DE2839585A1

DE2839585A1 - Dichtungsvorsatz fuer lagergehaeuse

Info

Publication number: DE2839585A1
Application number: DE19782839585
Authority: DE
Inventors: Alfons Ing Grad Motsch
Original assignee: KUHBIER GmbH AND Co
Current assignee: KUHBIER GmbH AND Co
Priority date: 1978-09-12
Filing date: 1978-09-12
Publication date: 1980-03-20

Description

Dichtungsvorsatz für Lagergehäuse
Die Erfindung betrifft einen Dichtungsvorsatz für Lagergehäuse.
Bisher wurden die gelagerten Wellen mittels an den Flanken der Lagergehäuse angeordneter und die betreffende Welle umgreifender Radialdichtungen abgedichtet. Diese Dichtungen waren entweder in Rundumnuten der Lagergehäuse angeordnet, z.B. als Filzdichtungen, oder sie waren in aufsteckbaren Dichtkappen eingebaut.
Solche Dichtungen sind nur dann voll wirksam, wenn die Welle keine Fluchtungsfehler aufweist, wenn also die Wellenlängsachse mit der Längsachse des Lagergehäuses zusammenfällt. Sie können alLenfalls noch ausreichend wirksam sein, wenn der Fluchtungsfehlerwinkel klein und die Drehzahl gering ist.
Bei größeren Fluchtungsfehlern und hohen Drehzahlen ist eine wirksame Abdichtung mit den bisher bekannten Mitteln nicht möglich. Selbst kleine Winkel zwischen Wellenlängsachse und Lagergehäuselängsachse schaffen Schwachstellen an den Dichtungen, weil jeder Querschnitt, der nicht rechtwinklig auf die Wellenachse verläuft, nicht kreisrund ist, sondern Ellipsenform aufweist. An den Hauptscheiteln einer solchen Ellipse ist die Dichtwirkung des Radialdichtringes herabgesetzt, während an den Nebenscheiteln der Dichtring zusammengedrückt wird und einem höheren Verschleiß unterliegt. Auch stellt sich an den Nebenscheiteln eine Erhöhung der Betriebstemperatur ein.
Um diesem Übelstand zu begegnen, hat man aufsteckbare Dichtkappen mit Gummidichtungen versehen, die mit Doppellippen auf der Welle anliegen Bei Fluchtungsfehlern bleiben die Doppellippen zwar in Berührung mit der Welle liegen, werden aber an den Hebenscheiteln der durch den Fluchtungsfehlerwinkel gebildeten Dichtungsellipse relativ stärker zusammengedrückt, mit den vorhln schon beschriebenen Folgen: ermeßigcm Verschleiß und erhöhter Temperatur. Diese Folgeerscheinungen sind bei hohen Wellendrehzahlen oft schr ernst zu nehmen.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, einen Dichungsvorsat 7 schaffen, der sowohl an einteilige s insbesondens auch an zweiteilige Lagergehäuse anbringbar ist. In schwenken der Längsachse der elaare e i im Verhältnis ZU der Längsachse der Lagerachse erlaubt und dabei eine stets unveränderliche, gleich reibungsarme Abdichtung gewhrleistet Dieses Erfindungsziel wird dadurch verwirklicht, daß der Dichtungssatz aus einer mit sphärisch ausgebildeter Innenwand versehenen und auf das Lagergehäuse einklemm bar aufgesteckten Deckelschale besteht, an welcher von innen her ein entsprechend ausgebildetes Dichtstück anliegt, das gegenüber der Innenwand der Deckelschale mittels eines in einer Ringnut gebetteten Dichtringes abgedichtet ist und lagerseitig eine Aussparung aufweist, welche eine Radialdichtung aufnimmt, wobei das Dichtstück von einem zwischen dem Dichtstück und der eingespannten Federelement an die Innenwand der Deckelschale herangedrückt wird, dessen Federkraft weit überwiegend in Richtung der Wellenlängsachse wirkt, während das Federelement innerhalb der gegebenen Winkelgrenzen in radialer Richtung praktisch spannungsfrei ist.
Das Federelement is' vorzugsweise aus einer Spiralfeder gebildet, deren Federwindungen von der Deckelschale an und bis zu dem Dichtstück ständig abnehmende Durchmesser aufweisen. An dem Dichtstück können nach der Deckelschale hin offene, flache, wannenförmige Aussparungen angeordnet sein, in welche Begrenzungsnocken hi.nei.nrrgen, die an der Innenseite der Deckelschale ausgebildet sind.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert.
Es zeigen: Figur 1 ein zweiteiliges Lagergehäuse mit Kugellager und gelagerter Welle, wobei die Welle durch einen erfindungsgemäßen Dichtungsvorsatz verläuft, in einer Frontansicht (die Welle im Schnitt) und Figur 2 den Schnitt X - X der Fig. 1 Die in der Folge aufgeführten Bezugszeichen bedeuten: 1 Unterteil des Lagergehäuses 2 Oberteil des Lagergehäuses 3,4 3efestigungsschrauben 5,6 Verbindungsschrauben 7 Pende lkuge llager 8 Welle 9 Abschlußkappe 10 Auskragung der Abschlußkappe undumnut für die Abschlußkappe 12 Deckelschale 13 kreisförmige Aussparung lo Zentralbohrung der Deckelschale 15 Dic:ltstück 16 Aussparung im Dichtstück 17 Radialdichtung 18 Spiralfeder 19 Ringnut der Deckelschale für die Spiralfeder 20 Haltestufe des Dichtstückes für die Spiralfeder 21 Ringnut für Dichtring 22 Dichtring zwischen Schale und Dichtstück 23 Aussparungen für Begrenzungsnocken 24 Begrenzungsnocken 25 Markierungen für Begrenzungsnocken Das Lagergehäuse 1,2 ist aus einem unteren Gehäuseteil 1 und einem oberen Gehäuseteil 2 zusammengesetzt.
Das untere Lagerteil 1 ist mittels Befestigungsschrauben 3,4 an einer Unterlage (Block, Konsole o. dgl., nicht gezeichnet) festgeschraubt, während das obere Lagerteil 2 mittels Verbindungsschrauben 5,6 mit dem unteren Lagerteil 1 verschraubt ist.
Das Lagergehäuse 1,2 enthält ein Pendelkugellager 7, in welchem eine Welle 8 gelagert ist. Da die auf Fig.
