inner circumferential side projection extending axially in the direction of the cassette seal, wherein the projection is non-positive and / or positive with the cassette seal connected is. The handling of the seal assembly during assembly is thereby significantly simplified since the spring washer and Cassette seal form a preassembled unit. The spring washer is through the force and / or positive fixing on the Cassette seal captively connected to this. The pre-assembled Unit consisting of the cassette seal and the spring washer is in assembled in one operation, with the spring washer assembled sealing arrangement and under elastic axial preload between the cassette seal and a race of the rolling bearing supports. For example, if only a head start is used, can this can be designed to be closed in the circumferential direction.
Als vorteilhaft hat es sich bewährt, wenn die Federscheibe drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Vorsprünge aufweist. Herstellungsbedingte Toleranzen der Federscheibe und/oder der Kassettendichtung können dadurch besser ausgeglichen werden.It has proven to be advantageous if the spring washer three evenly has projections distributed in the circumferential direction. Manufacturing-related tolerances of the spring washer and / or This makes it easier to compensate for the cassette seal.
Nach einer ersten Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, daß die Vorsprünge den zweiten Stützkörper unmittelbar anliegend berühren. Hierbei ist von Vorteil, daß sowohl der zweite Stützkörper als auch die Federscheibe aus einem zähharten, relaxationsfreien Werkstoff bestehen und dadurch eine Veränderung der Zuordnung der Federscheibe zur Kassettendichtung auch während einer sehr langen Gebrauchsdauer ausgeschlossen ist.According to a first embodiment, there is the possibility that the Protrusions touch the second support body directly. Here is advantageous in that both the second support body and the spring washer consist of a tough, relaxation-free material and therefore one Changing the assignment of the spring washer to the cassette seal also during a very long period of use.
Nach einer anderen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, daß die Vorsprünge den zweiten Stützkörper mittelbar anliegend berühren. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der zweite Stützkörper auf der dem zweiten Maschinenelement zugewandten Seite mit einem statisch beanspruchten Dichtkörper aus elastomerem Werkstoff verbunden ist. Der Dichtkörper bewirkt einerseits eine Abdichtung des zweiten Stützkörpers auf dem zweiten Maschinenelement sowie eine drehfeste Verbindung der zuvor genannten Teile miteinander und andererseits einen ausgezeichneten Toleranzausgleich der Vorsprünge der Federscheibe und/oder des zweiten Stützkörpers. Die Montage der Kassettendichtung mit der Federscheibe zu der vormontierten Einheit ist dadurch besonders einfach, daß die Vorsprünge den Dichtkörper untergreifen.According to another embodiment, there is the possibility that the Projections touch the second support body indirectly. This can for example, that the second support body on the second machine element facing side with a static claimed sealing body is connected from elastomeric material. The Sealing body on the one hand effects a seal on the second support body the second machine element and a non-rotatable connection of the previous mentioned parts with each other and on the other hand an excellent Tolerance compensation of the projections of the spring washer and / or the second Support body. The assembly of the cassette seal with the spring washer too the pre-assembled unit is particularly simple in that the projections reach under the sealing body.
Der dynamisch beanspruchten Dichtung kann auf der dem abzudichtenden Raum zugewandten Seite zumindet eine erste Vorschaltdichtung mit axialem Abstand benachbart zugeordnet sein, die den Laufring des zweiten Stützkörpers dichtend umschließt. Die erste Vorschaltdichtung weist bevorzugt zumindet eine Dichtlippe auf, die radial außenseitig von einem einstückig und materialeinheitlich ausgebildeten Elastomerwulst umschlossen ist. Durch die wulstförmige Materialanhäufung bedarf es keiner zusätzlichen, separat erzeugten Feder, beispielsweise eine Ringwendelfeder, um die erste Vorschaltdichtung mit gleichbleibender radialer Vorspannung während der gesamten Gebrauchsdauer dichtend an den Laufring zu drücken. Die Kassettendichtung besteht insgesamt nur aus wenigen Teilen, ist dadurch in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht einfach und kostengünstig herstellbar und die Gefahr von Montagefehlern ist auf ein Minimum begrenzt.The dynamically stressed seal can on the one to be sealed The room facing side has a first ballast seal with an axial one Distance adjacent to be assigned to the race of the second Sealing body encloses. The first ballast seal points preferably at least one sealing lip extends radially on the outside of one one-piece and uniformly formed elastomer bead is enclosed. Due to the bulging material accumulation, no one is required additional, separately generated spring, for example a Ring coil spring around the first ballast seal with the same radial prestressing during the entire service life to press the race. The cassette seal consists only of few parts, is therefore more technical and economical Regarding simple and inexpensive to manufacture and the risk of Assembly errors are kept to a minimum.
