DE3446114A1

DE3446114A1 - Lagerdichtung

Info

Publication number: DE3446114A1
Application number: DE3446114A
Authority: DE
Inventors: Hubert Walter Thomas Luton Bedfordshire Neal
Original assignee: SKF UK Ltd
Current assignee: SKF UK Ltd
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1985-07-04
Also published as: GB8333985D0; GB2151719B; GB8431238D0; IT8424076A1; IT1177426B; GB2151719A; IT8424076A0

Description

Lagerdichtung

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für den ein Lager enthaltenden Ringspalt zwischen zwei relativ zueinander koaxial umlaufenden Bauteilen.

Beispielsweise aus der GB-PS 1 510 868 ist eine Dichtung für den Ringspalt zwischen zwei koaxialen Bauteilen bekannt, welche aus zwei Ringkörpern besteht, von denen der eine im Ringspalt mit strömungsmitteldichtem Sitz an dem einen Bauteil und der andere im Ringspalt mit strömungsmitteldichtem Sitz am anderen Bauteil angeordnet ist und auf einem der Ringkörper ein aus federnd nachgiebigem Material bestehender Dichtring gelagert ist, der in dichtendem Gleitkontakt mit einer Dichtungsscheibe steht, die entweder mit dem anderen Ringkörper einteilig hergestellt oder an diesem befestigt ist. Die einzelnen

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Bauelemente einer solchen Dichtung werden im allgemeinen getrennt voneinander in den ringförmigen Spalt eingebracht. Hierbei ist große Sorgfalt und Erfahrung erforderlich, um sicherzustellen, daß'während des Zusammenbaues keine Fremdstoffe in die Dichtung- eindringen und die Dichtungsbauelemente korrekt innerhalb des Ringspaltes zusammenarbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Dichtung der vorgenannten Art, die sich leichter in einen Ringspalt einsetzen läßt und trotzdem ein befriedigendes Dichtverhalten zeigt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtungsanordnung der vorgenannten Art dadurch gekennzeichnet, daß der mit Dichtungsring versehene Ringkörper eine der Scheibendichtung zugewandte Stirnwand aufweist, daß der Dichtungsring zwischen der Stirnwand und der Scheibendichtung liegt, und daß ein Teil des mit Scheibendichtung versehenen Ringkörpers die Stirnwand

in radialer Richtung an der von der Scheibendichtung abgelegenen Seite überlappt, so daß die beiden Ringkörper vor dem Einsetzen der Dichtung in den abzudichtenden Ringspalt eine in sich geschlossene Baugruppe bilden. Vorzugsweise ist einer der Ringkörper derart verformbar,-daß die sich überlappenden Teile radial soweit auseinanderliegen, daß sich die Ringkörper in axialer Richtung auseinandernehmen oder zusammensetzen lasse

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung wird der mit dem Dichtungsring versehene Ringkörper (nachfolgend Innenring genannt) in den mit Scheibendichtung versehenen Ringkörper (nachfolgend Außenring genannt) eingebaut. Dabei wird dann der Außenring mit einer oder mehreren Lippen versehen, die-den- Umfang der Stirnwand des Innenrings radial an der von der Scheibendichtung abgelegenen Seite überragen und die Ringkörper der Dichtung bei unverspanntem Außenring zusammenhalten, wobei jedoch der Außenring oval derart verformbar ist, daß die Lippen eine radiale Versetzung über den Umfang der Stirnwand des Innenringes erfahren, um diesen Innenring in axialer Richtung von dem Außenring trennen oder mit ihm verbinden zu können.

Bei einer solchen Ausbildung der erfindungsgemäßen Dichtung hat der Innenring vorzugsweise eine zylindrische Wand, die in die Bohrung der ringförmigen Scheibendichtung des Außenrings eingreift, um die zwei Ringkörper vor dem Einbau der Dichtung in den abzudichtenden Ringspalt koaxial ausgerichtet zu halten. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß die zwei Ringkörper vor ihrer Verwendung im wesentlichen in ihrer koaxialen Lage gehalten bleiben. Schließlich kann auch der Innenring der Dichtung eine zylindrische Wand haben, die durch die Bohrung der Scheibendichtung des Außenrings hindurchführt, wobei dann am inneren Umfang der Scheibendichtung eine ringförmige Lippe vorgesehen wird, die an der zylindrischen Wand

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dichtend zur Anlage kommt- Diese Anordnung hat den zusätzlichen Vorteil, daß sie zwei getrennte Dicht-Barrieren zwisc den zwei Ringkörpern bildet und diese auch relativ zueinande zentriert. ~

