DE2166874A1

DE2166874A1 - Wahlweise zur abdeckung oder abdichtung zwischen laufringen insbesondere von waelzlagern dienender lagerschutzring

Info

Publication number: DE2166874A1
Application number: DE19712166874
Authority: DE
Inventors: James J Pethis
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 1970-12-16
Filing date: 1971-12-13
Publication date: 1976-06-16
Also published as: US3709572A; DE2161845C3; CA953750A; DE2161845B2; JPS521453B1; GB1356320A; DE2161845A1

Description

Patentanwälte

Dipl. Ing. Hans-Jürgen Müller Deutsche Patentanmeldung

Dr. rer. nat Thomas Berendt P 21 66 874.6.

Π8 München 80 Lucile-Grahn-Straße 38 _m' .

Textron Ine.

Neue Beschreibung

Wahlweise zur Abdeckung oder Abdichtung zwischen Laufringen insbesondere von Wälzlagern dienender Lagerschutzring

Die Erfindung bezieht sich auf einen wahlweise zur Abdeckung oder Abdichtung zwischen laufringen insbesondere von Wälzlagern dienenden Lagerschutzring, mit einem radial außen angeordneten, elastomeren, in eine Haltenut des Außenlaufrings durch axialen Druck radial einzufedernden und nach dem Einfedern gegen die Hutwand mit Spannung anliegenden, ringförmigen Sitzteil und einem radial innen angeordneten, elastomeren, ringförmigen Dichtteil, der in einer abdichtenden Einbaulage am Innenlaufring mit Spannung anliegt und in der anderen Einbaulage mit ihm einen Spalt bildet, sowie einem sxch zwischen dem Sitzteil und dem Dichtteil erstreckenden Versteifungsteil.

Ein derartiger Lagerschutzring ist bereits bekannt (US-PS 2 887 530). Er ist einstückig aus Kunststoff hergestellt und derart asymmetrisch aufgebaut, daß er einerseits die abdichtende Einbaulage und andererseits die lediglich abschirmende, einen Spalt zwischen dem Innenlaufring und dem Dichtteil freilassende EIn-

baulage gewährleistet. Der Versteifungsteil ist eine verdickte Stelle gegenüber der der im entspannten Zustand sich in der gleichen Ebene erstreckende Dichtteil eine geringere Wandstärke aufweist, was ebenfalls für den Sitzteil gilt, der jedoch auch in der entspannten Lage aus der Ebene des Versteifungsteils bogenförmig herausgewölbt ist und ai radial äußeren Rand einen Kranz von Zähnen aufweist, die in die Haltenut des Außenlaufrings federnd eingreifen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieser bekannte Lagerschutzring jedenfalls in der einen Spalt bildenden Einbaulage vielfach nicht die erwünschte Lage einnimmt. So wurde festgestellt, daß der radiale Innenrand des Lagerschutzringes an manchen Stellen am Innenlaufring anliegt, obwohl er mit diesem einen Spalt bilden soll. In anderen fällen ist der Spalt unerwünscht groß, so daß auch größere Fremdkörper in den Lagerinnenraum eindringen können und dort zu einem raschen Verschleiß Anlaß geben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Nachteile zu vermeiden. Trotz einfacher Herstellung " soll der Lagerschutzring jede seiner beiden Einbaulagen so exakt wie möglich auch dann beibehalten, wenn er mehrfach aus- und wieder eingebaut und dabei den erforderlichen Verformungskräften ausgesetzt wurde.

Die Erfindung besteht darin, daß der Versteifungsteil eine verhältnismäßig steife Ringscheibe ist, die sich bis in den ringförmigen Sitzteil erstreckt

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und dort einen Axialflansoh' aufweist, der entgegengesetzt zu einem aus der axialen Mittelebene des Versteifungsteils versetzten und eine Dichtlippe bildenden Axialflansch des Dichtungsteils gewendet ist.

