DE3324468A1 - Abgedichtetes waelzlager, insbesondere fuer wasserpumpen in kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Abgedichtetes Wälzlager, insbesondere für Wasserpumpen in Kraftfahr-
• zeugen Die Erfindung betrifft ein abgedichtetes Wälzlager, insbesondere für Wasserpumpen in Kraftfahrzeugen, welches aus zwei Grundelementen besteht, nämlich einem Außenlaufring und einer konzentrisch in diesem angeordneten Welle, zwischen welchen Wälzkörper, vorzugsweise zwei Reihen von Kugeln abrollen, und bei dem an dem einen Ende des Laufringes, insbesondere dem einem Pumpenlaufrad zugewandten Ende eine Gleitringdichtung in das Wälzlager integriert ist, die aus zwei stirnseitig miteinander zusammenwirkenden Gleitringen besteht, von denen der erste fest und druckdicht mit dem einen Grundelement verbunden ist, während der zweite an dem anderen Grundelement abgedichtet längsverschieblich geführt ist und von einer axial gegen den ersten Gleitring wirkenden Feder beaufschlagt ist, die sich an dem anderen Grundelement abstützt.
• Über längere Zeit hinweg hatte man in Wasserpumpen für Kraftfahrzeuge Wälzlager vorgesehen, bei welchen in einem äußeren Laufring zwei Reihen von Wälzkörpern, und an beiden Enden des Außenlaufringes je eine gleitende Lippendichtung vorgesehen waren. Im eingebauten Zustand war diesem Lager zusätzlich eine Gleitringdichtung vorgeschaltet, deren einer Gleitring meist unmittelbar gegen eine Stirnfläche der Nabe des Pumpenlaufrades zur Anlage kam. Diese Gleitringdichtung war in einem gewissen Abstand von dem Wälzlager angeordnet, wobei in diesem Zwischenraum eine nach außen führende Abflußbohrung vorgesehen war, durch welche Wasser oder Wasserdampf, der die Gleitringdichtung passiert hatte, nach außen abgeführt werden konnte, bevor er am Wälzlager Schäden verursachen konnte. Bei zunehmender Verschmutzung des Motors nach längerem Gebrauch kam es in diesen Fällen häufig dazu, daß sich die Abf lußbohrung verstopfte, was dann zur Folge hatte, daß das durch die Dichtung austretende Wasser das Wälzlager beschädigte, was dessen Ausfall innerhalb kurzer Frist zur Folge hatte.
• Zur Vereinfachung der Montage wurde als nächster Schritt eine Wasserpumpenlagerung geschaffen, in welche die Gleitringdichtung integriert war.
• Da bei dieser Ausführung am wasserseitigen Ende des Wälzlagers nur die Gleitrlngdichtung und keine zusätzliche Abdichtung vorgesehen war, bestand die Gefahr, daß durch deren Dichtspalt hindurchtretendes Wasser oder Wasserdampf unmittelbar in das Wälzlager eindringen und dort Schäden verursachen konnte (DE-OS 22 38 309).
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ebenfalls eine Baueinheit aus Wälzlager und zugehörigen Abdichtungen zu schaffen, bei welchem jedoch die Abdichtung am wasserseitigen Ende des Wälzlagers so ausgeführt ist, daß sie auch unter extremen Betriebsbedingungen und nach sehr langer Laufzeit noch eine einwandfreie Abdichtung des Wälzlagers gewährieistet, zumindest aber nur den Durchtritt von Medien zuläßt, die für das Wälzlager unschädlich sind.
• Nach der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß auf der dem Lager abgewandten Seite der Gleitringdichtung und im Abstand von dieser zwischen den zwei Grundelementen eine zusätzliche gleitende Dichtung, insbesondere eine Lippendichtung vorgesehen ist, und daß der Zwischenraum zwischen diesen beiden Dichtungen mit einer schmierenden Flüssigkeit, insbesondere mit Öl gefüllt ist. Dabei kann als schmierende Flüssigkeit vorzugsweise sogenanntes Sattdampföl verwendet werden und die zusätzliche gleitende Dichtung kann insbesondere als Mehrlippendichtung ausgeführt sein, bei welcher die Ringräume zwischen den einzelnen Lippen mit Fett angefüllt sind.