Die erfindungsgemäße Dichtung ist besonders geeignet für Kugel- oder Rollen-Lagermit einem äußeren und einem inneren Lagerring, die jeweils auf einem der relativ zueinander umlaufenden Bauteilen befestigt sind. Dabei werden dann der Außenumfang des äußeren Lagerringes mit einer ringförmigen Rinne und der Außenring der Dichtung an einem Ende mit in die Rinnen eingreifenden Krallen versehen, und es kann der Innenring der Dichtung am inneren Lagerring zur Anlage komme] wenn Lager und Dichtung in den Ringspalt zwischen den zwei umlaufenden Bauteilen lagerichtig eingesetzt werden.

Ein Kugel- oder Rollen-Lager mit erfindungsgemäßer Dichtung eignet sich besonders für die Stirnkappen von Förderrollen. Die Lager- und Dichtungsanordnung ist leicht auf eine Welle und nachfolgend in die Bohrung einer Endkappe einzusetzen, wo sie trotz der baulich möglichen sehr kurzen Ausbildung für eine effektive Abdichtung sorgt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Dichtung beispielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Lager- und Dichtungsanordnung,

Fig. 2 eine Teilansicht der Lager- und Dichtungsanordnung der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles X gesehen,

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung einer

gegenüber den Figuren 1 und 2 abgewandelten Ausführungsform einer Lager- und Dichtungsanordnung,

Fig. 4 Erläuterungen zum Einbauen der Lager- und ^un Dichtungsanordnung der Fig. 1 auf eine Welle

und in das Innere einer Stirnkappe einer

Förderrolle und

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^- Fig. 6 eine Einzelheit einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Lager- und Dichtungsanordnung der Fig. 1 in vergrößertem Maßstabe.

Das Kugellager der in Fig. 1 dargestellten Anordnung bestellt aus einem äußeren Lagerring 10, einem inneren Lagerring 11, Kugeln 12, die rollend in den Laufbahnen der zwei Lagerringeia geführt sind, und einem Kugelkäfig 13, mit dem die Kugeln zwischen den Ringen in Abstand gehalten werden. Der Außemaimfang des äußeren Lagerringes ist beidendig mit einer ringförmigen Rinne 15 versehen. Die den Rinnen benachbarten Seitenteile des Lagerringes sind abgedreht, um einen Ringflansch 16 zu bilde dessen Durchmesser geringer ist als der Durchmesser am übrigen Umfang des Lagerringes. Die bezüglich der Fig. 1 rechte Seite des Lagers ist mit einer Ringdichtung 20 bekannter Ausbildung versehen. Die Dichtung 20 ist aus nachgiebigem Plastikmafcerial geformt und besteht aus einer Ringscheibe, an der eine axial vorragende Kralle 25 angeformt ist, die mit Schnappsitz im die Rinne 15 der benachbarten Seite des äußeren Lagerringes ein- -fallen kann. Der Umfang der Dichtung 20 verläuft im wesentlicher bündig mit dem Außenumfang des äußeren Lagerringes 10. In radialer Richtung nach innen erstreckt sich die Dichtung 20 bis über den Ringspalt zwischen den beiden Lagerringen. Diese Dichtung 20 ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung.

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bis über den Ringspalt zwischen den beiden Lagerringen. Diese Dichtung 20 ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung.

Die bezüglich der Fig. 1 links dargestellte Seite des Lagers ist mit einer Dichtung 25 versehen. Diese Dichtung 25 besteht aus einem ringförmigen—Gehäuse 26, welches aus nachgiebigem Plastikmaterial geformt ist, einem ringförmigen Träger 27 aus Metall und einem aus Gummi o.dgl. bestehenden Dichtungsring 28. Das Gehäuse 26- wird gebildet von einer zylindrischen Wand 30 und einer ringförmigen flachen Wand 31, die einteilig mit der Wand 30 hergestellt ist und sich an dem dem Kugellager benachbarten Ende axial nach innen erstreckt. Die Wand 31 liegt flach an der Seite des Lagerringes 10 an und bildet eine Scheibendichtung. Das innere Ende der zylindrischen Wand 30 endet in einen axialen Flansch 32 aus, der eine nach innen ragende Lippe hat und durch axiale Schlitze in flexible Krallen 33 unterteilt ist, die mit Schnappsitz in die ringförmige Rinne 15 eingreifen. Der äußere Umfang der zylindrischen Wand 3 0 verläuft im wesentlichen bündig mit dem Außenumfang des äußeren Lagerringes 10. Der Träger 27 hat einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt und ist mit einer zylindrischen Wand 36 versehen, deren Ende in die Mittelöffnung hineinragt, die vom inneren Umfang der Wand 31 der Dichtung gebildet wird. Eine ringförmige Stirnwand 37 des Trägers 27 liegt mit ihrem radial außenliegenden Ende mit Abstand vor der Innenfläche der Wand 30 des Gehäuses 26. Die Wand 37 des Trägers verläuft unter