Es ist an sich bereits bekannt (GB-PS 1 099 936, US-PSen 2 467 049, 3 114 559 und 3 423 141)_} den Lagerschutzring mit einer verhältnismäßig steifen Ringscheibe zu verstärken, die entweder als flache Bleohsoheibe oder als an einem Ende abgebogene und beispielsweise flanschförmig ausgebildete Ringscheibe konstruiert ist. Hierbei handelt es sich jedoch um Lagerschutzringe, die lediglich in einer Einbaulage, nämlich in einer dichtenden angeordnet sind. Die verhältnismäßig steife Ringscheibe hat dort die Aufgabe, die Anlegekraft des Dichtteils an den Innenlaufring zu verstärken. Dabei ist der Axialflansch der Ringscheibe in der gleichen Richtung wie die zu Dichtungszwecken verwendete Partie, insbesondere eine Dichtungslippe, des Dichtteils aus der axialen Mittelebene des Yersteifungsteils versetzt.

Die Erfindung schlägt einen entgegengesetzten Weg ein, wodurch die oben genannte Aufgabe in einfacher Weise lösbar ist, obwohl die Anlagekraft des Dichtteils am Innenring in der abdichtenden Einbaulage nicht beeinträchtigt wird. Trotz vielfachen Aus- und Wiedereinbaus des erfindungsgemäßen Lager-

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schutzrings kann die gewünschte Breite des Spaltes in der anderen Einbaulage beibehalten werden, wobei auch Exzentrizitäten insbesondere auch dadurch vermeidbar sind, daß der Sitzteil nicht nur einen Kranz von Zähnen aufweist, sondern die Haltenut des Außenlauf rings praktisch vollkemmen ausfüllt. Der Axialflansch der steifen Ringscheibe findet hierdurch eine bessere Abstützung, vor allem auch dann, wenn er vollständig in den Sitzteil eingebettet ist. Selbst wenn ^t er in der den Spalt bildenden Einbaulage mit seinem Ende sich in nur geringem Abstand von der inneren Schulter der Haltenut des Außenlaufrings befindet was für die Abstützung empfehlenswert ist - so dient das zwischen dem Axialflansch und dieser Schulter befindliche Material des elastomeren Sitzteils dazu,einen unmittelbaren Kontakt zwischen der insbesondere aus Metall bestehenden Ringscheibe und dem metallischen Außenlaufring zu vermeiden, was bei anderen bekannten Ausbildungen (US-PS 3 423 141) nicht der Fall ist.

Es empfiehlt sich, wenn der dem Axialflansch des Dichtteils abgewandte Stirnrand eine Abschrägung aufweist, " so· daß diese Abschrägung mit der nach außen gerichteten Schulterfläche des Innenlaufrings die Begrenzung des Spaltes bildet. Die Dichtlippe ist dagegen zweckmäßigerweise als Kante auegebildet, die an der fraglichen Schulter des Innenlaufrings in der dichtenden Einbaulage anliegt und ent1angsohleift.

Anhand der Zeichnung ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Teilschnitt durch ein Lager

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mit einem erfindungsgemäßen Lagerschutzring in der abdichtenden Einbaulage;

Fig. 2 einen entsprechenden Teilschnitt der anderen Lagerseite mit dem Lagerschutzring in der lediglich abdeckenden bzw. abschirmenden, einen Spalt bildenden, jedoch.nicht abdichtenden Einbaulage und

Pig. 3 eine Teilansicht des Lagerschutzrings gemäß Pig. 1 ohne die Lagerlaufringe.

Gemäß Pig. 1 und 2 weist, ein Kugellager,, einen Innenlaufring 10 und einen Außenlaufring 11 mit einander zugewendeten Laufrillen 12, 13 und mehrere, in diesen laufende Kugeln 14 auf, die die Lage der Laufringe 10, 11 für deren EelatiTdrehung radial und axial festlegen. Die Abstände der Kugeln 14 sind mittels eines Käfigs festgelegt. Zwischen der Laufrille 13 und den Stirnenden des Außenlaufrings 11 befindet sich eine Schulter 16, deren Ende zur Bildung einer Haltenut 17 für die Aufnahme des erfindungsgemäßen Lagerschutzringes 25 ausgespart ist. Die Haltenut 17 ist radial einwärts gerichtet offen und weist eine radiale Anschlagfläche 18 am axial inneren Ende sowie eine wesentlich weniger ausgeprägte, radial einwärts gerichtete Wulst 19 am axial äußeren Ende auf. In ähnlicher Weise weist die Außenfläche des Innenlaufringes 10 eine Schulter 20 zwischen der Laufrille 12 und den Stirnflächen auf. Im Bereich der koaxialen Überlappung mit der Haltenut 17 ist der Innenlaufring 10 zur Bildung einer

