DE4209320C2 - Lager- und Dichtungseinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lager- und Dichtungseinheit zum Einbau zwischen zwei relativ zueinander rotierenden Teilen, bestehend aus einem Wälzlager mit einem drehfest an dem einen Teil festlegbaren ersten äußeren Laufring, einem drehfest an dem anderen Teil festlegbaren zweiten inneren Laufring und einer Vielzahl von zwischen den Laufringen eingesetzten Wälz­ körpern sowie aus einem an einem der beiden Teile festlegba­ ren und mit einer Dichtlippe an dem anderen Teil gleitend an­ liegenden Dichtungsring, wobei der erste Laufring auf seiner den Wälzkörpern abgewandten Umfangsfläche fest mit einem hül­ senförmigen Teil des Dichtungsrings verbunden ist, der das Stirnende des ersten Laufrings umgibt, sich die Dichtlippe koaxial innerhalb des ersten Laufrings befindet und der hül­ senförmige Teil des Dichtungsrings eine steife Armierung und wenigstens auf deren äußerer Umfangsfläche eine aus einem Elastomer bestehende Bekleidung aufweist, welche eine drehfe­ ste und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem ersten Laufring und einem der Teile bildet.

Im Zusammenhang mit einem Kurbelwellenlager ist eine solche Abdichtung für ein Wälzlager bereits in der DE 40 04 767 A1 beschrieben worden. Eine besondere axiale Festlegung des Dichtrings am Lageraußenring ist nicht vorgesehen und wegen der geteilten Lagerbohrung auch nicht notwendig. Eine größere Stützfläche des Außenrings führt zu großen axialen Baulängen des Lagers mit der Dichtung.

Aus dem DE 18 62 599 U ist ein Kurbelwellenwälzlager bekannt, dessen Außenring axial länger als ein Innenring ist. Der Dichtring ist in den Innendurchmesser des Außenrings ver­ spannt eingesetzt und letzterer ist wiederum mit Vorspannung in einem Lagerdurchmesser eingefügt.

Schnappverbindungen zwischen Dichtelementen und Wälzlagern sind z. B. aus der DE 20 31 857 A und der DE 36 12 052 C1 be­ kannt.

Bei einer Lager- und Dichtungseinheit für den Einbau zwischen einem Differentialgehäuse und der Antriebswelle eines Fahr­ zeugrades verwendet man bisher an dieser Stelle innerhalb des Differentialgehäuses montierte Wälzlager und an der Außensei­ te des Differentialgehäuses angeordnete Wellendichtringe (auch Radialdichtringe oder Simmerringe genannt). Diese Kon­ struktion hat jedoch verschiedene Nachteile. Infolge des we­ gen der Währmedehnungen der Radwelle notwendigen Spiels und der Montagetoleranzen kann die fest mit dem Fahrzeugrad ver­ bundene Antriebswelle vibrieren. Diese Vibrationen können dann durch die metallischen Elemente des Wälzlagers auf das Differential übertragen werden und verursachen dadurch lästi­ ge Geräusche.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lager- und Dichtungsanordnung zu schaffen, welche die beim Stand der Technik vorhandenen Probleme der vorstehend beschriebenen Art vermeidet und darüber hinaus eine optimale Abdichtung zwi­ schen den beiden Teilen gewährleistet.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Laufring axial nach einer Seite gegenüber dem zwei­ ten Laufring vorsteht und eine Aussparung aufweist, in welche ein über das der Dichtlippe gegenüberliegende axiale Ende der Armierung hinausragender, radial einwärts weisender Vorsprung der elastomeren Bekleidung eingeschnappt ist.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf einen Radialdicht­ ring mit einer steifen Armierung und wenigstens einer glei­ tend wirksamen Dichtlippe.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend zwei in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Radialschnitt durch ein aus einem Wälzlager und einem Dichtungsring bestehen­ des, eine Baueinheit bildendes Maschinen­ element;

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Querschnitt durch einen für eine Baueinheit nach Fig. 1 geeigne­ ten Dichtungsring.

Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Lager- und Dich­ tungseinheit sitzt zwischen zwei relativ zueinander rotie­ renden Teilen 2 und 3, bei denen es sich im Beispielsfall um das Differentialgehäuse eines Fahrzeugs und eine Antriebs­ welle für ein Rad handelt. Das Lager zwischen diesen beiden Teilen ist im Beispielsfall ein Wälzlager 4 in Form eines Ku­ gellagers mit einem ersten, äußeren Laufring 5, der am Teil 2 festgelegt ist, einem zweiten, inneren Laufring 6, der am Teil 3 festgelegt ist, und einer Vielzahl von Kugeln als Wälzkörpern 7, die zwischen die Laufringe 5 und 6 eingesetzt sind. Zu der Lager- und Dichtungseinheit gehört weiterhin ein Dichtungsring 11 vom Typ der Radial- bzw. Wellendichtringe, der am Teil 2 festgelegt ist und am relativ dazu rotierenden Teil 3 mit Manschettendichtlippen gleitend und dichtend an­ liegt.

