DE202004006134U1

DE202004006134U1 - Taper roller bearing with seal for excavator, digger or dredger has gear teeth on fixed and moving parts of bearing driving pinions carrying sealing ring rotating at half speed

Info

Publication number: DE202004006134U1
Application number: DE202004006134U
Authority: DE
Original assignee: Liebherr Werk Biberach GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Biberach GmbH
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2014-04-20
Also published as: DE202004006136U1

Abstract

The taper roller bearing (2) used on an excavator, digger or dredger has a rotating part (1) with a first roller race (5) and a fixed part (3) with a second roller race (7). The tapered rollers (4) run in a groove in the second race which keeps them in place. Gear teeth (38) on the fixed part of the bearing engage with pinions (32) on bearings (33) carrying an intermediate sealing ring (15) rotating at half speed. An outer closure ring (9) bolted to the fixed part carries an O-ring seal (21) engaging a stationary slider ring (11). An O-ring seal (19) on the moving part engages a moving slider ring (13) with teeth (36) engaging the pinions.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerdichtung, insbesondere eine Wellendichtung oder Achsdichtung, zum dichtenden Verschließen eines Zwischenraumes zweier sich um eine Rotationsachse über zumindest ein Lagermittel relativ zueinander drehbar gelagerter Elemente. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Lager mit zumindest einer solchen Lagerdichtung.The The invention relates to a bearing seal, in particular a shaft seal or axle seal, for sealing a gap between two about a rotation axis over at least one bearing means rotatably mounted relative to each other Elements. The invention further relates to a bearing with at least such a bearing seal.

Lagerdichtungen können z. B. Wellendichtungen oder Achsdichtungen sein. Sie finden z. B. bei Fahrantrieben für Bagger, Planierraupen oder Achsen für Radlager Verwendung, die im Betrieb einer starken äußeren Belastung durch Schmutz unterliegen. Außerdem werden derartige Lagerdichtungen zur Verhinderung des Austrittes von Schmierstoffen verwendet. Dabei muß der Spalt zwischen einem in der Regel nicht-drehenden Gehäuseteil und einem sich drehenden Element abgedichtet werden. Auf die Dichtung werden also bei der Relativdrehung der beiden Teile große mechanische Kräfte in Umfangsrichtung ausgeübt.bearing seals can z. B. shaft seals or axle seals. You will find z. B. for travel drives for Excavators, bulldozers or axles for wheel bearings use that during operation of a strong external load subject to dirt. Furthermore Such bearing seals to prevent leakage used by lubricants. The gap between a usually non-rotating housing part and a rotating element to be sealed. On the seal Thus, during the relative rotation of the two parts are large mechanical personnel exercised in the circumferential direction.

Es gibt zwei Hauptbauarten von Lagerdichtungen, die in den verschiedensten Ausführungen überwiegend Verwendung finden, die am Beispiel eines Antriebes mit einem nicht-drehenden und einem sich relativ dazu drehenden Teil beschrieben werden.It There are two main types of bearing seals that are available in a wide variety Executions predominantly Using the example of a drive with a non-rotating and a relatively rotating part.

Zum einen werden Dichtungen aus Elastomerstoffen verwendet, die auf der einen Seite fest mit dem stehenden Gehäuse verbunden sind und auf der anderen Seite ein oder mehrere elastisch nachgeführte Dichtkanten besitzen. In dieser Bauart sind am häufigsten sogenannte Wellendichtringe in Verwendung.To the One uses gaskets made of elastomeric materials on the one side are firmly connected to the stationary housing and on the other side one or more elastically tracked sealing edges have. In this type are most commonly so-called shaft seals in use.

Zum anderen werden Gleitringdichtungen eingesetzt, bei denen die Dichtheit dadurch erreicht wird, daß zwei Gleitringe aus festen Werkstoffen aneinander gedrückt werden und der äußerst geringe Spalt zwischen dem stehenden und dem drehenden Gleitring den Schmierstoffaustritt und den Schmutzeintritt verhindert. Stand der Technik ist, daß die Gleitringdichtung aus zwei Stahlringen besteht, die wiederum durch zwei O-Ringe geführt und aufeinander gedrückt werden. Die Stahlringe sind in ihrer Form, dem Werkstoff und der Wärmebehandlung so beschaffen, daß sich an den Gleitflächen eine dauerhafte Dichtheit ergibt. Verschleiß der Dichtung durch aggressive Medien und Korrosion wird durch fortlaufende Erneuerung der Gleitflächen in Form von Abtrag ausgeglichen.To the others are used mechanical seals, where the tightness is achieved by two Sliding rings made of solid materials are pressed together and the extremely small gap between the stationary and the rotating sliding ring the lubricant outlet and prevented the ingress of dirt. The prior art is that the mechanical seal consists of two steel rings, which in turn are guided by two O-rings and pressed on each other become. The steel rings are in their shape, the material and the heat treatment so arranged that on the sliding surfaces a permanent tightness results. Wear of the seal due to aggressive Media and corrosion is due to continuous renewal of sliding surfaces in Balanced shape of erosion.

Die Lagerdichtungen sind in der Regel zwischen dem stehenden Teil und dem drehenden Teil bzw. zwischen den sich mit unterschiedlichen Drehzahlen drehenden Teilen angeordnet. Die an den Dichtkanten auftretende Gleitgeschwindigkeit ergibt sich damit unmittelbar aus der Differenz der Drehzahl der zwei Antriebsteile.The Bearing seals are usually between the standing part and the rotating part or between them with different ones Rotational speeds arranged rotating parts. The occurring at the sealing edges Sliding speed thus results directly from the difference the speed of the two drive parts.

Mit zunehmender Drehzahl und zunehmender Größe der Antriebe erreichen die bekannten Lagerdichtungen die technisch machbare Grenze.With increasing speed and increasing size of the drives achieve the known bearing seals the technically feasible limit.