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allgemein konisch verjüngten Fläche 21 ausgespart. Diese Fläche 21 ist vorzugsweise konkav und hat eine sanft verlaufende Neigung zwischen einer radial äußeren Zone 22 und einer radial inneren Zone 23· In der äußeren Zone 22 ist die Neigung der Fläche 21 durch im wesentlichen gleiche radiale und axiale Komponenten bestimmt, während in der inneren Zone 23 die Radialkomponente der Neigung verhältnismäßig klein ist, so daß sich die Dichtfläche 21 in der Gegend des Stirnendes des Innenlaufringes 10 im wesentlichen axial erstreckt.

Der Lagerschutzring 25 ist eine in seiner Einbaulage umkehrbare, kreisringförmige Abdichtungs- und/oder Abdeckungsscheibe mit einem radial äußeren, kreisringförmigen, elastomeren Sitzteil 26 und einem radial inneren, kreisringförmigen, elastomeren Dichtteil 27· Beide Teile sowie der einstückig damit verbundene Mitteilteil 28, der im wesentlichen ein dünner Überzug der einen Seite einer Ringscheibe 29 aus versteifendem Material, z.B. ein aus Blech gestanzter Ring, ist, sind aus einem einzigen Stück aus einem Elastomeren gebildet. Die Ringscheibe 29 hat einen axialgerichteten Flansch 30, vorzugsweise in der Nähe des Bereiches der Auflagerung, nämlich des in der Haltenut 17 aufgenommenen Sitzteils 26. Die Ringscheibe 29 ist im Sitzteil 26 vollständig eingebettet, während sich der ebene, radial erstreckende Haupt« teil der Ringscheibe 29 im wesentlichen in der achsnormalen Mittelebene des Sitzteiles 26 zwischen dessen Stirnenden befindet.

Im nicht zusammengebauten und daher ungespannten Zustand des Lagerschutzringes 25 befindet sich der

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Außenradius R₁ (Pig. 4) des Sitzteils 26 zwischen dem Radius R₂ (Pig. 1) des Nutenzuganges und dem Radius R., des Nutengrundes. Dieser ungespannte Außenradius R^ überschneidet die gegenüberliegenden* konvergierenden Wände der Haltenut 17 in einem Abstand D (Pig. 1), der vorzugsweise im Bereich von • 50 bis 80 io der spannungsfreien axialen Breite W (Pig. 4) des Sitzteiles 26 liegt. Der äußere Umfängsumriß desselben kann allgemein von quadratischem Querschnitt zwischen ebenen Stirnflächen im Anschluß an eine zylindrische Außenwand mit verhältnismäßig scharfen Außenkanten sein. Der mittlere Bereich der Außenwand ist zur Bildung einer radial nach außen offenen, ringsum laufenden Ringnut 34 ausgeschnitten, wodurch die im Abstand voneinander liegenden Ränder in axialer Richtung nachgiebig sind.

Wenn der Lagerschutzring 25 seine Dichtungsfunktion erfüllt (Pig. 1), ist der Plansch der Ringscheibe 29 axial auswärtsgerichtet und bildet eine steif armierte radiale Stütze für den Rand bzw. Plansch, so daß die axialgerichtete elastische Belastung der Stirnfläche 32 des Sitzteils 26 gegen die lagebestimmende Schulter 18 der Haltenut 17 gewährleistet ist. Eine solche elastische Vorspannung sorgt nicht nur für eine genaue Lagebestimmung in axialer Richtung für die Dichtungsfunktion, sondern stellt auch eine Restkraft zur axialen Stützung zur Verfügung. Durch diese wird eine solche axialgerichtete Dichtungsreaktionskraft aufrechterhalten", wie sie von der schleifenden Berührung herrührt, die für die Dichtungswirkung in

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noch zu beschreibender Weise maßgebend ist.