• Bei dieser Konstruktion ist dem wasserführenden Pumpeninnenraum die Mehrlippendichtung zugewandt, die dadurch besonders günstigen Betriebsbedingungen unterworfen ist, weil ihre gleitenden Lippen hervorragende Schmierbedingungen vorfinden, wodurch der Verschleiß an den Dichtlippen auf ein Minimum reduziert wird. Die außenliegende Dichtlippe wird einer- seits durch das Wasser der Pumpe und andererseits durch die Fettfüllung zwischen den Lippen geschmiert. Die innenliegende Lippe wird ebenfalls durch diese Fettfüllung, andererseits aber auch durch die in den Zwischenraum zwischen dieser Dichtung und der Gleitringdichtung eingefüllte schmierende Flüssigkeit geschmiert. Es liegen somit an dieser Dichtung Verhältnisse vor, die über eine lange Betriebsdauer eine einwandfreie Abdichtung gewährleisten. Sollten trotzdem nach einer gewissen Betriebsdauer Wasserspuren durch die Dichtung hindurch in den Zwischenraum eintreten, der mit einer schmierenden Flüssigkeit, insbesondere mit Sattdampföl angefüllt ist, so hat dies deshalb keine negativen Folgen, weil das Wasser mit dem Öl emulgiert. Die sich bei diesem Vorgang bildende Cl-Wasser-Emulsion besitzt ausgezeichnete Schmiereigenschaften, so daß nach wie vor die Schmierung sowohl der Mehrlippendichtung als auch der Gleitringdichtung gewährleistet ist. Aber selbst wenn Spuren dieser Öl-Wasser-Emulsion durch den Dichtspalt der Gleitringdichtung hindurchtreten und damit in das Wälzlager eintreten sollten, hat dies für das Lager keine nachteiligen Folgen, weil auch die Wälzlagerschmierung durch diese Emulsion nicht nachteilig beeinflußt wird.
• Eine besonders wirtschaftliche Ausführung ergibt sich, wenn die zusätzliche gleitende Dichtung in einer Blechhülse aufgenommen ist, die mit dem Außenlaufring verbunden wird. Diese Blechhülse kann gleichzeitig an ihrem freien Ende mit einem radial nach innen gerichteten Flansch versehen sein, der sich bis nahe an die Oberfläche der Welle erstreckt. Auf diese Weise ist eine einwandfreie Abdeckung der gleitenden Dichtung sichergestellt, so daß eine Beschädigung während des Transportes oder Einbaues mit Sicherheit vermieden wird.
• Um die Sicherheit der Abdichtung noch weiter zu erhöhen, kann zwischen der Gleitringdichtung und den Wälzkörpern im Außenlaufring noch ein weiterer Dichtungsring angeordnet werden, der mit einer Dichtlippe an der Welle anliegt. Schließlich kann es auch zweckmäßig sein, den ersten Gleitring der Gleitringdichtung unter Zwischenschaltung einer Manschette aus polymerem Werkstoff in der Bohrung des Außenlaufringes zu befestigen, um an dieser Stelle absolut dichten Sitz zu gewährleisten. In diesem Falle ist es ohne wesentlichen Mehraufwand möglich, die Manschette mit einem radial nach innen gerichteten Flansch zu versehen, der die Rückseite des ersten Gleitringes abdeckt und welcher in einer an der Welle anliegenden Dichtlippe endet. Auch dadurch kann die Dichtwirkung zusätzlich verbessert werden.
• In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in Längsschnitten dargestellt.
• Das abgedichtete Wälziager besteht zunächst aus zwei Grundelementen, nämlich dem Außenlaufring 1 und der Welle 2. In diesen Grundelementen sind Kugellaufrillen 3 vorgesehen, in welchen zwei Kränze von Kugeln 4 abrollen. Die Kugeln 4 sind in Kammkäfigen 5 auf Abstand gehalten.
• Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist am linken Enden in den Außenlaufring 1 in an sich bekannter Weise ein Dichtring 6 eingesetzt.
• Auf der rechten Seite ist außerhalb des Kugelsatzes ein Dichtring 7 in den Außenlaufring 1 eingesetzt, der mit einer Dichtlippe an der Oberfläche der Welle 2 dichtend anliegt. Lagerauswärts schließt sich an diesen Dichtring 7 ein in eine umlaufende Nut eingesetzter Sprengring 8 an, gegen welchen sich die Manschette 9 anlegt, die den Gleitring 10 aufnimmt. Die Manschette 9 weist an ihrem linken Ende einen nach innen gerichteten Flansch 11 auf, der in einer Dichtlippe 12 endet.
• Gegen den Gleitring 10 liegt der zweite Gleitring 13 an, der gegenüber der Welle 2 durch einen O-Ring 14 abgedichtet ist und unter der Einwirkung einer Federscheibe 15 steht, die in eine Nut 16 der Welle 2 eingesetzt ist und mit Federfahnen 17 gegen den Gleitring 13 drückt.
• Schließlich ist in eine umlaufende Nut 18 des Außenlaufringes 1 die zusätzliche gleitende Dichtung 19 eingesetzt, welche mit den beiden Dichtlippen 20 und 21 an der Oberfläche der Welle 2 abdichtet. Der Zwischenraum 22 zwischen dieser zusätzlichen gleitenden Dichtung 19 einerseits und der durch die Gleitscheiben 10 und 13 gebildeten Gleitringdichtung andererseits ist mit einer schmierenden Flüssigkeit, insbesondere mit Sattdampföl gefüllt. Der Ringraum 23 zwischen den Dichtlippen 20 und 21 ist mit Fett angefüllt.
• Wenn dieses in Figur 1 dargestellte Lager als Wasserpumpenlager in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, dann schließt sich rechts der Wasserraum der Wasserpumpe an, während auf der linken Seite z. B. eine Riemenscheibe für den Antrieb auf die Welle 2 aufgesetzt ist.
• Das Lagerinnere muß insbesondere gegen eintretendes Wasser aus der Wasserpumpe abgeschirmt werden. Dies erfolgt zunächst durch die beiden Dichtlippen 20 und 21 der zusätzlichen gleitenden Dichtung 19, auf welche das Wasser zuerst trifft. Das ankommende Wasser einerseits und das in dem Ringraum 23 vorhandene Fett schmieren die Dichtlippe 21, so daß an dieser Stelle kaum Verschleiß auftreten kann. Die Dichtlippe 20 ist ebenfalls durch das im Ringraum 23 vorhandene Fett und außerdem durch das in dem Zwischenraum 22 vorhandene Öl hervorragend geschmiert.
• Sollte im Laufe der Zeit eine geringfügige Wassermenge sowohl die Lippe 21, den dazwischenliegenden Fettraum 23 als auch die Lippe 20 überwinden und in den Zwischenraum 22 eindringen können, so würde sie sich dort mit dem vorhandenen Öl emulgieren. An der Schmierfähigkeit dieser Flüssigkeit würde dies praktisch nichts ändern, so daß nach wie vor sowohl die Dichtung 19, als auch die Gleitringdichtung 10, 13 sehr gut geschmiert wären.
• Sollte nun eine geringe Flüssigkeitsmenge auch den Dichtspalt zwischen den Gleitringen 10 und 13 passieren, so würde sich dieser zunächst die zusätzliche Dichtlippe - 12 der Manschette 9 und anschließend die Dichtlippe des Dichtringes 7 entgegenstellen. Sollten auch diese Dichtstellen überwunden werden können, dann würde diese geringe Menge der entstandenen Öl-Wasser-Emulsion in das Lagerinnere eintreten können. Da diese Emulsion sehr gute Schmiereigenschaften besitzt, könnte sie jedoch dem Wälzlager nicht schaden.