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einem geringen Winkel in axialer Richtung schräg zum Kugellager Der Dichtungsring 28 stützt sich in radialer Richtung auf dem Träger an der Übergangsstelle zwischen den Wänden 36 und 37 ab. Am Dichtungsring 28 befindet sich eine ringförmige Lippe 38, die mit gleitendem Dichtsitz die Dichtung beaufschlagt, die von der Wand 31 des Gehäuses gebildet wird. Der Dichtungsring 28 kann - falls erwünscht - auf den Träger aufgeformt sein.

Das Spiel 40 zwischen der zylindrischen Wand 36 des Trägers und dem inneren Umfang der Scheibendichtung 31 ist sehr klein, so daß der Träger im wesentlichen konzentrisch zum Gehäuse gehalten wird. Auch das axial außenliegende Ende des Gehäuses, d.h. das vom Lager abgelegene Ende, ist an diametral gegenüberliegenden Stellen des Gehäuses mit zwei bogenförmigen Lippen 41 versehen, von denen in der Fig. 2 nur eine gezeigt ist.Der Innendurchmesser A (Fig. 2) im Bereich der Lippen 41 ist kleiner als der Außendurchmesser B der Wand 37 des Trägers Der Größenunterschied zwischen diesen Durchmessern und auch die Differenz zwischen dem Außendurchmesser B der Wand 37 und dem Innendurchmesser C des Gehäuses ist so gewählt, daß man den Träger axial in das Gehäuse einsetzen oder aus diesem herausnehmen kann, wenn man" das Gehäuse zuvor oval verformt, wobei dann die Hauptachse des Ovals durch die Mitten zwischen den Lippen 41 hindurchgeht. Die nahezu konzentrische Lagerung des Trägers 27 mit der Scheibendichtung 31 ermöglicht es, den Träger in axialer Richtung innerhalb des Gehäuses aufgrund der

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relativ kleinen Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Trägers und dem Ihnendurchmesser im Bereich der Lippen 41 zu halten, vorausgesetzt, daß das Gehäuse nicht verformt ist, d.h. das Gehäuse noch einen zylindrischen Querschnitt hat.

Das Spiel zwischen dem Außenumfang der Wand 37 des Trägers und der Innenfläche des Gehäuses wird vorzugsweise relativ klein gehalten, um zu verhindern, daß Fremdstoffe in das Innere des Gehäuses eindringen.

Fig. 3 zeigt den Teil einer Abwandlung der Lager- und Dichtungsanordung gemäß Fig. 1 und 2. Hier sind die zwei bogenförmigen Lippen 41 durch zwei Lippenpaare 41a ersetzt, die sich jeweils in diametraler Lage im Gehäuse befinden. Die zwei Lippen eines Lippenpaares 41a liegen symmetrisch zu einer Ebene Y-Y, die diametral durch die Gehäuseachse hindurchläuft (in Fig. 3 ist nur eines der Lippenpaare 41a gezeigt). Der Innendurchmesser A im Bereich der Lippen a ist kleiner als der Außendurchmesser B der Wandung 37 des Trägers. Der Größenunterschied zwischen diesen Durchmessern und der Abstand zwischen den zwei Lippen 41a an jeder der diametral gegenüberliegenden Stellen des Gehäuses und auch die Differenz zwischen dem Außendurchmesser B der Wand 37 und dem Innendurchmesser C des Gehäusses ist so gewählt, daß man den Träger in axialer Richtung in das Gehäuse einsetzen und aus diesem herausnehmen kann, wenn man

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zuvor das Gehäuse oval verformt und dann die Hauptachse
Ovals auf die AxiäTeb"ene~Y-Y" ausgerichtet wird. Wie bei
der Anordnung gemäß Fig. 2 ermöglicht die nahezu konzentrisi Lagerung des Trägers 27 mittteFls der Dichtscheibe 31 den Träaxial im Gehäuse zu halten aufgrund einer relativ geringen
Differenz zwischen dem Außendurchmesser B des Trägers und
dem Innendurchmesser A im Bereich der beiden Lippenpaare 41a solange das Gehäuse nicht verformt wird.