Eine Besonderheit der gezeigten Anordnung besteht darin, daß der äußere Laufring 5 des Wälzlagers 4 asymmetrisch zu einer die Mittelpunkte der Wälzkörper 7 enthaltenden Radialebene ausgebildet ist, indem das mit Bezug auf Fig. 1 rechte axiale Ende 12 des äußeren Laufrings 5 gegenüber dem vorderen Ende 13 des inneren Laufrings 6 des Wälzlagers 4 axial weiter her­ ausragt. Der Dichtungsring 11 sitzt mit der inneren Umfangs­ fläche 15 seines mit 14 bezeichneten hülsenförmigen Teils drehfest auf der äußeren Umfangsfläche des äußeren Laufrings 5. Eine am Dichtungsring 11 ausgebildete Dichtlippe 16 ist auf seiten des axial vorstehenden Endes 12 des äußeren Lauf­ rings 5 angebracht. Sie liegt gleitend und dichtend am äuße­ ren Umfang 17a eines Abschnitts 17 des rotierenden Teils 3 an, um gegen Flüssigkeiten abzudichten, und erstreckt sich dabei in koaxialer Anordnung in das axial vorstehende Ende 12 des äußeren Laufrings 5 hinein, so daß sie von diesem ring­ förmig umschlossen wird.

Die Dichtlippe 16 befindet sich im montierten Zustand somit unmittelbar neben dem inneren Laufring 6 des Wälzlagers 4 und hat etwa denselben Durchmesser bzw. dieselbe Stärke wie die­ ser. Sie ist im Radialschnitt V-förmig ausgebildet und wird durch eine radial außen, bei 22 aufgesetzte, umlaufende Schraubenzugfeder 23 mit der Spitze des "V" innerhalb des äußeren Laufrings 5 gegen die Umfangsfläche 17a des rotieren­ den Teils 3 angedrückt. An die dem inneren Laufring 6 abge­ wandte, äußere Schrägfläche 24 der V-förmigen Dichtlippe 16 schließt sich außerdem eine zweite Dichtlippe 25 an, die ebenfalls auf der Umfangsfläche 17a der Welle 3 gleitet, so daß insgesamt eine zweifache Dichtung vorhanden und vor allem die Dichtlippe 16 geschützt ist, welche die hauptsächliche Dichtungswirkung erzeugt.

Der äußere Laufring 5 ist an der äußeren Umfangsfläche 31 auf der dem axial vorstehenden Ende 12 gegenüberliegenden Seite mit einer Aussparung 32 versehen, an welcher der Dichtungs­ ring 11 axial festgelegt ist. Dazu weist dieser an seinem mit 33 bezeichneten axialen Ende einen aus elastomerem Material gebildeten, radial nach innen weisenden Vorsprung 34 auf, der elastisch in die Aussparung 32 einschnappbar ist.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat der im wesentlichen topfförmig mit einer zentralen Durchgangsöffnung ausgebildete Dichtungsring 11 eine ringförmig umlaufende Armierung 14a, welche sich sowohl längs des hülsenförmigen Teils 14 als auch längs des Bodenteils des Dichtungsrings erstreckt und somit im dargestellten Radialschnitt L-förmig erscheint. Die Armie­ rung 14a ist auf ihrer radialen und axialen Außenseite mit einer Bekleidung 19 aus elastomerem Material überzogen, wel­ che am axial inneren Ende 33 über die Armierung 14a vorsteht und dort den radial nach innen weisenden Vorsprung 34 bildet und außerdem am Boden des topfförmigen Dichtungsrings 11 den Rand der zentralen Öffnung der Armierung 14a umgreift und ra­ dial nach innen sowie von außen axial in die zentrale Öffnung der Armierung 14a hinein vorspringt, um dort die beiden Dichtlippen 16 und 25 zu bilden. Der elastomere Teil 19 des Dichtungsrings 11 erstreckt sich somit über die gesamte Breite des äußeren Laufrings 5 und umgreift dessen gegenüber dem inneren Laufring 6 axial vorstehendes Ende 12 auch auf der radial inneren Seite, dort allerdings mit radialem Zwischenabstand. Von den bekannten Radialdichtringen unter­ scheidet sich der neue Dichtring erstens dadurch, daß die axiale Länge der von der Armierung 14 axial einwärts ragenden Lippe 16 im Verhältnis zur Länge (bzw. Breite) des hülsenför­ migen Teils 14 wesentlich kleiner ist, vorzugsweise kleiner als 1/2, weil sich auch noch der innere Laufring 6 des Wälz­ lagers 4 koaxial innerhalb des hülsenförmigen Teils 14 des Dichtungsrings 11 befindet, und daß an dessen axial inneren Ende 33 ein radial einwärts weisender, elastischer Vorsprung 34 zum Einrasten in eine Ringnut oder Aussparung 32 oder ein­ fach nur hinter eine Stirnfläche des äußeren Laufrings 5 vor­ handen ist.

Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, wo die Ar­ mierung 14a des Dichtungsrings 11 nur mit einer äußeren Be­ kleidung 19 aus elastomerem Material versehen ist, zeigt Fig. 2 eine Ausführung, bei welchem die Armierung 14a vollkommen in eine hier mit 35 bezeichnete Bekleidung aus elastomerem Material eingebettet ist. Auf diese Weise erhält man eine einfache und sichere drehfeste Verbindung des Dichtungsrings 11 sowohl mit dem Teil 2 als auch mit dem äußeren Laufring 5. Außerdem ergibt sich eine noch stärkere Isolierung bzw. Dämpfung der Vibrationen, die sonst über das Wälzlager über­ tragen werden.

Mittels der Erfindung läßt sich mit Vorteil eine herkömmliche Lageranordnung, welche bisher in einem Wälzlager zwischen ei­ ner Getriebegehäusewand und einer rotierenden Welle sowie ei­ nem axial außenseitig davon angeordneten Dichtungsring be­ steht, dahingehend ändern, daß an die Stelle des Dichtungs­ rings eine kombinierte Lager- und Dichtungseinheit gemäß Fig. 1 tritt und somit eine zusätzliche Lagerstelle erhalten wird. In anderen Anwendungsfällen kann ein einziges Wälzlager mit einem darauf gemäß Fig. 1 montierten Dichtungsring genügen. In beiden Fällen gewährleistet der Dichtungsring einerseits die geforderte Flüssigkeitsdichtung und andererseits eine Ab­ schirmung des Gehäuses gegen Vibrationen der gelagerten Wel­ len, insbesondere der aus einem Differentialgehäuse heraus­ geführten, mit den Fahrzeugrädern verbundenen Antriebswellen. Außerdem gestattet die besondere Bauform des Wälzlagers mit einem einseitig gegenüber dem inneren Laufring axial vorste­ henden äußeren Laufring, daß der Dichtungsring einfach und zuverlässig montiert werden kann und eine doppelte Dichtungs­ wirkung erhalten wird, und daß das rotierende Teil auf einem kürzeren axialen Abschnitt mit Abdichtung gelagert werden kann, wobei die jetzt nur noch benötigten Maße denen ver­ gleichbar sind, die bisher allein für die Lippendichtung benötigt wurden.

Claims (4)

1. Lager- und Dichtungseinheit zum Einbau zwischen zwei re­ lativ zueinander rotierenden Teilen, bestehend aus einem Wälzlager mit einem drehfest an dem einen Teil festlegba­ ren ersten äußeren Laufring, einem drehfest an dem ande­ ren Teil festlegbaren zweiten inneren Laufring und einer Vielzahl von zwischen den Laufringen eingesetzten Wälz­ körpern sowie aus einem an einem der beiden Teile fest­ legbaren und mit einer Dichtlippe an dem anderen Teil gleitend anliegenden Dichtungsring, wobei der erste Laufring (5) auf seiner den Wälzkörpern (7) abgewandten Umfangsfläche (15) fest mit einem hülsenförmigen Teil (14) des Dichtungsrings (11) verbunden ist, der das Stirnende (12) des ersten Laufrings (5) umgibt, sich die Dichtlippe (16) koaxial innerhalb des ersten Laufrings (5) befindet und der hülsenförmige Teil (14) des Dich­ tungsrings (11) eine steife Armierung (14a) und wenig­ stens auf deren äußerer Umfangsfläche (18) eine aus einem Elastomer bestehende Bekleidung (19) aufweist, welche ei­ ne drehfeste und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem ersten Laufring (5) und einem der Teile (2, 3) bil­ det, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Laufring (5) axial nach einer Seite (12) gegenüber dem zweiten Laufring (6) vorsteht und eine Aussparung (32) aufweist, in welche ein über das der Dichtlippe (16) gegenüberlie­ gende axiale Ende der Armierung (14a) hinausragender, ra­ dial einwärts weisender Vorsprung (34) der elastomeren Bekleidung (19) eingeschnappt ist.

2. Lager- und Dichtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bekleidung (19) einstückig mit der Dichtlippe (16) ausgebildet ist.

3. Lager- und Dichtungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (16) im Radial­ schnitt V-förmig ausgebildet ist, wobei sich radial ge­ genüber der Spitze des "V" eine Spannfeder (23) befindet, und auf der vom Wälzlager (4) abgewandten Seite einstüc­ kig mit einer zweiten Dichtlippe (25) verbunden ist.

4. Lager- und Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (11) eine im Querschnitt L-förmige Armierung (14a) mit aus elastomerem Material bestehender Bekleidung (19) wenig­ stens auf der Außenseite aufweist.