Um für eine solche Lagerdichtung auch einen größeren Drehzahlunterschied zu ermöglichen bzw. sie in größeren Antrieben einsetzbar zu machen, wurde bereits vorgeschlagen, einen Zwischendichtring einzusetzen, der ebenfalls um die Rotationsachse der Elemente rotationssymmetrisch ist, mit den Dichtringen in Kontakt steht und diese voneinander trennt. Der Zwischendichtring wird bei der bekannten Lösung durch die Bewegung des Wälzlagerkäfigs eines Wälzlagers angetrieben, das das drehende Element und das in der Regel nicht-drehende Gehäuseelement voneinander trennt und zum Abwälzen des drehenden Elementes an dem stehenden Gehäuseelement dient. Die Geschwindigkeit des Wälzlagerkäfigs um die Rotationsachse entspricht inhärent der halben Geschwindigkeit des drehenden Elementes um das stehende Gehäuseteil. Auf diese Weise wird der Zwischendichtring mit der halben Geschwindigkeit des drehenden Elementes angetrieben. Die Relativgeschwindigkeit der Gleitflächen zwischen den Dichtringen und dem Zwischendichtring entspricht also der halben Relativgeschwindigkeit, die zwischen den zwei Gleitflächen der Dichtringe vorliegen würde, wenn kein Zwischendichtring vorgesehen wäre. Die Relativgeschwindigkeit der einzelnen Elemente zueinander und somit die Geschwindigkeiten, mit denen einzelne Flächen aneinander gleiten, wird dadurch reduziert und der Abtrieb und die Wärmeentwicklung verringert.Around for one such bearing seal also a larger speed difference too allow or they in larger drives It has already been proposed to use an intermediate sealing ring insert, which is also rotationally symmetric about the axis of rotation of the elements is, is in contact with the sealing rings and these from each other separates. The intermediate sealing ring is in the known solution the movement of the rolling bearing cage of a roller bearing driven, the rotating element and the generally non-rotating housing element separates from each other and to roll off the rotating element is used on the stationary housing element. The speed of the rolling bearing cage the axis of rotation is inherently equal to half the speed of the rotating element around the stationary housing part. This way will the intermediate sealing ring with half the speed of the rotating Elementes driven. The relative speed of the sliding surfaces between the sealing rings and the intermediate sealing ring thus corresponds to half Relative speed between the two sliding surfaces of the Sealing rings would be present if no intermediate sealing ring were provided. The relative speed the individual elements to each other and thus the speeds, with which individual surfaces glide on each other, thereby reducing and the downforce and the heat generation reduced.

Um den Zwischendichtring über das Wälzlager anzutreiben, muß das Wälzlager nahe genug an dem Zwischendichtring angeordnet sein. Bei Lagern, bei denen das Wälzlager einen größeren Abstand von der Dichteinheit hat, ist ein solcher Antrieb des Zwischendichtringes nicht möglich. Auch bei Lagern, die kein Wälzlager aufweisen, also z. B. Flüssigkeitslager, magnetische Lager oder Gleitlager, kann der Zwischendichtring nicht auf die beschriebene Art und Weise angetrieben werden.Around the intermediate sealing ring over the rolling bearing that has to be done roller bearing be arranged close enough to the intermediate sealing ring. At warehouses, at which the rolling bearing a greater distance from the sealing unit has, is such a drive of the intermediate sealing ring not possible. Even with bearings that are not rolling bearings have, so z. B. liquid storage, magnetic bearings or plain bearings, the intermediate sealing ring can not be driven in the manner described.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerdichtung, insbesondere eine Wellendichtung oder Achsdichtung, und ein Lager anzugeben, die einen großen Drehzahlunterschied ermöglichen bzw. in großen Antrieben einsetzbar sind und unabhängig von dem eigentlichen Lagermechanismus flexibel eingesetzt werden können.It the object of the present invention is a bearing seal, in particular a shaft seal or axle seal, and a bearing indicate a big one Allow speed difference or in large Drives are used and regardless of the actual bearing mechanism can be used flexibly.

Diese Aufgabe wird mit einer Lagerdichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einem Lager mit den Merkmalen des Anspruches 11 gelöst.These Task is with a bearing seal with the features of the claim 1 and a bearing solved with the features of claim 11.

Die erfindungsgemäße Lagerdichtung weist wenigstens ein von dem zumindest einen Lagermittel unabhängiges Zwischendichtringantriebselement auf, das um eine von der Rotationsachse radial beabstandete Zwischendichtringantriebselementachse drehbar mit dem Zwischendichtring verbunden ist und derart ausgestaltet ist, daß es in kraftschlüssige und/oder formschlüssige Wirkverbindung mit den drehbar zueinander gelagerten Elementen bringbar ist, so daß es bei der Relativdrehung der zwei Elemente zueinander zwischen den Elementen wälzt.The Inventive bearing seal has at least one intermediate ring drive element independent of the at least one bearing means, that is rotatable about an intermediate ring gear drive axis radially spaced from the axis of rotation is connected to the intermediate sealing ring and configured in such a way Is that it is in frictional and / or positive Operative connection with the rotatably mounted elements can be brought, so that it in the relative rotation of the two elements to each other between the Rolling elements.

Der Begriff „Rotationsachse" wird im vorliegenden Text auch zur Bezeichnung der Rotationssymmetrieachse verwendet.Of the Term "rotation axis" is in the present Text also used to denote the axis of rotational symmetry.