Der erste Stützkörper kann einen Axialflansch und einen Radialflansch aufweisen, wobei auf der dem Axialflansch abgewandten Seite des Radialflanschs die dynamisch beanspruchte Dichtung angeordnet ist und wobei die statisch beanspruchte Dichtung den Axialflansch radial außenseitig zumindet teilweise umschließt und das erste Maschinenelement unter elastischer Vorspannung dichtend berührt.The first support body can have an axial flange and a radial flange have, wherein on the side facing away from the axial flange Radial flange the dynamically stressed seal is arranged and the statically stressed seal radial the axial flange on the outside at least partially encloses and the first machine element sealingly touched under elastic bias.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kassettendichtung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung:An embodiment of the cassette seal according to the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 3. These each show a schematic representation:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung Fig. 1 shows an embodiment of the sealing arrangement according to the invention
Fig. 2 eine Seitenansicht einer zur Anwendung gelangenden Federscheibe, Fig. 2 is a side view of reaching the application spring washer,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Federscheibe aus Fig. 2. Fig. 3 is a plan view of the spring washer in Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Dichtungsanordnung gezeigt, die in einer Waschmaschine zur Anwendung gelangt. Das erste Maschinenelement 2 ist durch das Gehäuse einer Waschmaschinenlagerung gebildet und das zweite Maschinenelement 3 durch eine Welle, die die Waschtrommel der Waschmaschine antreibt. Die Lagerung des zweiten Maschinenelements 3 im ersten Maschinenelement 2 erfolgt durch das Wälzlager 1, das in diesem Fall durch ein handelsübliches Rillenkugellager gebildet ist. Innerhalb des abzudichtenden Raums 15 befindet sich während des Betriebs der Waschmaschine Wasser oder Waschlauge, wobei das Wasser oder die Waschlauge durch die Kassettendichtung 4 vom Wälzlager 1 ferngehalten wird.In Fig. 1, an embodiment of a sealing arrangement is shown, which arrives in a washing machine for the application. The first machine element 2 is formed by the housing of a washing machine bearing and the second machine element 3 by a shaft that drives the washing drum of the washing machine. The second machine element 3 is supported in the first machine element 2 by the roller bearing 1 , which in this case is formed by a commercially available deep groove ball bearing. During the operation of the washing machine, water or wash liquor is located within the space 15 to be sealed, the water or the wash liquor being kept away from the roller bearing 1 by the cassette seal 4 .
Die Dichtungsanordnung umfaßt das Wälzlager 1, die Kassettendichtung 4 und den als Federscheibe 7 ausgebildeten Federkörper 6. Die Federscheibe 7 ist innerhalb des Spalts 5 angeordnet, der sich in axialer Richtung zwischen dem Wälzlager 1 und der Kassettendichtung 4 befindet. The sealing arrangement comprises the roller bearing 1 , the cassette seal 4 and the spring body 6 designed as a spring washer 7 . The spring washer 7 is arranged within the gap 5 , which is located in the axial direction between the roller bearing 1 and the cassette seal 4 .
Die Kassettendichtung 4 besteht im wesentlichen aus dem ersten 8 und dem zweiten Stützkörper 10, die in diesem Ausführungsbeispiel jeweils durch einen Blechring gebildet sind, wobei am ersten Stützkörper 8 sowohl dynamisch beanspruchte Dichtungen 9, 18 als eine statisch beanspruchte Dichtung 22 angeordnet sind.The cassette seal 4 essentially consists of the first 8 and the second support body 10 , which are each formed in this exemplary embodiment by a sheet metal ring, wherein both dynamically stressed seals 9 , 18 and a statically stressed seal 22 are arranged on the first support body 8 .
Die dynamisch beanspruchten Dichtungen 9, 18 umschließen den Laufring 17 unter radialer elastischer Vorspannung dichtend mit jeweils einer Dichtlippe.The dynamically stressed seals 9 , 18 sealingly enclose the race 17 under radial elastic prestressing, each with a sealing lip.
Die statisch beanspruchte Dichtung 22 berührt das erste Maschinenelement 1 unter elastischer Vorspannung ebenfalls dichtend, wobei in diesem Ausführungsbeispiel alle dynamisch beanspruchten und statisch beanspruchten Dichtungen, die am ersten Stützkörper 8 festgelegt sind, aus demselben elastomeren Werkstoff bestehen und einstückig ineinanderübergehend ausgebildet sind.The statically stressed seal 22 also makes a sealing contact with the first machine element 1 under elastic prestress, whereby in this exemplary embodiment all dynamically stressed and statically stressed seals, which are fixed on the first support body 8 , consist of the same elastomeric material and are integrally formed in one piece.