Fig. 4 zeigt die Auffädelung von Lager- und Dichtungsanordnu: der Fig. 1 auf eine Achöe 45 vor der Bohrung 47 der Stirn kappe einer Förderrolle. Die Lager- und Dichtungsanordnung
ist so bemessen, daß der innere Lagerring 13 mit Gleitsitz
auf der Achse 45 ruht, während der äußere Lagerring 10 mit
Laufsitz in die Bohrung 47 eingesetzt werden kann. An der
Oberfläche der Bohrung 47 sorgt das Gehäuse 26 und an der
Oberfläche der Achse sorgt der Träger 27 für eine strömungsmitteldichte Anlage.

Wie in Fig. 4 dargestellt, verwendet man ein Hilfswerkzeug
50," um an Lager- und Dichtungsanordnung eine axialgerichtete Einbaukraft zu erzeugen . Dieses Hilfswerkzeug 50 hat eine
Ringfläche zur Beaufschlagung von Gehäuse 26 und Träger 27. Die Lager- und Dichtungsanordnung wird zunächst auf die Achs aufgesetzt, um dann anschließend über den Träger eine axiale

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Montagekraft aufzubringen. Die nahezu konzentrische Lagerung des Trägers 27 innerhalb des Gehäuses - wegen des geringen Spieles zwischen der Bohrung der Dichtscheibe und der zylindrischen Wand des Trägers und der konzentrischen Lagerung des Gehäuses auf 'dem äußeren Lagerring - stellt sicher, daß die Bohrung im Träger im wesentlichen koaxialzur Bohrung im Lager verbleibt. Dieses spezielle Merkmal erleichtert das Aufbringen des Trägers auf die Achse.

Wenn die Lager- und Dichtungsanordnung in die Bohrung 47 der Stirnkappe eintritt/ greift die axiale Montagekraft gleichzeitig am Gehäuse 26 und am Träger 27 an:

Fig. 5 zeigt Lager- und Dichtungsanordnung in der Betriebsstellung innerhalb der Bohrung der Stirnkappe und auf der Achse. Die Lager- und Dichtungsanrodnung wird in axialer Richtung auf der Achse mit einem Ringklipp 51 gehalten, der in eine Rinne 52 der Achse eingreift.

Fig. 6 zeigt einen Teil= «.einer abgewandelten Ausfuhrungsform der Lager- und Dichtungsanordnung der Fig. 1. Hier ist die Wand 31 des Gehäuses, welche die Dichtungsscheibe bildet, an ihrem Innenumfang mit einer ringförmigen Lippen60 versehen, die vor dem Einbau der Dichtung in unbelastetem Zustand radial nach innen ragt und eine Bohrung definiert, deren Durchmesser geringer ist als der Außendurchmesser der

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zylindrischen Wand 36 des Trägers 37. Nach Einbau des Trägers 27 in_das—Gehäuse 26 verformt die zylindrische Wand 36 die Lippe 60 in die in Fig. 6 dargestellte Lage, in der eine Seite der Lippe_60 die zylindrische Wand 36 über den vollen Umfang beaufschlagt. Eine solche Ausbildu hat den Vorteil, daß die ringförmige Lippe 60 den Träger relativ zum Gehäuse zentriert, bevor man die Dichtung auf eine Achse aufsetzt. Die ringförmige Lippe 60 sorgt ferne auch dafür, daß noch eine zusätzliche Dichtungssperre zwischen Gehäuse und Träger entsteht, die die Dichtungsbarriere des Dichtungsringes 28 ergänzt.

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Claims

34461H Patentansprüche

1. Dichtung für den ein Lager enthaltenden Ringspalt zwischen zwei relativ zueinander koaxial umlaufenden Bauteilen, bestehend aus zwei Ringkörpern, von denen der eine im Ringspalt mit Strömungsmittel dichtem Sitz an dem einen Bauteil und der andere Ringkörper im Ringspalt mit strömungsmitteldichtem Sitz an dem anderen Bauteil zur Anlage kommt, und einem an dem einen Ringkörper gelagerten Dichtungsring aus federnd - nachgiebigem Material, der mit gleitendem Dichtsitz eine Scheibendichtung beaufschlagt, die an dem anderen Bauteil befestigt oder mit diesem einteilig hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Dichtungsring (28) versehene Ringkörper (27) eine der Scheibendichtung (31) zugewandte Stirnwand (37) aufweist, daß der Dichtungsring (28) ,zwischen der Stirnwand (37) und λ der Scheibendichtung (31) liegt und ein Teil (41) des mit Scheibendichtung (31) versehenen Ringkörpers die Stirnwand (37) in radialer Richtung an der von der Scheibendichtung (31) abgelegenen Seite überlappt, so daß die zwei Ringkörper (26, 27) vor dem Einbau der Dichtung in den abzudichtenden Ringspalt eine in sich geschlossene Baugruppe bilden.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

einer der Ringkörper (26,27) derart verformbar ist, ^. daß die einander überlappenden Teile (41,37) radial soweit auseinanderliegen,daß sich die Ringkörper (26,27) in axialer Richtung voneinander trennen lassen.

