DE3534130A1 - Radialwellendichtung fuer ein lager, vorzugsweise ein waelzlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialwellendichtung für ein Lager, vorzugsweise für ein Wälzlager, nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Bei einer solchen bekannten Radialwellendichtung (DE-OS 34 12 484) ist das Dichtelement am Stützkörper befestigt, der mit Preßsitz in einem Einbauraum eines Maschinen­ gehäuses sitzt. Es hat eine Aufnahmebohrung für ein Wälzlager, dessen äußerer Laufring mit Preßsitz in der Aufnahmebohrung sitzt. Der innere Laufring sitzt mit Preßsitz auf einer Welle. Die Laufhülse ist ebenfalls drehfest mit der Welle verbunden und dreht im Betrieb mit ihr. Das Dichtelement hat zwei mit Abstand axial hintereinander liegende Dichtlippen, die auf der Mantel­ fläche der Laufhülse dichtend aufliegen und so das Wälzlager abdichten. Die Laufhülse hat einen radial nach außen gerichteten Flansch, der mit axialem Abstand einem radial verlaufenden Boden des Stützkörpers gegen­ überliegt. Bei der Montage dieser Radialwellendichtung besteht die Gefahr, daß die Laufhülse zu weit gegen die übrigen Teile der Dichtung verschoben wird und an diesen Teilen zur Anlage kommt. Wenn die Laufhülse zusammen mit der Welle rotiert, tritt in diesem Kontakt­ bereich ein rascher Verschleiß auf. Die Montage der bekannten Radialwellendichtung ist wegen dieser Probleme schwierig, da in der Einbaulage häufig nicht festge­ stellt werden kann, ob die Laufhülse ihre erforderliche Einbaulage einnimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsge­ mäße Radialwellendichtung so auszubilden, daß die Lauf­ hülse beim Einbau der Radialwellendichtung ohne montage­ mäßigem Aufwand zuverlässig in eine solche Lage gebracht werden kann, daß die Laufhülse nur an ihren vorgesehenen Stellen mit den übrigen Teilen der Radialwellendichtung in Berührung kommt, im übrigen aber Abstand von diesen Teilen hat.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Radialwellen­ dichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Radialwellendichtung ist die Laufhülse mit dem Axialanschlag versehen, der dafür sorgt, daß sie beim Einbau der Radialwellendichtung nicht zu weit relativ zu den übrigen Teilen der Radialwellen­ dichtung verschoben wird. Die komplette Radialwellen­ dichtung wird zunächst in ihren vorgesehenen Einbauraum eingepreßt. Anschließend wird der abzudichtende drehende Maschinenteil in die Laufhülse geschoben, wobei sie so weit mitgenommen wird, bis ihr Axialanschlag an der An­ lage anschlägt. Der drehende Maschinenteil wird dann weiter durch die Laufhülse geschoben, bis der Axialanschlag zwischen der Anlage und dem Gegenanschlag fixiert ist. Dadurch läßt sich in konstruktiv einfacher Weise sicher­ stellen, daß die Laufhülse nach dem Einbau in bezug auf die übrigen Teile der erfindungsgemäßen Radialwellen­ dichtung auf jeden Fall ihre vorgesehene Lage einnimmt. Eine Berührung zwischen der Laufhülse und den Dichtteilen der Radialwellendichtung tritt dann nur in den dafür vorgesehenen Bereichen auf. Infolge des Axialanschlages ist nicht nur der Einbau der erfindungsgemäßen Radial­ wellendichtung wesentlich vereinfacht, sondern es ist auch die Gewähr dafür gegeben, daß die Radialwellen­ dichtung im Einsatz nur einem geringen Verschleiß unter­ liegt, da ein definierter Abstand zwischen der Laufhülse und diesen Teilen der Radialwellendichtung eingehalten wird. Dadurch tritt im Betriebszustand kein Kraftschluß zwischen der Laufhülse und den Dichtelementen der er­ findungsgemäßen Radialwellendichtung auf, so daß eine lange Lebensdauer der Radialwellendichtung sichergestellt ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dar­ gestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 4 jeweils in einem Schnitt verschiede­ ne Ausführungsformen von erfindungs­ gemäßen Radialwellendichtungen im Einbauzustand.

