DE4238958C2

DE4238958C2 - Lagerabdichtung für Achsen

Info

Publication number: DE4238958C2
Application number: DE4238958A
Authority: DE
Inventors: Winfried Rechenberg
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Komatsu Mining Germany GmbH
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2012-11-14
Also published as: DE4238958A1; FR2698146B1; FR2698146A1; BE1007605A3; US5407235A

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerabdichtung für Achsen, insbesondere eine Abdichtung eines fettgeschmierten Gleitlagers für einen Bolzen.

Allgemein sind aus dem Stand der Technik Radialwellendichtringe bekannt, die aus einem Dichtring mit einer an der Welle anliegenden Dichtlippe und einer den Dichtring von außen umspannenden Feder bestehen. Der Dichtring ist zentriert in einer Ringnut einer Lagerbohrung des Lagergehäuses angeordnet. Das zwischen der Welle und den Lagern vorhandene Spiel wird über die Elastizität der Dichtlippe und die Vorspannung des Dichtringes über die Feder überbrückt.

Eine Verwendung dieser radialen Wellendichtringe für die Abdichtung von fettgeschmierten Bolzenlagern, die beispielsweise in Auslegern von Baggern eingesetzt werden, erweist sich als nachteilig, da allein das konstruktiv bedingte Spiel der Bolzenverbindung bereits im Grenzbereich des maximal ausgleichbaren Spiels eines Wellendichtringes liegt. Ein geringer Verschleiß der Bolzenlagerung, die mit einer Vergrößerung des Spiels einhergeht, führt unvermeidlich dazu, daß die Dichtlippe des Wellendichtrings das Lagerspiel nicht mehr überbrücken kann und somit durch in das Lager eintretende Verschmutzungen der Verschleiß sprunghaft ansteigt.

Aus der DD 14 251 ist eine Lagerdichtung, vorzugsweise eine Gleitlagerdichtung, für Lager, die einem starken Verschleiß unterworfen sind, wie es bei Rollgängen an Walzwerken der Fall ist, bekannt. Diese Lagerabdichtung weist ein auf der Welle gleitendes und diese umschließendes Dichtungsmittel auf. Das ringförmige Dichtungsmittel ist mit seinem Außenumfang in einer Ringnut eines Ringes gehalten. Der Ring mit dem Dichtungsmittel ist in einer weiteren Nut, die in der Lagerbohrung des Lagergehäuses angeordnet ist, mit einem Schiebesitz radial gleitend angeordnet. Des weiteren ist der Ring in der Nut des Lagergehäuses durch axial angeordnete Stifte geführt, die in radial gerichtete Nuten in den Seitenwänden des Ringes eingreifen. Die Stifte bewirken eine Sicherung des Ringes mit dem Dichtungsmittel gegen Verdrehung in dem Lagergehäuse.

Diese Lagerabdichtung erweist sich konstruktiv als sehr aufwendig, da ein zweiteiliger Aufbau des Dichtungselementes aus dem Ring und dem Dichtungsmittel vorgesehen ist und der Ring zusätzlich radial gerichtete Nuten für die Stifte aufweisen muß, um das Dichtungsmittel gegen Verdrehung zu sichern.

Eine Lagerdichtung der gattungsgemäßen Art ist aus dem DE-GM 77 24 488 bekannt.

