DE2257760C3 - Dichtung für ein Wälzlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Dichtungen haben den Zweck, sowohl ein Entweichen des Schmiermittels aus dem Lager als auch das Eindringen von Fremdkörpern oder dergleichen in das Lager zu verhindern. Sie sollen billig in der Herstellung und einfach in der Montage sein, wobei bei allen Betriebszuständen ein sicherer Sitz gewährleistet sein soll.

Eine Dichtung der eingangs bezeichneten Art ist aus der französischen Patentschrift 14 27 949 bekannt. Bei ihr erfordert die von der ebenen Form abweichende Form der Metallscheibe einen speziellen Herstellungsschritt Darüber hinaus füllt bei dieser Dichtung der Dichtring die Ringnut im Außenring des Lagers vollständig aus, so daß die Dichtung keinerlei Möglichkeit hat sich während des Betriebes selbst zu zentrieren.
Eine andere Dichtung ist aus der amerikanischen Patentschrift 27 66 082 bekannt Bei ihr ist die Metallscheibe auf der den Wälzkörpern abgewandten Seite des Dichtrings angebracht Diese Metallscheibe weist vor dem Einsetzen der Dichtung einen im wesentlichen rechtwinklig abstehenden Flansch auf, der mit Hilfe eines speziellen Werkzeugs beim Einsetzen der Dichtung hochgebogen und dabei gegen die auch hier vorhandene kegelige Ringnutflanke gedruckt wird. Die Befestigung der Dichtung erfolgt in diesem Fall also durch die bleibende Verformung der Metallscheibe. Dies ist besonders kritisch, da durch diese Verformung der Außenring im Bereich der Endabschnitte aufgeweitet wird, so daß die Genauigkeit des Lagers stark beeinträchtigt wird.

zo Bei einer weiteren bekannten Dichtung (DE-AS 12 51 096) ist die den Dichtring verstärkende Metallscheibe an ihrem radial äußeren Teil gegenüber dem Innenteil, der eben ist, flachkegelig abgekantet und im Bereich der Abkantung ein- oder beidseitig mit ringförmigen Sicken versehen, um das Einfedern der Metallscheibe in die Ringnut zu erleichtern. Nach dem Einfedern soll die Metallscheibe fest in der Ringnut sitzen, also auch mit ihrer Außenumfangsfläche an der Nutwand anliegen. Das bedeutet, daß bei der Herstellung der Metallscheibe und der Ringnut enge Toleranzen beachtet werden müssen. Hinzu kommt, daß, da die Metallscheibe in der Ringnut zentriert ist, keine Möglichkeit zur radialen Einstellbewegung des Dichtrings vorhanden ist, so daß sich der Dichtring beispielsweise nicht selbst zur Innenringschulter zentrieren kann.

Außerdem ist die im Schnitt abgewinkelte bekannte Metallscheibe aufwendig und teuer in der Herstellung.

Bei einer anderen bekannten Dichtung für ein

Wälzlager ist ein elastischer Dichtring durch eine ebene Metallscheibe verstärkt, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des an die äußere Ringnutflanke anschließenden Bohrungsteils des Außenringes (DE-OS 19 39 597). Bei dieser Ausführung kann der Dichtring mit der daran befestigten Metallscheibe leicht und ohne besondere Hilfsmittel in die Ringnut eingeschnappt werden. Bei bestimmten Anwendungsfällen ist er aber nicht sicher genug im Außenring befestigt, so daß er aus seinem Sitz aus dem Lager herausgedrückt werden kann. Diese Gefahr besteht immer dann, wenn das Wälzlager hohen Temperaturen und hohen Drehgeschwindigkeiten ausgesetzt ist. Bei solchen extremen Betriebsbedingungen ist die Dichtung großen Belastungen unterworfen. Aufgrund der Reibung zwischen dem Dichtring und der Schulter des Innenrings hat der Dichtring die Tendenz, sich in der Ringnut des Außenrings zu drehen, wobei zusätzliche Reibung auftritt. Diese Reibungsvorgänge erzeugen eine beträchtliche Wärme im Lager, wodurch der Druck im Lagerinnenraum ansteigt und schließlich so groß wird, daß die gesamte Dichtung axial aus dem Lager herausgepreßt wird.