Fig. 1 zeigt ein Maschinengehäuse 1 mit einem Einbauraum 2 für die Radialwellendichtung und ein Wälzlager 3. Sein äußerer Laufring 4 ist in den Einbauraum 2 eingepreßt. Der innere Laufring 5 des Wälzlagers 3 sitzt drehfest auf einer Welle 6,die durch den Einbauraum 2 ragt. Der äußere Laufring 4 ist an einer Stirnwand 7 des Maschinen­ gehäuses 1 axial abgestützt.

Die Radialwellendichtung hat einen hülsenförmigen Stütz­ körper 8, dessen Mantel 9 einen radial nach innen abge­ setzten Abschnitt 10 aufweist, der stetig gekrümmt in einen radial nach innen gerichteten Boden 11 übergeht. Er liegt senkrecht zur Achse 12 der Radialwellendichtung und weist eine zentrische Ausnehmung 13 auf. Die Unter­ seite des Bodens 11 ist durch eine aus gummielastischem Material bestehende Ummantelung 14 bedeckt, die sich bis zu einer infolge des radial nach innen abgesetzten Mantelabschnittes 10 gebildete Stufen 15 im Mantel 9 des Stützkörpers 8 erstreckt.

Der Stützkörper 8 liegt mit seiner Stirnseite 16 am äußeren Laufring 4 des Wälzlagers 3 an. Das freie Ende 17 des Stützkörpers 8 ist radial nach innen abgebogen. Die Dicke des freien Endes 17 des Stützkörpers 8 nimmt außerdem in Richtung auf die Stirnseite 16 stetig ab. An der Innenseite des im Durchmesser größeren Mantelab­ schnittes 18 des Stützkörpers 8 ist ein napfförmiger Befestigungsteil 19 mit Preßsitz befestigt. Seine teil­ weise abgerundete Stirnseite 20 wird vom freien Ende 17 des Stützkörpers 8 teilweise übergriffen. Der zylindrische Mantel 21 des Befestigungsteiles 19 erstreckt sich bis zur Stufe 15 des Stützkörpers 8, in deren Höhe er stetig gekrümmt in einen radial verlaufenden Boden 22 übergeht, der parallel zum Boden 11 des Stützkörpers 8 verläuft. Der Boden 22 weist eine zentrisch liegende Ausnehmung 23 auf, deren Durchmesser kleiner ist als die Ausnehmung 13 im Stützkörperboden 11. Ein die Ausnehmung 23 begrenzender Rand 24 ist in bezug auf den übrigen Teil des Bodens 22 axial in Richtung auf das Wälzlager 3 abgesetzt. Er ist beidseitig und an seiner Stirnseite von gummielastischem Material bedeckt, aus dem zwei Dichtlippen 25 und 26 eines Dichtelementes 27 gebildet sind. Die Dichtlippe 25 dient als Primärdichtlippe, während die axial mit Abstand von ihr liegende Dichtlippe 26 eine Sekundärdichtlippe bildet. Zwischen den beiden Dichtlippen 25, 26 befindet sich ein Ringraum 28, der radial nach innen durch einen zylindrischen Mantel 29 einer Laufhülse 30 begrenzt wird. Die beiden Dichtlippen 25, 26 liegen dichtend auf der Außenseite des Mantels 29 der Laufhülse 30 auf. Die Dichtlippe 25 steht unter der Kraft einer Ringfeder 31, die in eine Ringnut 32 in der Außenseite des Dichtelementes 27 eingreift.