Mit dem erfindungsgemäßen Zwischendichtringantriebselement wird der Zwischendichtring mit einer Drehgeschwindigkeit angetrieben, die zwischen den Drehgeschwindigkeiten der beiden relativ zueinander drehbar gelagerten Elemente liegt, so daß der Zwischendichtring zur effektiven Reduzierung der Relativgeschwindigkeiten der einzelnen Teile dient. Das Zwischendichtringantriebselement wird jedoch von dem eigentlichen Lagermittel unabhängig angetrieben. Dieser Antrieb erfolgt durch eine formschlüssige oder kraftschlüssige Wirkverbindung des Zwischendichtringantriebselementes sowohl mit dem einen als auch mit dem anderen der zwei sich relativ zueinander drehenden Elemente. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist also keine Verbindung mehr zwischen dem Zwischendichtring und einem Wälzlager notwendig. Insofern ist die erfindungsgemäßen Lagerdichtung auch bei Lagern einsetzbar, bei denen kein Wälzlager vorgesehen ist, also z. B. bei magnetischen Lagerungen, Flüssigkeitslagerungen oder Gleitlagerungen. Auch bei Lagern, bei denen das Wälzlager nicht direkt benachbart zu den Dichtringen ist, ist die erfindungsgemäße Lagerdichtung einsetzbar.With the intermediate sealing ring drive element according to the invention the intermediate sealing ring is driven at a rotational speed, the between the rotational speeds of the two relative to each other rotatably mounted elements, so that the intermediate sealing ring for effective reduction of the relative speeds of each Parts serves. However, the intermediate sealing ring drive element is of the actual storage means driven independently. This drive done by a form-fitting or non-positive Operative connection of the intermediate sealing ring drive element with both one as well as the other of the two relative to each other rotating elements. In the embodiment according to the invention is therefore no connection between the intermediate sealing ring and a roller bearing necessary. In this respect, the bearing seal according to the invention is also at Can be used in bearings in which no rolling bearing is provided, ie z. B. magnetic bearings, fluid bearings or sliding bearings. Also in bearings where the rolling bearing not directly adjacent to the sealing rings is the bearing seal according to the invention used.

Das Zwischendichtringantriebselement kann zur Bildung einer formschlüssigen Verbindung mit den zwei sich relativ zueinander bewegenden Elementen z. B. zumindest ein Zahnrad umfassen, das mit einem Zahnkranz an einem der Elemente und einem Zahnkranz an dem anderen der Elemente kämmt. Auf diese Weise bewegt sich das Zwischendichtnngantriebselement mit der Hälfte der Relativgeschwindigkeit der zwei Elemente. Eine solche Ausführungsform stellt einen sicheren und präzisen Antrieb des Zwischendichtringantriebselementes dar.The Intermediate ring drive element can be used to form a positive connection with the two relatively moving elements z. B. at least one gear, which with a ring gear on a the elements and a sprocket on the other of the elements meshes. On In this way, the Zwischendichtnngantriebselement moves with half the relative velocity of the two elements. Such an embodiment represents a safe and accurate Drive the intermediate sealing ring drive element is.

Bei einer anderen einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung umfaßt das Zwischendichtringantriebselement zumindest ein Reibrad, das sowohl mit einer Lauffläche an einem der rotierenden Elemente als auch mit einer Lauffläche an dem anderen der rotierenden Elemente in kraftschlüssiger Verbindung steht.at another simple and inexpensive embodiment comprises the intermediate sealing ring drive element at least one friction wheel, both with a tread on one the rotating elements as well as with a tread on the other of the rotating elements is in frictional connection.

Die kraftschlüssige bzw. formschlüssige Verbindung des Zwischendichtringantriebselementes mit den zwei relativ zueinander rotierenden Elementen kann direkt sein, also z. B. durch direkt an den Elementen vorgesehene Zahnkränze, mit denen ein als Zahnrad ausgestaltetes Zwischendichtringantriebselement kämmt. Ebenso kann eine indirekte kraftschlüssige bzw. formschlüssige Verbindung vorgesehen sein. So kann das Zwischendichtringantriebselement z. B. mit einem Element direkt in formschlüssiger bzw. kraftschlüssiger Wirkverbindung stehen und andererseits mit dem Dichtring, der sich mit dem anderen Element bewegt. Steht dieser Dichtring mit dem Element, mit dem er sich bewegt, z. B. über eine elastomere O-Ring-Dichtung in Verbindung, so ist auf diese Weise eine flexible und tolerante Lagerung gesichert.The frictional or positive locking Connection of the intermediate sealing ring drive element with the two relatively rotating elements can be directly, so z. B. by directly on the elements provided sprockets, with which as a gear designed intermediate sealing ring drive element meshes. As well can be an indirect non-positive or positive locking Provided connection. Thus, the intermediate sealing ring drive element z. B. with an element directly in positive or non-positive operative connection and on the other hand with the sealing ring, which is connected to the other element emotional. Is this sealing ring with the element with which he is moves, z. B. over an elastomeric O-ring seal In this way, it is flexible and tolerant Storage secured.

Der Zwischendichtring kann über ein einzelnes Zwischendichtringantriebselement angetrieben werden. Eine größere Sicherheit und Gleichmäßigkeit ist gewährleistet, wenn mehrere Zwischendichtringantriebselemente am Umfang des Zwischendichtringes angeordnet sind und den Zwischendichtring somit an mehreren Stellen antreiben. Besonders vorteilhaft ist eine symmetrische Anordnung der Zwischendichtringantriebselemente.Of the Intermediate sealing ring can over a single intermediate sealing ring drive element are driven. A greater security and uniformity is guaranteed if several intermediate sealing ring drive elements on the circumference of the intermediate sealing ring are arranged and the intermediate sealing ring thus in several places drive. Particularly advantageous is a symmetrical arrangement the intermediate sealing ring drive elements.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lagerdichtung befinden sich auf einer Zwischendichtringantriebselementachse zumindest zwei Zwischendichtringantriebselemente in symmetrischer Anordnung zum Zwischendichtring. Auf diese Weise werden die radialen Kräfte der Zwischendichtringantriebselementachse auf den Zwischendichtring verringert, so daß ein gleichmäßigerer und geräuscharmer Lauf möglich ist.at An advantageous development of the bearing seal according to the invention are located on an intermediate sealing ring drive element axis at least two intermediate sealing ring drive elements in a symmetrical arrangement to the intermediate sealing ring. In this way, the radial forces of the intermediate sealing ring drive element axis reduced to the intermediate sealing ring, so that a more uniform and quieter Run possible is.