Liegt der Außenrand des Dichtrings überall an der Wand der Ringnut an, ist sein vollständiges Eindrücken in die Ringnut nicht immer sicher zu erreichen. Diese r.efahr ist zwar bei der aus der DE-OS 19 39 597 ! kannten Dichtung vermieden, bei der der Rand des Dichtrings die Nut nicht vollständig ausfüllt. Der Dichtring kann sich aber auch in diesem Fall nicht

selbsttätig zur Innenringschulter zentrieren, weil er im Nutgrund zentriert ist

Durch besondere Formgebung der Ringnut und auch des Dichtringes selbst ist versucht worden, die erwähnten Schwierigkeiten zu meistern. Dabei mußte jedoch der Nachteil in Kauf genommen werden, daß die Herstellungskosten nicht unerheblich angestiegen sind und in keinem Verhältnis zu den gewonnenen Verbesserungen standen.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Dichtring auch bei außergewöhnlichen Betriebsbedingungen sicher in seinem Sitz hält und trotzdem leicht in die Ringnut eingeschnappt werden kann, und dies ohne aufwendige Konstruktion oder Spezialwerkzeuge. Auch soll der Dichtring die Möglichkeit haben, sich während des Betriebes selbst zu zentrieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentan-Spruchs 1 gelöst.

Der Außendurchmesser der Metallscheibe ist natürlich nur geringfügig größer als der Bohrungsdurchmesser des Außenringes, so daß ein leichtes Einschnappen der gesamten Dichtung ohne eine bleibende Verformung der Metallscheibe möglich ist Die ebene Metallscheibe verursacht beim korrekten Einschnappen der Dichtung ein charakteristisches Geräusch, wenn sie gegen die innere Ringnutflanke anstößt, so daß auf diese Weise eine leichte Kontrolle für das korrekte Einschnappen der Dichtung gegeben ist.

Der im Teilquerschnitt V-förmige Außenrand des Dichtringes liegt nur mit der nach außen weisenden kegeligen Fläche gegen die kegelige Flanke der Ringnut an. Da er nicht bis in den Nutgrund hineinragt, kann sich der Dichtring bei der Montage zum Innenring so weit selbst zentrieren, daß er überall gleichmäßig am Innenring dichtend anliegt. Die Gefahr, daß eine geringe Menge überschüssigen Materials am Dichtringrand zu einem unkorrekten Sitz führt, ist ausgeschlossen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Außendurchmesser der Metallscheibe um 0,3 bis 0,5 mm größer als der Bohrungsdurchmesser des Außenringes anschließend an die axial äußere Ringnutflanke. Diese Ausführung gewährleistet einen festen und sicheren Sitz der Dichtung im Lager und behindert das Einschnappen derselben nicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß bei ausgebautem Dichtring die Erzeugende der der kegeligen Ringnutflanke zugeordneten Fläche seines im Teilquerschnitt V-förmigen Außenrandes mit der Dichtringachse einen größeren Winkel einschließt als die Erzeugende der kegeligen Ringnutflanke mit der Achse des Wälzlagers. Die Wahl dieser Winkel begünstigt den sicheren Sitz in der Ringnut, weil der Dichtring aus elastischem Werkstoff in eingebautem Zustand mit Spannung in der Ringnut sitzt. Aufgrund der zusammenwirkenden, schrägen Flächen von Dichtring und Ringnut werden trotzdem radiale Einstellbewegungen der gesamten Dichtung ermöglicht, wie bereits beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben. Es

Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein abgedichtetes Wälzlager,

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch die Dichtung gemäß Fig.! im noch nicht eingebauten Zustand.

Die Erfindung ist am Beispiel eines Rillenkugellagers erläutert, das aus einem Außenring 1, einem Innenring 2 sowie in einem Käfig 4 angeordneten Kugeln 3 besteht. Das Lager könnte natürlich auch ein Wälzlager anderer Art, z. B. ein Rollenlager, sein.

Der Innenraum 5 des Lagers ist an beiden Seiten durch eine Dichtung 6 abgeschlossen. Die Dichtung 6 besteht aus einem Dichtring 7 aus elastisch nachgiebigem Material, beispielsweise Kunststoff, der mit einer Meiallscheibe 8, etwa durch Vulkanisation, verbunden ist Der Innenrand Ta des Dichtringes 7 ragt radial nach innen über die Metallscheibe 8 hinaus und berührt im eingebauten Zustand mit zwei Dichtlippen 76 und 7c die Innenringschulter 2a.