3. Dichtung nach Anspruch 2, bei äer der mit Dichtungs- ^" - ring versehene Ringkörper innerhalb das mit Scheiben y - dichtung versehenen-Ringkörpers liegt, dadurch ge-" kennzeichnet,daß der SdBare ir.it Scheibendichtung (3Tj

versehene Ringkörper (26) eine oäer mehrere Lippen (41) aufweist, die ^cTeη Umfang dar Stirnwand {3?) an — der von der. Scheibendichtung (31) .abgelegenen Seite in radialer Richtung überragen und die Ringkörper der Dichtung bei unverspanntem Sufteren Ringkörper (36) zusammenhalten und daß der äußere Ringkörper (26) derart oval verformbar ist, daß die Lippe oder Lippen (41) eine radinle Versetzung über den Umfang der Stirnwand {37} des Inneren Ringkörpers {27} erfahren, um den inneren Ringkörper (27) in axialer Richtung von dem äußeren Ringkörper (26) trennen zu können«

4« Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daö der äußere Ringkörper (26) swei Lippen {41} aufweist, die einander diametral gegenüberliegen und boganförmi verlaufen, wobei der Innendurchmesser (P.) im Bereich dar Lippen kleiner ist als der Außendurchmcssser· (B) der Stirnwand (3?) des inneren Ringkörper^- (27) .

5« Dichtung nach Anspruch 3/ dadurch gekennzeichnet*

daß der äußere Ringkörper (26) mit swei sich paarweis diametral gegenüberliegenden Lippenpaaren (41a) versehen ist/ daß die zwei Lippen (41a) eines jeden Lippenpaares beidseitig einer Ebene liegen, die diametral durch die Achse des au fieren Ringkörpers (26) hindurchführt, und äa8 der Innendurchmesser (A) ini Bereich der zusammengehörigen Lippen (41a/ kleiner . ist als der Außcndurchinesser (B) der Stirnwand (37) des inneren JHngkörpers (27)«

BAD ORIG'NA!

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6. Dichtung nach Anspruch 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ringkörper (26) aus nachgiebigem Plastikmaterial geformt ist und aus einer zylindrischen Wand (30) und einer innerhalb dieser dort einteilig.angrenzenden ringförmigen flachen Wand

(31) besteht, welche die ringförmige Scheibendichtung bildet, und daß die Lippen (41; 41a) an dem von der Scheibendichtung (31) abgelegenen Ende der zylindrischen Wand (30) ausgebildet sind und sich radial nach innen erstrecken, um die Stirnwand (37) des inneren Ringkörpers (27) an der von der Scheibendichtung (31) abgelegenen Seite zu überlappen.

7. Dichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ringkörper (27) eine zylindrische Wand (36) hat, die sich mit geringem Spiel durch die Bohrung der Scheibendichtung (31) des äußeren Ringkörpers (26) erstreckt, um die zwei Ringkörper (26,27) vor dem Einbau der Dichtung in den abzudichtenden Ringspalt koaxial ausgerichtet zu halten.

8. Dichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ringkörper (27) eine zylindrische Wand (36) hat, die in die Bohrung der ringförmigen Scheibendichtung (31) des äußeren Ringkörpers (26) eingreift, und daß am Innenumfang der Scheibendichtung(31) eine ringförmige Lippe (60) ausgebildet ist, die die zylindrische Wand (36) dichtend beaufschlagt.

9. - Dichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8 in Verbindung mit einem Kugel- oder Rollenlager, zu dem ein äußerer und ein innerer Lagerring gehören, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des äußeren Lagerringes (10) mit einer ringförmigen Rinne (15) und der äußere Ringkörper (26) der Dichtung an einem Ende mit in die Rinne (15) eingreifenden Krallen (33) versehen ist, und daß der innere Ringkörper (27) der Dichtung am inneren Lagerring (11) zur Anlage kommt.