Um einen flexibleren und toleranteren Antrieb des Zwischendichtringes zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, daß das zumindest eine Zwischendichtringantriebselement in einem elastomeren Bereich des Zwischendichtringes gelagert ist.Around a more flexible and tolerant drive of the intermediate sealing ring to enable can be provided that the at least one intermediate sealing ring drive element in an elastomeric Is stored area of the intermediate sealing ring.

Besonders einfach ist eine Ausgestaltung, bei der die Zwischendichtringantriebselementachse des zumindest einen Zwischendichtringantriebselementes parallel zu der Rotationsachse bzw. der Rotationssymmetrieachse ist, um die sich die drehbar zueinander gelagerten Elemente drehen. Es sind jedoch ebenfalls Ausgestaltungen möglich, bei denen die Zwischendichtringantriebselementachse in einem Winkel zur Rotationssymmetrieachse angeordnet ist, z. B. wenn das Zwischendichtringantriebselement ein schräg verzahntes Zahnrad umfaßt.Especially simple is an embodiment in which the intermediate sealing ring drive element axis of the at least one intermediate sealing ring drive element parallel to the Rotation axis or the axis of rotational symmetry is about which rotate the rotatably mounted elements. It is, however also embodiments possible, in which the intermediate sealing ring drive element axis at an angle is arranged to the rotational axis of symmetry, z. B. when the intermediate sealing ring drive element an oblique toothed gear included.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerdichtung weist zwei vorzugsweise metallische Gleitringe auf, die z. B. über O-Ringe aus Elastomerstoffen an den zwei drehenden Elementen anliegen. Der Zwischendichtring ist bei dieser Ausführungsform als zwischen den Gleitringen angeordneter Zwischengleitring ausgestaltet. Diese Ausführungsform ermöglicht besonders hohe Drehgeschwindigkeiten und einen belastungsarmen Betrieb. Bei einer solchen Ausführungsform ist es z. B. möglich, daß das zumindest eine Zwischendichtringantriebselement in Wirkverbindung mit einem Zahnkranz oder einer Lauffläche eines der Gleitringe steht.An embodiment of the bearing seal according to the invention comprises two preferably metallic seal rings, the z. B. on O-rings of elastomeric materials to the two rotating elements lie. The intermediate sealing ring is designed in this embodiment as arranged between the slip rings Zwischengleitring. This embodiment enables particularly high rotational speeds and low-load operation. In such an embodiment, it is z. B. possible that the at least one intermediate sealing ring drive element is in operative connection with a sprocket or a running surface of the slip rings.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerdichtung sind zwei Dichtungen aus Elastomerstoffen vorgesehen. Der Zwischendichtring ist bei dieser Ausführung als zwischen diesen Dichtungen angeordneter Zwischenring ausgestaltet. Eine solche Ausführungsform ist einfach im Aufbau und kostengünstig. Gesonderte Gleitringe brauchen hier nicht eingesetzt werden. Eine der Dichtungen bewegt sich mit dem einen der relativ zueinander drehenden Elemente. Die andere Dichtung bewegt sich entweder mit dem anderen der zwei sich relativ zueinander drehenden Elemente oder mit dem Zwischenring.at another embodiment the bearing seal according to the invention two gaskets made of elastomeric material are provided. The intermediate sealing ring is in this version designed as between these seals arranged intermediate ring. Such an embodiment is simple in construction and inexpensive. Separate slip rings do not need to be used here. One of the seals moves with the one of the relatively rotating elements. The another seal either moves with the other of the two relatively rotating elements or with the intermediate ring.

Die Erfindung umfaßt auch Ausgestaltungen, bei welchen die Wirkverbindung mehrstufig erfolgt, z. B. über mehrere ineinander kämmende Zahnräder. So lassen sich unterschiedliche Geschwindigkeiten des Zwischendichtringes realisieren.The Invention also embodiments in which the active compound in several stages takes place, for. B. over several intermeshing ones Gears. So can be different speeds of the intermediate sealing ring realize.

Ein erfindungsgemäßes Lager weist zwei sich um eine Rotationsachse zueinander drehbar gelagerte Elemente auf. Die Elemente sind über zumindest ein Lagermittel relativ zueinander drehbar gelagert. Weiterhin ist eine erfindungsgemäße Lagerdichtung zum Verschluß des Zwischenraumes der zwei sich relativ zueinander drehenden Elemente vorgesehen. Die Vorteile eines solchen erfindungsgemäßen Lagers mit zumindest einem vom Lagermittel unabhängigen Zwischendichtringantriebselement ergeben sich in analoger Weise wie oben bereits für die erfindungsgemäße Lagerdichtung beschrieben.One Inventive bearing has two rotatably mounted about an axis of rotation to each other Elements on. The elements are over at least one bearing means rotatably supported relative to each other. Farther is a bearing seal according to the invention to close the Interspace of the two relatively rotating elements intended. The advantages of such a bearing according to the invention with at least one intermediate sealing ring drive element independent of the bearing means arise in an analogous manner as above for the bearing seal according to the invention described.

Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers weist als Lagermittel ein Wälzlager auf. Das Lagermittel kann aber auch anders, z. B. durch eine Flüssigkeitslagerung, eine magnetische Lagerung oder ein Gleitlager gebildet sein.A special embodiment the bearing of the invention has as bearing means a rolling bearing on. The storage means can also be different, z. B. by a liquid storage, be formed a magnetic bearing or a sliding bearing.