2 dargestellte Welle im Lagergehäuse endet, ist die Endseite mit einer Abschlußkappe 9 abgedeckt, die mit einer Auskragung 10 in eine Rungumnut 11 der Lagergehäuseteile 1,2 eingreift. Führt aber die Welle durch das Lagergehäuse hindurch, wird an jeder Seite des Lagergehäuses 1,2 je ein erfindungsgemäßer Dichtungsvorsatz angeordnet.
Damit wahlweise jede einzelne Seite des Lagergehäuses 1,2 mit einer Abschlußkappe 9 abdeckbar ist, befindet sich je eine Rundumnut 11 an jeder Seite des Gehäuses.
An derjenigen Seite des Lagergehäuses 1,2, an welcher die gelagerte Welle 8 hinaustritt, ist das Lagergehäuse von einer Deckelschale 12 abgedeckt, deren Außen- und Innenwand beide sphärisch ausgebildet ist, und deren Rand in eine kreisförmige Aussparung 13 der Lagergehäuseteile 1,2 eingreift und im Zuge des Verschraubens der Lagergehäuseteile eingeklemmt wird. Sowohl die Aussparung 13 als auch der Rand der Deckelschale 12 sind konisch ausgebildet, indem der Konusrundkreis nach dem Lager 7 hin zeigt.
In der Einbauposition liegt der Kugelmittelpunkt der sphärischen Innenwand der Deckelschale 12 im Mittelpunkt des Lagers 7.
Die Welle 8 tritt durch eine in der Deckelschale 12 angeordnete Zentralbohrung 14 in das Lagergehäuse ein, deren Querschnitt etwa um zwei Drittel größer ist als der Querschnitt der Welle. Zwischen Deckelschale 8 und Lager 7 ist ein Dichtstück 15 eingebracht, das mit einer entsprechenden sphärischen Fläche an der Innenwand der Deckelschale anliegt und die Welle 8 mit geringem Spiel umschließt. Lagerseitig weist das Dichtstück eine ringförmige Aussparung 16 auf, in welcher eine Radialdichtung 17 angeordnet ist. Diese Radialdichtung 17 dichtet die Welle 8 ab.
Das Dichtes rück 15 wird mittels einer Spiralfeder 18 an die Innenwand der Deckelschale 12 herangedrückt, indem die Spiralfeder einerseits in einer Ringnut 19 der Deckelschale und andererseits in einer Haltestufe 20 des Dichtstückes 15 unter Federspannung anliegt.
Die Spiralfeder 18 ist als Konusfeder ausgebildet, jedoch mit einem sehr stumpfen Konuswinkel (auf der Figur etwa 1200). Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Federkraft im Wesentlichen längsaxial ausgerichtet ist, während die radiale Federkomponente relativ gering ist.
Das Dichtstück 15 weist in der Nähe seines Umfanges eine Ringnut 21 auf, welche einen Dichtring 22 aufnimmt. Damit wird das Dichtstück 15 gegenüber fer Deckelschale 12 abgedichtet Die Erfindung funktioniert wie folgt: innerhalb des Umfang; der Zentralbohrung 14 kann die Welle 8 frei penielrlv bleibt dabei jedoch stets abgedichtet, S-D daß Staub , Feuchtigkeit uOsswO nicht an das Lager 7 herankommen können. Innerhalb der durch den Rand der Zentralbohrung 14 gegebenen Grenzen gleicht die Lagerung somit jeden Fluchtungsfehler aus Da der radiale Federwiderstand der Spiralfeder 18 relativ gering ist, wirken beim Ausschwenken der Welle aus der Zentralstellung (aus der "idealen" Wellenlängsachse) praktisch keine radialen Kräfte auf die Welle ein. Ungleichmäßige Reibungswiderstände an der Wellendichtung 17 sind daher ausgeschlossen.
Um von vornherein zu verhindern, daß die Welle 8 bis zur Anlage an den Rand der Zentralbohrung 14 der Deckelschale 12 ausgeschwenkt wird und dort Reibungswiderstände entstehen könnten, sind in der Außenfläche des Dichtstückes 15 drei kreisrunde Aussparungen 23 eingearbeitet, in welche drei an der Innenwand der Deckelschale 12 ausgebildete Begrenzungsnocken 24 eingreifen. Wenn eine der Begrenzungsnocken 24 an den Rand der ihm zugeordneten Aussparung 23 anschlägt, ist die Grenze der Ausschwenkbarkeit der Welle 8 aus ihrer Mittelstellung erreicht, und zwar noch bevor die Welle an den Rand der Zentralbohruag 14 gelangt, Um die Lage der Begrenzungsnocken 94 anzuzeigen, sind an der Außenfläche der Deckelschale 12 als Drehgriffe ausgebildete Markierungen 25 angebracht0 In dem soeben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind bis auf die Spiralfeder 18 und die Schrauben 3 bis 6 sämtliche Teile sowohl des Lagergehäuses als auch des Dichtungsvorsatzes im Spritzgießverfahren aus Kunststoff hergestellt. Wegen der einfachen Herstellungsweise, die keinerlei Nacharbeit verlangt, bietet sich der Kunststoff als HerstelX lungsmaterial geradezu an. Selbstverständlich können die betreffenden Teile auch aus jedem anderen geeigneten Material bestehen.
Der Dichtungsvorsatz ist nicht auf die Verwendung an zweiteiligen Lagergehäusen beschränkt, sondern kann auch in die entsprechende Gehäusebohrung eines einteiligen Lagergehäuses eingesteckt werden indem man, wie im Ausführungsbeispiel beschrieben, den Rand des Dichtungsvorsatzes (der Deckelschale) 12 und den Rand der Zentralbohrung 14 des Gehäuses konisch ausgebildet und die Elastizität des Kunststoffmaterials dazu nützt, um die Deckelschale 12 in die Zentralbohrung 14 einschnappen zu lassen.
Die auf Figur 2 dargestellte schwache Konizität der Zentralbohrung genügt, um einen zuverlässigen sitz zu gewährleisten.
Die Erfindung ist auch bei ITicht-Pendellagern verwendbar, z.B. an Flanschlagern mit elastischer Aufhängung des Lagers im Lagergehäuse, etwa gemäß DT-OS 26 32 992. In gewissen Grenzen kann die Erfindung an jedem Lagergehäuse verwirklicht werden.
3 Ansprüche