Im Außenring 1 ist eine Ringnut 9 eingearbeitet, deren im Teilquerschnitt kreisbogenförmiger Nutgrund 13 an der in das Lagerinnere gerichteten Seite in eine ebene Flanke 14 übergeht, während die axial äußere Ringnutflanke 12 kegelig ausgebildet ist. Der an die äußere Ringnutflanke angrenzende Bohrungsdurchmesser 11 ist größer als der an die innere Ringnutflanke 14 angrenzende innere Bohrungsdurchmesser 10. In die Ringnut 9 ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht, der Außenrand 7ddes Dichtrings 7 eingeschnappt. Der äußere Rand der Metallscheibe 8 liegt im eingebauten Zustand der Dichtung 6 an der Flanke 14 an. Die metallische Berührung dieser beiden Flächen verursacht bei der Montage der Dichtung 6 ein metallisches Geräusch, welches ein Kontrollzeichen dafür ist, daß die Dichtung 6 voll eingeschnappt ist und richtig in der Ringnut 9 sitzt.

Der Außendurchmesser der Metallscheibe 8 ist vorzugsweise 0,3 bis 0,5 mm größer als der an die äußere Ringnutflanke 12 anschließende Bohrungsdurchmesser 11. Dadurch wird verhindert, daß die Dichtung 6 während des Betriebes auch bei extremen Bedingungen aus dem Lager gedrückt wird.

Der Außenrand Td des Dichtringes 7 ragt über die Metaljscheibe 8 radial hinaus und hat im Teilquerschnitt ein V-förmiges Profil, dessen Spitze radial nach außen weist. Das V-förmige Profil beginnt am Außenumfang der von der Ringnutflanke 14 abgewandten Seite der Metallscheibe 8. Die mit der kegeligen Ringnutflanke 12 in Berührung kommende Fläche des Außenrandes Td bildet im noch nicht eingebauten Zustand (F i g. 3) mit der Achse des Dichtrings einen Winkel, der etwas größer ist als derjenige, den die Ringnutflanke 12 mit der Achse des Lagers einschließt. Diese Maßnahme sichert einen guten Sitz der Dichtung 6 im eingeschnappten Zustand, in dem die Spitze des im Teilquerschnitt V-förmigen Profils an der Übergangsstelle der kegeligen Ringnutflanke 12 mit dem im Teilquerschnitt kreisbogenförmigen Nutgrund 13 zu liegen kommt.

Eine Abwandlung des erläuterten Ausführungsbeispiels ist insofern möglich, als die Dichtung 6 in entsprechender Weise auch in einer Ringnut dec Innenringes 2 befestigt sein könnte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

22 57 780 Patentansprüche:

1. Dichtung für ein aus einem Innenring, einem Außenring und dazwischen angeordneten Wälzkörpern bestehendes Wälzlager, mit jeweils einem durch axialen Druck in eine Ringnut des Außenrings radial eingefederten und an einer Innenringschulter schleifenden Dichtring aus elastisch nachgiebigem Werkstoff, der an der den Wälzkörpern zugekehrten Seite durch eine mit ihm verbundene Metallscheibe verstärkt ist, wobei die Ringnut eine ebene axial innere Ringnutflanke, an der die Metallscheibe anliegt, eine kegelige axial äußere Ringnutflanke und zwischen beiden einen im Teilquerschnitt nach einem Kreisbogen gekrümmten Abschnitt aufweist und der Außenrand des Dichtrings im Durchmesser größer ist als die Nietallscheibe und im Teilquerschnitt eine gegen die Dichtringachse geneigte Seite aufweist, die an der kegeligen Ringnutflanke anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Außenrand (Td) des Dichtrings (7) im Teilquerschnitt ein mit der Spitze radial nach außen gerichtetes, V-förmiges Profil aufweist, das an der den Wälzkörpern (3) abgewandten Seite der Metallscheibe (8) an deren Außenrand beginnt,

b) die Metallscheibe eben ist und einen Außendurchmesser aufweist, der größer als der Bohrungsdurchmesser des Außenrings (Bohrung 11) anschließend an die axial äußere Ringnutflanke (12) ist, und

c) der nach einem Kreisbogen gekrümmte Abschnitt den Ringnutgrund (13) bildet und der Außendurchmesser des Dichtrings dem Durchmesser am Übergang zwischen Ringnutgrund und kegeliger Ringnutflanke (12) entspricht.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Metallscheibe (8) um 0,3 bis 0,5 mm größer ist als der Bohrungsdurchmesser des Außenrings (1) anschließend an die axial äußere Ringnutflanke (12).

3. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgebautem Dichtring die Erzeugende der der kegeligen Ringnutflanke (12) zugeordneten Fläche seines im Teilquerschnitt V-förmigen Außenrandes (7d) mit der Dichtringachse einen größeren Winkel einschließt als die Erzeugende der kegeligen Ringnutflanke mit der Achse des Wälzlagers.