Die Erfindung wird anhand der anliegenden Figuren im Detail erläutert, die Ausführungsformen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt:The Invention will be explained in detail with reference to the accompanying figures, which Embodiments of Invention show. Showing:

1: eine Teilschnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Lager mit einer erfindungsgemäßen Lagerdichtung, 1 FIG. 2: a partial sectional view through a bearing according to the invention with a bearing seal according to the invention, FIG.

2: einen in 1 mit II bezeichneten Teilquerschnitt durch das Lager der 1, 2 : one in 1 with II designated partial cross section through the camp of 1 .

3: eine Teilschnittansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagers mit einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lagerdichtung, 3 FIG. 2 is a partial sectional view of another embodiment of a bearing according to the invention with another embodiment of a bearing seal according to the invention, FIG.

4: eine in 3 mit IV bezeichnete Teilquerschnittsansicht durch das Lager der 3, 4 : one in 3 with IV designated partial cross-sectional view through the bearing of 3 .

5: eine Teilschnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagers mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lagerdichtung, und 5 a partial sectional view through a further embodiment of a bearing according to the invention with a further embodiment of a bearing seal according to the invention, and

6: eine in 5 mit VI bezeichnete Teilquerschnittsansicht durch das Lager der 5. 6 : one in 5 with VI designated partial cross-sectional view through the camp of 5 ,

1 zeigt eine Teilschnittansicht eines Lagers, wie es z. B. bei Antrieben Verwendung findet. Es zeigt einen stehenden Teil 3, der im wesentlichen rotationssymmetrisch zur Rotationssymmetrieachse A ist. 1 zeigt den im Ausschnitt gezeigten rotierenden Teil des Lagers. Das rotierende Element 1 wälzt sich über das Wälzlager 2 in an sich bekannter Weise über den stehenden Teil 3 ab. Das Wälzlager 2 besteht jeweils aus einem Innenring 7 und einem sich drehenden Außenring 5. Die beiden Ringe 5 und 7 sind mit den Elementen 1 und 3 fest verbunden und wälzen sich in an sich bekannter Weise über Wälzkörper 4 ab. 1 shows a partial sectional view of a bearing, as it is z. B. is used in drives. It shows a standing part 3 , which is substantially rotationally symmetrical to the rotational axis of symmetry A. 1 shows the rotating part of the bearing shown in the cutout. The rotating element 1 rolls over the rolling bearing 2 in a conventional manner on the stationary part 3 from. The rolling bearing 2 each consists of an inner ring 7 and a rotating outer ring 5 , The two rings 5 and 7 are with the elements 1 and 3 firmly connected and roll in a conventional manner via rolling elements 4 from.

In dem mit dem Außenring 5 umlaufenden Antriebsteil 1 befindet sich der über den O-Ring 19 gehaltene umlaufende Gleitring 13. In dem mit dem stehenden Teil 3 des Antriebes verbundenen Verschlußring 9 befindet sich der zweite über den zweiten O-Ring 21 gehaltene Gleitring 11. Zwischen den Gleitringen 11 und 13 befindet sich der Zwischengleitring 15.In the one with the outer ring 5 revolving drive part 1 is the one above the O-ring 19 held circumferential sliding ring 13 , In the one with the standing part 3 the drive connected locking ring 9 the second is over the second O-ring 21 held sliding ring 11 , Between the slip rings 11 and 13 is the intermediate sliding ring 15 ,

Der Gleitring 13 umfaßt eine Innenverzahnung 36, während das stehende Teil 3 eine Außenverzahnung 38 umfaßt. Zwischen diesen Verzahnungen ist zumindest ein Antriebselement 31 für den Zwischengleitring 15 vorgesehen. Bei der gezeigten Ausführungsform besteht das Antriebselement 31 aus einer Mittelachse 33, die sich um die Symmetrieachse 30 dreht. Symmetrisch zum Zwischengleitring 15 sind auf der Achse 33 zwei Zahnräder 32 bzw. 34 angeordnet. Beide Zahnräder kämmen bei der gezeigten Ausführungsform mit dem Außenzahnkranz 38 des stehenden Teiles 3. Eines der Zahnräder 32 kämmt zusätzlich mit dem Innenzahnkranz 36 des Gleitringes 13.The sliding ring 13 includes an internal toothing 36 while the standing part 3 an external toothing 38 includes. Between these gears is at least one drive element 31 for the intermediate sliding ring 15 intended. In the embodiment shown, the drive element consists 31 from a central axis 33 that are about the axis of symmetry 30 rotates. Symmetrical to the intermediate slip ring 15 are on the axis 33 two gears 32 respectively. 34 arranged. Both gears mesh with the outer ring gear in the embodiment shown 38 of the standing part 3 , One of the gears 32 meshes additionally with the inner ring gear 36 of the sliding ring 13 ,

1 zeigt nur eine Teilschnittansicht. So sind der stehende Teil 3, der drehende Teil 1, der Zwischengleitring 15, die Gleitringe 11, 13, die O-Ring-Dichtungen 19, 21 und der Verschlußring 9 in der Regel rotationssymmetrisch um die Rotationsachse A. Die gebogenen Bruchlinien im unteren Teil der 1 sollen schematisch andeuten, daß die Rotationsachse A auch eine größere Entfernung von den genannten Elementen haben kann. Die gestrichelte Linie im linken Teil der 1 deutet an, daß sich die Elemente 1 und 3 in dieser Richtung fortsetzen können und z. B. in eine zweite entsprechend spiegelverkehrte Anordnung münden können. 1 shows only a partial sectional view. So are the standing part 3 , the turning part 1 , the intermediate slip ring 15 , the slip rings 11 . 13 , the O-ring seals 19 . 21 and the locking ring 9 usually rotationally symmetric about the axis of rotation A. The curved fracture lines in the lower part of the 1 are intended to indicate schematically that the axis of rotation A can also have a greater distance from said elements. The dashed line in the left part of the 1 indicates that the elements 1 and 3 continue in this direction and z. B. can lead to a second corresponding mirror-inverted arrangement.