Die Laufhülse 30 weist an ihrem vom Wälzlager 3 abge­ wandten Ende einen radial nach außen ragenden Flansch 33 auf, der durch ein im Querschnitt etwa halbkreisförmig gekrümmtes Zwischenstück 34 in den zylindrischen Mantel 29 der Laufhülse 30 übergeht. Der Flansch 33 liegt zwischen dem Stützkörperboden 11 und dem Boden 22 des Befestigungsteiles 19. Das Zwischenstück 34 geht etwa in Höhe des Randes der Ausnehmung 13 in den Flansch 33 über. In der Einbaulage haben der senkrecht zur Dichtungsachse 12 liegende Flansch 33 und das Zwischenstück 34 Abstand vom Stützkörperboden 11 und vom Boden 22 des Befestigungs­ teiles 19. Die Innenwandung 35 des Mantels 29 der Lauf­ hülse 30 ist mit einer aus gummielastischem Material be­ stehenden Ummantelung 36 abgedeckt, die sich über die gesamte axiale Länge des Mantels 29 erstreckt. Mit ihr sitzt die Laufhülse 30 auf der Welle 6 und sorgt für eine einwandfreie Abdichtung im Bereich zwischen der Lauf­ hülse und der Welle. Um einen sicheren Sitz und eine einwandfreie Abdichtung zu erreichen, ist die Ummantelung 36 auf ihrer Außenseite mit einer wellenförmigen Profi­ lierung 37 versehen. Sie wird in der Einbaulage elastisch verformt, so daß eine satte Anlage der Laufhülse auf der Welle 6 erreicht wird.

Der Abstand des Flansches 33 und des Zwischenstückes 34 vom Stützkörper 11 und vom Befestigungsteil 19 muß in der Einbaulage sichergestellt sein, um einen frühzeitigen Ausfall der Radialwellendichtung zu vermeiden. Um diese Einbaulage in einfacher Weise zuverlässig erreichen zu können, ist die Laufhülse 30 mit einem Axialanschlag 38 versehen, dem ein Gegenanschlag 39 an der Welle 6 in der Einbaulage zugeordnet ist. Der Axialanschlag 38 wird durch einen radial nach innen gerichteten Flansch gebildet, in den der Mantel 29 an dem dem Flansch 33 gegenüberliegenden Ende der Laufhülse 30 stetig gekrümmt übergeht. Der Gegenanschlag 39 der Welle 6 ist durch einen Absatz der Welle gebildet. Sie hat dadurch zwei im Durchmesser unter­ schiedlich große Wellenteile 40 und 41. Auf dem im Durch­ messer größeren Wellenteil 41 sitzt drehfest die Lauf­ hülse 30 und auf dem im Durchmesser kleineren Wellenteil 40 drehfest der innere Laufring 5 des Wälzlagers 3.

Beim Einbau wird zunächst die Radialwellendichtung in den Einbauraum 2 des Maschinengehäuses 1 so weit eingepreßt, bis der Stützkörper und der Befestigungsteil am äußeren Laufring 4 des bereits im Einbauraum 2 untergebrachten Wälzlagers 3 zur Anlage kommen. In dieser Lage ist die Laufhülse 30 zwischen dem Stützkörper 11 und dem Befesti­ gungsteil 19 noch axial beweglich. Anschließend wird die Welle 6 in Richtung des Pfeiles 42 in die Laufhülse ge­ schoben. Da der Durchmesser des Wellenteiles 40 kleiner ist als der Durchmesser der vom Axialanschlag 38 um­ schlossenen Ausnehmung 43, läßt sich die Welle 6 ohne Behinderung durch den Axialanschlag einschieben. Die Laufhülse 30 wird durch den Wellenteil 41 beim Ein­ schieben infolge Reibung mitgenommen, bis der Axialan­ schlag 38 am inneren Laufring 5 des Wälzlagers 3 zur Anlage kommt. In dieser Lage haben der Flansch 33 und das Zwischenstück 34 der Laufhülse 30 Abstand vom Stütz­ körper 11 und vom Befestigungsteil 19. Die Welle 6 wird so weit in die Laufhülse geschoben, bis ihr Gegenanschlag 39 am Axialanschlag 38 der Laufhülse 30 anliegt. Dadurch ist der Axialanschlag 38 zwischen dem inneren Laufring 5 des Wälzlagers 3 und dem Gegenanschlag 39 der Welle 6 fixiert, so daß die Laufhülse im Einsatz der Radial­ wellendichtung ihre vorgegebene Lage nicht mehr verlassen kann.