• In Figur 2 ist eine Variante der erfindungsgemäßen Dichtung dargestellt. Bei dieser wurde auf zusätzliche Dichtungen zwischen der in das Lager integrierten Gleitringdichtung und dem Lagerinneren verzichtet. Desha z wurde hier der erste Gleitring 24 unmittelbar in den Laufring 1 eingepreßt bis zu seiner Anlage an einer Schulter 25. Der zweite Gleitring 27 ist auch hier durch einen O-Ring gegenüber der Welle 2 abgedichtet. Belastet ist er durch eine kegelige Schraubenfeder 29, die sich an einem Sprengring 30 ab- stützt, der in eine Nut 31 der Welle 2 eingesetzt ist.
• Die zusätzliche gleitende Dichtung 32, die hier ebenfalls als Doppellippendichtung ausgeführt ist, ist in der Blechhülse 33 aufgenommen, die an ihrem einen Ende 34 in eine umlaufende Nut des Außeniaufringes 1 eingebördelt ist, während sie an ihrem anderen Ende einen radial nach innen gerichteten Flansch 35 aufweist, der sich bis nahe an die Oberfläche der Welle 2 erstreckt und damit die Dichtung 32 vor Beschädigungen schützt.
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Claims (8)

1. Ansprüche Abgedichtetes Wälzlager, insbesondere für Wasserpumpen in Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei Grundelementen, nämlich einem Außenlaufring (1) und einer konzentrisch in diesem angeordneten Welle (2) zwischen denen Wälzkörper, vorzugsweise zwei Reihen von Kugeln (4) abrollen, und bei dem an dem einen Ende des Laufringes (1), insbesondere dem einem Pumpenlaufrad zugewandten Ende eine Gleitringdichtung in das Wälzlager integriert ist, die aus zwei stirnseitig miteinander zusammenwirkenden Gleitringen (10, 13; 24, 27) besteht, von denen der erste fest und druckdicht mit dem einen Grundelement verbunden ist, während der zweite an dem anderen Grundelement abgedichtet längsverschieblich geführt ist und von einer axial gegen den ersten Gleitring wirkenden Feder (15, 17, 29) beaufschlagt ist, die sich an dem anderen Grundelement abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Lager abgewandten Seite der Gleitringdichtung und im Abstand von dieser zwischen den zwei Grundelementen (1, 2) eine zusätzliche gleitende Dichtung (19, 32), insbesondere eine Lippendichtung vorgesehen ist, und daß der Zwischenraum (22) zwischen diesen beiden Dichtungen mit einer schmierenden Flüssigkeit, insbesondere mit Öl gefüllt ist.
2. 2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als schmierende Flüssigkeit sogenanntes Sattdampföl verwendet ist.
3. 3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche gleitende Dichtung (19, 32) als Mehrlippendichtung ausgeführt ist, und daß die Ringräume (23) zwischen den Lippen (20, 21) mit Fett angefüllt sind.
4. 4. Wälzlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche gleitende Dichtung (32) in einer Blechhülse (33) aufgenommen ist, die mit dem Außenlaufring (1) verbunden ist.
5. 5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechhülse (33) an ihrem freien Ende mit einem radial nach innen gerichteten Flansch (35) versehen ist, der sich bis nahe an die Oberfläche der Welle (2) erstreckt.
6. 6. Wälziager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gleitringdichtung und den Wälzkörpern im Außenlaufring (1) ein Dichtungsring (7) angeordnet ist, der mit einer Dichtlippe an der Welle (2) anliegt.
7. 7. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gleitring (10) der Gleitringdichtung unter Zwischenschaltung einer Manschette (9) aus polymerem Werkstoff in der Bohrung des Außenlaufringes (1) befestigt ist.
8. 8. Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (9) mit einem radial nach innen gerichteten Flansch (11) die Rückseite des ersten Gleitringes (10) abdeckt, welcher Flansch (11) in einer an der Welle (2) anliegenden Dichtlippe (12) endet.