Die O-Ringe 19, 21 sind herkömmliche O-Ringe, z. B. aus Elastomerstoffen. Die Gleitringe 11, 13 sind z. B. aus Stahl gefertigt.The O-rings 19 . 21 are conventional O-rings, z. B. elastomeric materials. The slip rings 11 . 13 are z. B. made of steel.

2 zeigt einen in 1 mit II bezeichneten Schnitt durch ein Lager der 1. In 2 bezeichnet I andererseits etwa den in 1 gezeigten Schnitt. Man erkennt den äußeren Zahnkranz 38 auf dem stehenden Teil 3. Auf dem Zahnkranz 38 laufen die Zahnräder 32 und nicht sichtbare Zahnräder 34 um jeweils eine Achse 30. Die Zahnräder 32 kämmen auf der anderen Seite mit dem Zahnkranz 36 des Gleitringes 13. Gezeigt ist eine Ausführungsform mit sechs Zwischengleitringantriebselementen 31, die symmetrisch um das stehende Teil 3 angeordnet sind. 2 shows an in 1 designated II section through a camp of the 1 , In 2 On the other hand, I indicates about the in 1 shown section. You can see the outer sprocket 38 on the standing part 3 , On the sprocket 38 the gears are running 32 and invisible gears 34 one axis at a time 30 , The gears 32 comb on the other side with the sprocket 36 of the sliding ring 13 , Shown is an embodiment with six Zwischengleitringantriebselementen 31 symmetrically around the standing part 3 are arranged.

Im Betrieb dreht sich das Element 1 um das stehende Teil 3. Dabei wird das Element 1 durch einen nicht gezeigten Motor in an sich bekannter Weise angetrieben und wälzt sich über das Wälzlager 2 an dem stehenden Teil 3 ab. Der Gleitring 13 bewegt sich mit derselben Geschwindigkeit wie das Element 1, während der Gleitring 11 feststeht. Zwischen den Gleitringen 13 und 11 befindet sich der Zwischengleitring 15, in dem die Zwischengleitringantriebselemente 31 drehbar gelagert sind. Die Zahnräder 32 der Zwischengleitringantriebselemente 31 kämmen einerseits mit dem stehenden Zahnkranz 38 und andererseits mit dem sich bewegenden Zahnkranz 36 des Gleitringes 13. Dadurch bewegen sich die Zwischengleitringantriebselemente 31 mit der halben Geschwindigkeit des Elementes 1 um die Rotationssymmetrieachse A. Insofern bewegt sich auch der Zwischengleitring 15 mit der halben Geschwindigkeit des Gleitringes 13 um die Rotationsachse A.In operation, the element rotates 1 around the standing part 3 , It becomes the element 1 driven by a motor not shown in a conventional manner and rolls over the bearings 2 at the standing part 3 from. The sliding ring 13 moves at the same speed as the element 1 while the slip ring 11 fixed. Between the slip rings 13 and 11 is the intermediate sliding ring 15 in which the Zwischengleitringantriebselemente 31 are rotatably mounted. The gears 32 the Zwischengleitringantriebselemente 31 comb on the one hand with the standing sprocket 38 and on the other hand with the moving sprocket 36 of the sliding ring 13 , As a result, the Zwischengleitringantriebselemente move 31 at half the speed of the element 1 around the axis of rotational symmetry A. In this respect, the Zwischengleitring moves 15 at half the speed of the slip ring 13 about the rotation axis A.

Die Relativgeschwindigkeit des Zwischengleitringes 15 gegenüber dem Gleitring 13 entspricht also der halben Drehzahl des Elementes 1. Ebenso entspricht die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Zwischengleitring 15 und dem Gleitring 11 der halben Drehzahl des Elementes 1. Die Relativgeschwindigkeit der einzelnen aneinander gleitenden Flächen ist also halbiert und der Abrieb und die Wärmeentwicklung verringert.The relative speed of the Zwischengleitringes 15 opposite the sliding ring 13 thus corresponds to half the speed of the element 1 , Likewise, the relative speed between the Zwischengleitring corresponds 15 and the slip ring 11 half the speed of the element 1 , The relative speed of the individual sliding surfaces is thus halved and reduces the abrasion and heat generation.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Im Unterschied zu der Ausführungsform der 1 umfaßt der Zwischengleitring 115 einen elastomeren Bereich 116. 3 shows a further embodiment. Like elements are designated by like reference numerals. In contrast to the embodiment of the 1 includes the intermediate sliding ring 115 an elastomeric region 116 ,

4 zeigt eine Schnittansicht, die in 3 mit IV angedeutet ist. Gezeigt ist in 4 der Schnitt durch den Zwischengleitring 115. In dem elastomeren Bereich 116 des Zwischengleitringes 115 sind nach innen weisende Aufnahmen 135 vorgesehen, die z. B. durch entsprechend eingesetzte Metallstücke 137 gebildet werden. In diese Aufnahmen 135 sind die Achsenelemente 133 der Zwischengleitringantriebselemente 131 eingelegt. Der Schnitt durch den Zwischengleitring 115, der in 3 sichtbar ist, ist in 4 mit III bezeichnet. 4 shows a sectional view, which in 3 indicated by IV. Shown is in 4 the section through the Zwischengleitring 115 , In the elastomeric region 116 of the intermediate slip ring 115 are inward-facing shots 135 provided, the z. B. by appropriately inserted pieces of metal 137 be formed. In these shots 135 are the axis elements 133 the Zwischengleitringantriebselemente 131 inserted. The section through the Zwischengleitring 115 who in 3 is visible in is 4 designated III.