Die Dichtlippen 25, 26 dichten das Wälzlager 3 einwand­ frei ab. Durch die Ummantelung 14 ist auch im Bereich der Wandung des Einbauraumes 2 eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet. Ferner sorgt die Ummantelung 36 für eine zuverlässige Abdichtung zwischen der Laufhülse 30 und dem Wellenteil 41.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 dient der Stütz­ körper 8 a zur Befestigung des Dichtelementes 27 a mit den beiden Dichtlippen 25 a und 26 a. Der Boden 11 a des Stütz­ körpers 8 a geht in einen kegelstumpfförmigen Zwischenteil 44 über, der sich vom Boden 11 a aus in Richtung auf das Wälzlager 3 erstreckt. Sein vom Boden 11 a abgewandtes Ende 45 ist radial nach innen gerichtet und liegt parallel zum Boden 11 a. Auf diesem flanschartigen Ende 45 ist das Dichtelement 27 a in gleicher Weise befestigt wie am Rand 24 des Befestigungsteiles 19 der vorigen Ausführungs­ form.

Der zylindrische Mantel 29 a der Laufhülse 30 a geht stetig gekrümmt in den radial nach außen gerichteten Flansch 33 a über, der innerhalb des kegelstumpfförmigen Zwischenteiles 44 liegt und in der Einbaulage Abstand von ihm hat. Im übrigen ist die Laufhülse 30 a gleich ausgebildet wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel. Sie hat ebenfalls den als radial nach innen gerichteten Flansch ausgebildeten Axialanschlag 38 a, der in der Einbaulage zwischen dem inneren Laufring 5 des Wälzlagers 3 und dem Gegenanschlag 39 der Welle 6 liegt.

Der Einbauraum 2 a des Maschinengehäuses 1 a hat unter­ schiedliche Durchmesser. Im kleineren Bereich des Ein­ bauraumes 2 a ist das Wälzlager 3 untergebracht, während in dem im Durchmesser größeren Bereich des Einbauraumes die Radialwellendichtung untergebracht ist. Der Stütz­ körper 8 a liegt in der Einbaulage mit seiner Stirnseite 16 a an einem Absatz 46 zwischen den beiden im Durch­ messer verschieden großen Bereichen des Einbauraumes 2 a an. Der Einbau der Radialwellendichtung und der Welle 6 erfolgt in gleicher Weise, wie anhand des Ausführungs­ beispieles gemäß Fig. 1 beschrieben. Auch bei dieser Ausführungsform ist sichergestellt, daß der Flansch 33 a der Laufhülse 30 a in der Einbaulage Abstand vom Stütz­ körper 8 a hat, so daß diese beiden Teile im Betrieb nicht aneinanderliegen und einem frühzeitigen Verschleiß unter­ liegen.

Bei der Radialwellendichtung gemäß Fig. 3 ist der Stütz­ körper 8 b im wesentlichen gleich ausgebildet wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Lediglich der Boden 11 b erstreckt sich bis nahe an den Wellenteil 41. Der Boden 22 b des Befestigungsteiles 19 b erstreckt sich senkrecht zur Dichtungsachse 12 und ist schmaler als der Boden 11 b des Stützkörpers 8 b. Das Dichtelement 27 b ist gleich aus­ gebildet wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Es setzt sich in einer den Boden 22 b und den zylindrischen Mantel 21 b des Befestigungsteiles 19 b auf seiner Außen­ seite bedeckenden Ummantelung 47 aus gummielastischem Material fort. Sie liegt im Bereich des Mantels 21 b zwischen dem Stützkörper 8 b und dem Befestigungsteil 19 b und bedeckt die Stirnseite 20 b des Befestigungsteiles 19 b.

Die Laufhülse 30 b hat den radial nach außen gerichteten Flansch 33 b, der stetig gekrümmt in den zylindrischen Mantel 29 b übergeht. Die Laufhülse 30 b ist außerdem mit dem Axialanschlag 38 b versehen, der durch den radial nach innen gerichteten Flansch der Laufhülse gebildet wird und in der Einbaulage zwischen dem inneren Laufring 5 des Wälzlagers 3 und dem Gegenanschlag 39 der Welle 6 fixiert ist. Der Flansch 33 b liegt zwischen dem Boden 22 b des Befestigungsteiles 19 b und dem Stützkörperboden 11 b und hat von ihnen jeweils axialen Abstand. Wenn die Laufhülse 30 b mit der Welle 6 rotiert, tritt somit keine Berührung zwischen dem Flansch 33 b und den stillstehenden Teilen 8 b, 19 b, 27 b der Radialwellendichtung auf.