Der Diehtteil 27 ist gemäß Pig. 3 im ungespannten Zustand ein im wesentlichen ebener radialer Kreisring, in dessen radial äußerem Teil die Eingscheibe 29 derart eingebettet ist, daß der Rest des Dichtteils 27 radial einwärts vorspringt und eine inhärente elastische Nachgiebigkeit in axialer Richtung aufweist. Der ungespannte Innenradius der Bohrung des Dichtteils 27 liegt vorzugsweise zwischen den Radien der äußeren Zone 22 und inneren Zone 23^. und ein Axialflansch 37 springt in der abdichtenden Einbaulage axial einwärts vor, so daß er beim Zusammenbau elastisch an die Dichtfläche 21 anstößt. Das Maß S (Pig. 1) kennzeichnet die Größe der Verschiebung des Axialflansches 37 nach dem Anstoßen an der Dichtfläche 21. Durch geeignete Wahl der Beziehung zwischen der Steifigkeit des Blastomeren sowie den Abmessungen und Eigenschaften des Lagerschutzringes 25 bzw. des Axialflansches 37 kann die Größe des Schleifkontaktdruckes bzw. die Vorspannung festgelegt und in engen Grenzen eingehalten werden.

|| Damit gemäß Pig. 2 der gleiche Lagerschutzring. 25 in der umgedrehten Lage seine Punktion als Abdeckung erfüllen kann, ist der Diehtteil 27 an der dem Axialflansch 37 abgewandten Seite mit einer Abschrägung an der äußeren Ecke versehen. Die Größe, um die die Abschräge 38 zurückspringt, bestimmt das Spiel bzw. den Spalt der Abdeckung in bezug auf die. Dichtfläche 21.

Die Ringnut 34 hat den Charakter eines Labyrinths für ein System zum Be-und Entlüften des Lagerinnen-

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rauiaes, insbesondere im Dichtzustaiid gemäß Fig. 1. Dabei wird die Druckausgleichung erzielt, während gleichzeitig der Ein— und Ausbau erleichtert wird. Zu diesem Zweck ist eine erste Anzahl von in Abständen angeordneten nicht gezeigten Aussparungen radial auswärts offen und stellt in axialer Richtung die Verbindung zwischen der Ringnut 34 und der Stirnfläche 31 her. In ähnlicher Weise ist eine zv/eite Anzahl von in Abständen angeordneten gegenüber den erstgenannten Aussparungen in TJmfangsrichtung versetzten .Aussparungen 41 ebenfalls radial auswärts offen und stellt die axiale Verbindung zwischen der Ringnut 34 und der anderen Stirnfläche 32 her. Entlang der axial inneren Fläche des Sitzteils 26 steht eine radial verlaufende Nut 41' mit der Aussparung 41 in Verbindung, so daß eine Belüftung im Dichtzustand gewährleistet ist.

In beiden Fällen genügt ein einfaches Werkzeug mit drei Backen, um auf den Lagerschutzring 25 eine gleichmäßige, radial einwärtsgerichtete Kompressionskraft gegen die steife Stützreaktion der Ringscheibe 29 auszuüben, um den Ausbau durch den Eintritt 19 der Haltenut 17 zu ermöglichen. Bei diesem Vorgang droht keine Beschädigung oder dauernde Verformung des Lagerschutzringes 25 und alle elastomeren Glieder nehmen anschliessend wieder ihre ungespannte Stellung (Fig. 3) ein.

-Patentansprüche- - 10 -

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Claims

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1. Wahlweise zur Abdeckung oder Abdichtung zwischen Laufringen insbesondere von Wälzlagern dienender Lagerschutzring, mit einem radial außen angeordneten, elastomere^in eine Haltenut des Außenlaufrings durch axialen Druck radial einzufedernden und nach dem Einfedern gegen die Hutwand mit Spannung anliegenden, ringförmigen Sitzteil und einem radial innen angeordneten, elastomeren.ringförmigen Dichtfe teil, der in einer Einbaulage am Innenlaufring mit Spannung anliegt und in der anderen Einbaulage mit ihm einen Spalt bildet, sowie einem sich zwischen dem Sitzteil und dem Dichtteil erstreckenden Versteifungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteifungsteil eine verhältnismäßig steife Ringscheibe (29) ist, die sich bis in den ringförmigen Sitzteil (26) erstreckt und dort einen Axialflansch (30) aufweist, der entgegengesetzt zu einem aus der axialen Mittelebene des Versteifungsteils versetzten und eine Dichtlippe bildenden Axialflansch (37) des Dichtteils (27) gewendet ist.

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2. Lagerschutzring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Axialflansch (37) des Dichtteils (27) abgewandte Stirnrand eine Abschrägung (38) aufweist.

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