Im Betrieb wird die Bewegung der Zwischengleitringantriebselemente 133 über die Aufnahmen 135, 137 auf den elastomeren Bereich 116 des Zwischengleitringes 115 übertragen, so daß er ähnlich wie bereits mit Bezug zur Ausführungsform der 1 und 2 beschrieben mit der halben Drehzahl des sich drehenden Elementes 1 bewegt wird.In operation, the movement of the Zwischengleitringantriebselemente 133 about the recordings 135 . 137 on the elastomeric area 116 of the intermediate slip ring 115 so that it is similar to that already with reference to the embodiment of the 1 and 2 described with half the speed of the rotating element 1 is moved.

5 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Zwischengleitringantriebselement 231 nur ein Zahnrad 232 aufweist. Das Zahnrad 232 ist über eine Lagerung 233 in entsprechend angeordneten Öffnungen des Zwischengleitringes 215 angeordnet. Es kann z. B. über Kugellager auf einer entsprechenden in dem Zwischengleitring 215 mit einer Mutter gehaltenen Achse 233 abrollen. Einen Schnitt durch den Zwischengleitring 215, der in 5 mit VI bezeichnet ist, zeigt 6. In 6 ist die in 5 sichtbare Ansicht des Zwischengleitringes 215 mit V bezeichnet. 5 shows an embodiment in which a Zwischengleitringantriebselement 231 just a gear 232 having. The gear 232 is about a storage 233 in correspondingly arranged openings of the Zwischengleitringes 215 arranged. It can, for. B. via ball bearings on a corresponding in the Zwischengleitring 215 with a nut held axis 233 roll. A section through the Zwischengleitring 215 who in 5 denoted by VI shows 6 , In 6 is the in 5 visible view of the intermediate slip ring 215 denoted by V.

Selbstverständlich können einzelne Ausführungsformen auch miteinander kombiniert sein. Zum Beispiel kann eine Kugellagerung der Zahnräder 32, 34 ähnlich der Kugellagerung für das Zahnrad 232 vorgesehen sein. Andererseits kann z. B. die Ausführungsform der 5 und 6 auch einen elastomeren Bereich 116 aufweisen, wie er mit Bezug zu der Ausführungsform der 3 und 4 beschrieben ist.Of course, individual embodiments may also be combined with each other. For example, a ball bearing of the gears 32 . 34 similar to the ball bearing for the gear 232 be provided. On the other hand, for. B. the embodiment of the 5 and 6 also an elastomeric region 116 as it relates to the embodiment of the 3 and 4 is described.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen kämmen die Zahnräder 32, 232 mit dem Zahnkranz 36 des Gleitringes 13. Bei anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen ist der Zahnkranz 36 nicht am Gleitring 13, sondern am Element 1 direkt vorgesehen. Eine solche Ausführungsform ermöglicht auch den Verzicht auf Gleitringe 11, 13, wobei der Zwischendichtring dann direkt zwischen elastomeren Dichtungen angeordnet ist, von denen sich eine mit dem rotierenden Element 1 bewegt, während die andere mit dem stehenden Element 3 steht.In all the embodiments described, the gears mesh 32 . 232 with the sprocket 36 of the sliding ring 13 , In other, not shown embodiments of the sprocket 36 not on the sliding ring 13 but at the element 1 directly provided. Such an embodiment also makes it possible to dispense with sliding rings 11 . 13 wherein the intermediate sealing ring is then arranged directly between elastomeric seals, one of which with the rotating element 1 moves while the other with the standing element 3 stands.

Die Ausgestaltung mit Zahnrädern 32, 34, 232 für das Zwischendichtringantriebselement 31, 131, 231 sichert eine präzise Bewegung des Zwischendichtringes 15, 115, 215. Eine andere, einfache und kostengünstige Ausgestaltung umfaßt keinen formschlüssigen Zahnradantrieb, sondern einen kraftschlüssigen Reibradantrieb, wobei die Zahnkränze 36, 38 durch entsprechende Laufflächen und die Zahnräder 32, 34, 232 durch entsprechende Reibräder ersetzt sind.The embodiment with gears 32 . 34 . 232 for the intermediate sealing ring drive element 31 . 131 . 231 ensures a precise movement of the intermediate sealing ring 15 . 115 . 215 , Another simple and inexpensive embodiment does not include a positive gear drive, but a frictional friction drive, wherein the sprockets 36 . 38 through corresponding treads and the gears 32 . 34 . 232 are replaced by appropriate friction wheels.

Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, daß der Zwischendichtring mit der halben Drehzahl des rotierenden Elementes 1 angetrieben wird. Ebenso können entsprechende mehrstufige Zwischendichtringantriebselemente vorgesehen sein, so daß unterschiedliche Drehzahlen des Zwischendichtringes ausgewählt werden können.The invention is not limited to that of the intermediate sealing ring at half the rotational speed of the rotating element 1 is driven. Likewise, corresponding multi-stage intermediate sealing ring drive elements may be provided, so that different rotational speeds of the intermediate sealing ring can be selected.