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Dichtungsvorsatz für Lagergehäuse, zum Aufstecken od er Einklemmen an einteiligen und insbesondere an zweiteiligen Lagergehäusen, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsvorsatz (12,15) aus einer mit sphärisch ausgebildeter Innenwand versehenen und auf das Lagergehäuse (1,2) einklemmbar aufgesteckten Deckelschale (12) besteht, an welcher von innen her ein entsprechend ausgebildetes DichtstUck (15) anliegt, das gegenüber der Innenwand der Deckelschale mittels eines in einer Ringnut (21) gebetteten Dichtringes (22) abgedichtet ist und lagerseitig eine Aussparung aufweist, welche eine Radialdichtung (17) aufnimmt, wobei das Dichtstück (15) von einem zwischen dem Dichtstück und der Deckelschale (12) eingespannten Federelement (18) an die Innenwand der Deckelschale herangedrückt wird, dessen Federkraft weit überwiegend in Richtung der Wellenlängsachse wirkt, während das Federelement innerhalb der gegebenen Winkelgrenzen in radialer Richtung praktisch spannungsfrei ist.
2. Dichtungsvorsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (18) aus einer Spiralfeder besteht, deren Federwindungen von der Ringnut (19) der Deckelschale (12) an und bis zu der Haltestufe (20) des Dichtstückes (15) ständig abnehmende Durchmesser aufweisen.
3. Dichtungsvorsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 an dem Dichtstück (15) nach der Deckelschale (12) hin offene, flache, wannenförmige Aussparungen (23) angeordnet sind, in welche ar dr Innenseite der Deckelschale ausgebildete Begrenzungsnocken (24) hineinragen.