Diese Radialwellendichtung wird in gleicher Weise mon­ tiert wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Der Stützkörper 8 b und der Befestigungsteil 19 b kommen wieder am äußeren Laufring 4 des Wälzlagers 3 zur Anlage. Beim Einschieben der Welle 6 wird die Laufhülse 6 b durch Reibung mitgenommen, bis sie mit ihrem Axialanschlag 38 b am inneren Laufring 5 zur Anlage kommt. Die Welle 6 wird dann weiter so weit in Richtung des Pfeiles 42 ver­ schoben, bis der Axialanschlag 38 b zwischen dem inneren Laufring 5 und dem Gegenanschlag 39 der Welle 6 fixiert ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 entspricht im wesent­ lichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Der Boden 11 c des Stützkörpers 8 c ist allerdings schmaler als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Die Ummantelung 14 c des Stützkörpers 8 c setzt sich in eine Dichtlippe 48 fort, die radial nach innen über den Boden 11 c ragt und an der vom Boden 22 c des Befestigungsteiles 19 c für das Dichtelement 27 c abgewandten Unterseite 49 des Flansches 33 c der Laufhülse 30 c dichtend anliegt. Der Flansch 33 c hat radialen Abstand vom Stützkörperboden 11 c. Die Lauf­ hülse 30 c ist mit dem als radial nach innen gerichteten Flansch ausgebildeten Axialanschlag 38 c versehen, der in der Einbaulage zwischen dem inneren Laufring 5 des Wälzlagers 3 und dem Gegenanschlag 39 der Welle 6 fixiert ist. Dadurch ist auch bei dieser Ausführungsform sicher­ gestellt, daß die Laufhülse 30 c in der Einbaulage nicht mit dem Boden 22 c des Befestigungsteiles 19 c bzw. mit dem Stützkörperboden 11 c in Berührung kommt. Im übrigen ist diese Radialwellendichtung gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Sie wird auch in gleicher Weise montiert.

Claims (9)

1. Radialwellendichtung für ein Lager, vorzugsweise für ein Wälzlager, mit einem Stützkörper und einem Dicht­ element, das mit mindestens einer Dichtlippe auf einer Laufhülse dichtend aufliegt, die mit einem drehenden Maschinenteil, wie eine Welle, drehfest zu verbinden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufhülse (30, 30 a bis 30 c) für einen Gegenan­ schlag (39) des drehenden Maschinenteiles (6) min­ destens einen Axialanschlag (38, 38 a bis 38 c) auf­ weist, der in der Einbaulage zwischen dem Gegenan­ schlag (39) und mindestens einer Anlage (5) fixiert ist.

2. Radialwellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Axialanschlag (38, 38 a bis 38 c) durch einen radial nach innen gerichteten Flansch der Laufhülse (30, 30 a bis 30 c) gebildet ist.

3. Radialwellendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der drehende Maschinenteil (6) einen Absatz als Gegenanschlag (39) aufweist.

4. Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der auf dem drehenden Maschinenteil ein innerer Laufring eines Wälzlagers befestigt ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Axialanschlag (38, 38 a bis 38 c) der Laufhülse (30, 30 a bis 30 c) in der Einbaulage zwischen dem inneren Laufring (5) des Wälzlagers (3) und dem Gegenanschlag (39) des drehenden Maschinen­ teiles (6) eingeklemmt ist.

5. Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (8, 8 b, 8 c) am Wälzlager (3) anliegt.

6. Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Stützkörper (8 c) eine umlaufende Dichtlippe (48) vorgesehen ist, die dichtend an der Laufhülse (30 c) anliegt.

7. Radialwellendichtung nach Anspruch 6, bei der die Laufhülse einen radial nach außen verlaufenden Flansch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (48) des Stützkörpers (8 c) am radial nach außen ge­ richteten Flansch (33 c) der Laufhülse (30 c) anliegt.

8. Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der drehende Maschinenteil (6) zwei im Durchmesser unterschiedliche Teile (40, 41) aufweist, und daß am Übergang zwischen den beiden Wellenteilen der Gegenanschlag (39) vorgesehen ist.

9. Radialwellendichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Laufhülse (30, 30 a bis 30 c) auf dem im Durchmesser größeren Wellenteil (41) und der innere Laufring (5) des Wälzlagers (3) auf dem im Durchmesser kleineren Wellenteil (40) befestigt ist.