Die erfindungsgemäße Lagerdichtung ist nicht auf die Anwendung in Antrieben beschränkt. Sie kann eingesetzt werden, wo zwei Elemente sich relativ zueinander drehen und der Zwischenraum zwischen ihnen trotzdem dichtend verschlossen sein soll. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Lagerdichtung nicht auf Ausführungsformen beschränkt, bei denen sich ein äußeres Element 1 um ein inneres Element 3 bewegt, wie es bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fall ist. Möglich ist es auch, daß sich das innere Element in dem äußeren Element dreht oder daß beide Elemente sich in gleicher Drehrichtung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit oder gegeneinander drehen.The bearing seal according to the invention is not limited to the application in drives. It can be used where two elements rotate relative to each other and the space between them should still be sealed. In particular, the bearing seal according to the invention is not limited to embodiments in which an outer element 1 around an inner element 3 moves, as is the case in the described embodiments. It is also possible that the inner element rotates in the outer element or that both elements rotate in the same direction of rotation at different speeds or against each other.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Ausführungen mit Gleitringdichtungen, die jeweils Gleitringe 11, 13 und O-Ringe 21, 19 umfassen. Die Erfindung ist jedoch auch bei Systemen einsetzbar, bei denen keine gesonderten Gleitringe eingesetzt werden, sondern z. B. elastomere Dichtringe, die jeweils zwischen dem Zwischenring und einem der sich relativ zueinander drehenden Elemente angeordnet sind.The embodiments shown relate to designs with mechanical seals, the respective sliding rings 11 . 13 and o-rings 21 . 19 include. However, the invention is also applicable to systems in which no separate slip rings are used, but z. B. elastomeric sealing rings, which are each arranged between the intermediate ring and one of the relatively rotating elements.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen dreht sich jeweils ein Dichtring 13 mit einem Element 1 der zwei sich relativ zueinander drehenden Elemente und der andere Dichtring 11 mit dem anderen Element 3 der zwei sich relativ zueinander drehenden Elemente. Die reduzierten Relativgeschwindigkeiten treten dabei zwischen den Dichtringen 11, 13 und dem Zwischendichtring 15, 115, 215 auf. Die Erfindung ist ebenfalls bei Anordnungen einsetzbar, bei denen sich ein Dichtring mit einem der zwei sich relativ zueinander drehenden Elemente bewegt und der andere Dichtring mit dem Zwischendichtring.In the embodiments described so far, a respective sealing ring rotates 13 with an element 1 the two relatively rotating elements and the other sealing ring 11 with the other element 3 the two relatively rotating elements. The reduced relative speeds occur between the sealing rings 11 . 13 and the intermediate sealing ring 15 . 115 . 215 on. The invention is also applicable to arrangements in which a sealing ring moves with one of the two relatively rotating elements and the other sealing ring with the intermediate sealing ring.

Claims

Bearing seal, in particular shaft seal or axle seal, for sealingly closing a gap between two about a rotation axis (A) via at least one bearing means ( 2 ) relative to each other rotatably mounted elements ( 1 . 3 ), with - one about the rotation axis (A) rotationally symmetrical intermediate sealing ring ( 15 . 115 . 215 ), - two around the rotation axis (A) arranged around the rotational axis rotationally symmetrical sealing rings ( 11 . 13 ), one of which moves with the one element about the axis of rotation (A) and the other with the other element or the intermediate sealing ring ( 15 . 115 . 215 ) is moved about the axis of rotation (A), wherein the intermediate sealing ring ( 15 . 115 . 215 ) between the sealing rings ( 11 . 13 ) and separates them, and - at least one of the at least one bearing means ( 2 ) independent intermediate ring drive element ( 31 . 131 . 231 ) spaced about an axis of rotation (A) intermediate sealing ring drive element axis ( 30 ) rotatable with the intermediate sealing ring ( 15 . 115 . 215 ) and in such a non-positive and / or positive operative connection with the rotatably mounted elements ( 1 . 3 ) can be brought that, upon rotation of the two elements ( 1 . 3 ) relative to each other between the elements ( 1 . 3 ) rolls.

Bearing gasket according to claim 1, wherein the at least one intermediate sealing ring drive element at least one gear ( 32 . 232 ) for the positive operative connection with the relatively rotatably mounted elements ( 1 . 3 ).

Bearing seal according to claim 1, wherein the at least one intermediate sealing ring drive element at least one friction wheel for frictional engagement with the rotatably mounted relative to each other elements ( 1 . 3 ).

Bearing gasket according to one of claims 1 to 3, wherein the operative connection of the at least one intermediate sealing ring drive element ( 31 . 131 . 231 ) with one of the rotatable relative to each other elements ( 1 . 3 ) via a non-positive or positive operative connection with which with this element ( 1 ) moving sealing ring ( 13 ) he follows.

Bearing gasket according to one of claims 1 to 4, wherein at least two intermediate sealing ring drive elements ( 31 . 131 . 231 ) in the circumferential direction of the intermediate sealing ring ( 15 ) are preferably arranged symmetrically.

Bearing gasket according to one of Claims 1 to 5, in which the intermediate sealing ring ( 115 ) an elastomeric region ( 116 ) for holding the intermediate sealing ring drive element axis ( 133 ) of the at least one intermediate sealing ring drive element ( 131 ) is configured.

Bearing gasket according to one of claims 1 to 6, wherein at least two intermediate sealing ring drive elements ( 32 . 34 ) are provided around the same intermediate sealing ring drive element axis ( 30 ) rotatable with the intermediate sealing ring ( 15 . 115 ) are connected.

Bearing gasket according to one of claims 1 to 7, wherein the intermediate sealing ring drive element axis ( 30 ) of the at least one intermediate sealing ring drive element ( 31 . 131 . 231 ) parallel to the axis of rotation (A), around which the rotatably mounted elements ( 1 . 3 Turning is.

Bearing gasket according to one of claims 1 to 8, wherein the two sealing rings slip rings ( 11 . 13 ), preferably via O-rings ( 21 . 19 ) on the two relatively rotatable elements ( 3 . 1 ), and the intermediate sealing ring ( 15 . 115 . 215 ) as between the slip rings ( 11 . 13 ) arranged intermediate sliding ring ( 15 . 115 ) is configured.

Bearing seal according to one of claims 1 to 8, in which the sealing rings two rotationally symmetrical about the axis of rotation Elastomeric gaskets include and the intermediate sealing ring designed as arranged between the seals intermediate ring is.

Bearing with - two elements rotatably mounted about a rotation axis (A) relative to each other ( 1 . 3 ), - at least one storage means ( 2 ) for supporting the two elements rotatably mounted relative to each other ( 1 . 3 ) against each other, and - at least one bearing seal according to one of claims 1 to 10.

Bearing according to claim 11, wherein the bearing means comprises a roller bearing ( 2 ).