Der Innenring des Wälzlagers 1 und die Kassettendichtung 4 werden durch die Federscheibe 7 in axialer Richtung gegeneinander verspannt, wobei die Federscheibe 7 innenumfangsseitig drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte, sich axial in Richtung der Kassettendichtung erstreckende Vorsprünge 11, 12, 13 aufweist, die in diesem Ausführungsbeispiel den statisch beanspruchten Dichtkörper 14 untergreifen.The inner ring of the rolling bearing 1, and the cassette seal 4 are clamped by the spring washer 7 in the axial direction against each other, wherein the spring washer 7 the inner circumference three evenly distributed in the circumferential direction, axially extending in the direction of the cassette seal projections 11, 12, 13 has, in this embodiment, reach under the statically stressed sealing body 14 .
Die Federscheibe 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel in axialer Richtung gewellt ausgebildet und in Umfangsrichtung in sich geschlossen.In this exemplary embodiment, the spring washer 7 is corrugated in the axial direction and closed in the circumferential direction.
In Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Federscheibe 7 aus Fig. 1 gezeigt. Die Federscheibe 7 ist - in der Seitenansicht betrachtet - kreisringförmig ausgebildet und weist am Innenumfang drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Vorsprünge, 11, 12, 13 auf. Die Vorsprünge 11, 12, 13 sind - dem besseren Verständnis wegen - in Fig. 2 im herstellungbedingten Zustand dargestellt und weisen in radialer Richtung nach innen. In Fig. 1 sind die Vorsprünge 11, 12, 13 demgegenüber in axialer Richtung verformt, so daß sie den elastomeren Werkstoff des statisch beanspruchten Dichtkörpers 14 im Bereich der dem abzudichtenden Raum 15 abgewandten Stirnseite des zweiten Stützkörpers 10 untergreifen. FIG. 2 shows a side view of the spring washer 7 from FIG. 1. The spring washer 7 - viewed in the side view - is circular and has three projections 11, 12, 13 evenly distributed in the circumferential direction on the inner circumference. The projections 11 , 12 , 13 are - for better understanding - shown in Fig. 2 in the production-related state and point inwards in the radial direction. In Fig. 1, the projections 11 , 12 , 13 are in contrast deformed in the axial direction, so that they engage under the elastomeric material of the statically stressed sealing body 14 in the region of the end face of the second support body 10 facing away from the space 15 to be sealed.
In Fig. 3 ist die Federscheibe 7 gezeigt, die in axialer Richtung gewellt und dadurch in dieser Richtung elastisch nachgiebig ist. Einer der Vorsprünge 11 ist ebenfalls dargestellt, und erstreckt sich - ebenfalls wie in Fig. 1 gezeigt - in axialer Richtung. In Fig. 3 the spring washer 7 is shown, which is corrugated in the axial direction and is thus resilient in this direction. One of the projections 11 is also shown and extends - also as shown in Fig. 1 - in the axial direction.
11
Wälzlager
roller bearing
22nd
Erstes Maschinenelement (Gehäuse)
First machine element (housing)
33rd
Zweites Maschinenelement (Welle)
Second machine element (shaft)
44th
Kassettendichtung
Cassette seal
55
Spalt zwischen Wälzlager Gap between roller bearings
11
und Kassettendichtung and cassette seal
44th
66
Federkörper
Spring body
77
Federscheibe
Spring washer
88th
Erster Stützkörper
First support body
99
Dynamisch beanspruchte Dichtung
Dynamically stressed seal
1010th
Zweiter Stützkörper
Second support body
1111
Vorsprung
head Start
1212th
Vorsprung
head Start
1313
Vorsprung
head Start
1414
Statisch beanspruchter Dichtkörper
Statically stressed sealing body
1515
Abzudichtender Raum
Space to be sealed
1616
Vorschaltdichtung
Ballast seal
1717th
Laufring
Race
1818th
Dichtlippe der Vorschaltdichtung Sealing lip of the ballast seal
1616
1919th
Elastomerwulst
Elastomer bead
2020th
Axialflansch des ersten Stützkörpers Axial flange of the first support body
88th
2121
Radialflansch des ersten Stützkörpers Radial flange of the first support body
88th
2222
Statisch beanspruchte Dichtung
Statically stressed seal
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- 1999-10-06 DE DE19948188A patent/DE19948188C2/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140501 |