Hierbei ist allerdings die Dichtung aus innen spannenden Lamellenringen aufgebaut und dies sind in einer ringförmigen zur Welle hin offenen Ausnehmung ohne Spiel angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerabdichtung für Achsen, insbesondere eine zuverlässige Abdichtung eines fettgeschmierten Gleitlagers für einen Bolzen zu schaffen, die eine kompakte und konstruktiv einfache Bauform bei gleichzeitig hoher Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Lagerabdichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. In den Unteransprüchen 2 bis 8 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Erfindungsgemäß erzielt die Lagerabdichtung durch die Anordnung des Dichtungsringes über einen Preßsitz auf der Achse, daß einerseits eine einwandfreie Abdichtung zwischen der Achse und dem Dichtungsring erreicht und andererseits durch diese drehfeste Anordnung des Dichtungsringes auf der Achse eine aufwendige Verdrehsicherung des Dichtungsringes in der Nut des Lagergehäuses vermieden wird. Derartige Abdichtungen eignen sich besonders für die Lagerung von Bolzen, die nur Schwenk- bzw. langsame Drehbewegungen ausführen. Diese Art der Beanspruchung liegt bei den Bolzenverbindungen zwischen Auslegerteilen von Baggern vor. Die Bildung der Ringnut für den Dichtungsring durch einen in eine einseitig offene ringförmige Ausnehmung des Lagergehäuses eingesetzten Haltering erweist sich als besonders vorteilhaft für die Montage der Dichtung, da diese hierdurch seitlich in die Ausnehmung über die Achse eingeschoben und der Haltering erst anschließend eingesetzt werden kann. Als besonders vorteilhaft ergibt sich, daß die Baugröße des Halte- und des Dichtringes sehr kompakt ist und somit der von handelsüblichen Wellendichtringen entspricht. Hierdurch können diese durch die erfindungsgemäße Lagerabdichtung ersetzt werden. Die Befestigung des Halteringes über eine Dehnpreßverbindung in der Ausnehmung führt zu einer konstruktiven einfachen Ausführung des Halteringes. Der Innendurchmesser des Halteringes, der um den Betrag des maximal zulässigen Spiels der Lagerung größer ist als der Außendurchmesser der Achse, gewährleistet, daß der Haltering auch bei Verschleiß der Lagerschalen gerade nicht an der Achse schleift. Darüber hinaus bietet der so dimensionierte Haltering eine ausreichende Stütz-/Dichtfläche für den anliegenden Dichtungsring. Die Verwendung von Lagerbronze als Werkstoff für den Haltering erweist sich als vorteilhaft, da im Falle eines unvorhergesehenen Verschleißes oder einer Zerstörung der Lagerschale die Achse durch den Haltering nicht beschädigt wird. Die Ausbildung des Halteringes mit einem in Richtung des Inneren des Lagergehäuses weisenden ringförmigen Ansatzes, so daß der Haltering im Querschnitt eine L-förmige Kontur aufweist und die Schenkel des Halterings die Ringnut begrenzen, und die Bemessung der Breite des Halteringes im Bereich des Ansatzes entsprechend der Tiefe der Ausnehmung bietet die Möglichkeit, die Dichtung besonders einfach in das Lagergehäuse einzubauen, da bei Anschlag des Ansatzes an die Innenwand der Ausnehmung eine vordefinierte Breite der Ringnut erhalten wird. Hierdurch ist gewährleistet, daß der Dichtungsring in einer die Dichtungswirkung begünstigenden Gleitsitz- bzw. Schiebesitzpassung eingebaut wird. Die Verwendung von PTFE als Material für den Dichtungsring ermöglicht auch bei Ausfall der Fettschmierung durch seine guten Gleiteigenschaften eine Not-Abdichtung. Außerdem ist der Dichtring an seinen seitlichen Flächen mit je mindestens einer radial ausgerichteten Schmiernut versehen, um das Schmierfett gezielt zwischen den Dichtungsring und die Innenwand der Ausnehmung bzw. die Innenwand des Halteringes zu befördern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Abdichtung für ein fettgeschmiertes Gleitlager eines Bolzens näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Bolzenlagerung,

Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 1 aus dem Bereich der Abdichtung,

Fig. 3 eine Ansicht eines Dichtungsringes,

Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 3 aus dem Bereich einer Schmiernut.

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein fettgeschmiertes Gleitlager 5 einer insbesondere als Bolzen ausgeführten Achse 1 dargestellt. Derartige Bolzenverbindungen werden beispielsweise bei Baggern für die Verbindung der zueinander schwenkbaren Teile eines Auslegers verwendet. Die Achse 1 ist im Bereich ihrer Enden drehfest in den Bohrungen einer Gabel 2 gelagert. Die Gabel 2 ist Bestandteil eines nicht dargestellten Auslegerteils. Zwischen den Wangen der Gabel 2 ist ein als Lasche ausgebildetes Lagergehäuse 3 mit einer Lagerbohrung 4 angeordnet. Die Lasche gehört zu einem weiteren und ebenfalls nicht dargestellten Auslegerteil. In die Lagerbohrung 4 ist ein Gleitlager 5 für die Achse 1 eingeschoben. Jeweils an den stirnseitigen Enden der Lagerbohrung 4 sind Abdichtungen vorgesehen, die bündig mit der Seitenwand des Lagergehäuses 3 abschließen. Die Abdichtung besteht aus einem Dichtungsring 6 und einem Haltering 7.

Die Fig. 2 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 1 aus dem Bereich der Abdichtung. Es ist ersichtlich, daß das Lagergehäuse 3 und das hierin eingesetzte Gleitlager 5 im Bereich des stirnseitigen Endes der Lagerbohrung 4 eine ringförmige Ausnehmung 8 begrenzen. In dieser Ausnehmung 8 sind der Haltering 7 und der Dichtungsring 6 angeordnet. Der Haltering 7 ist im Querschnitt gesehen L-förmig ausgebildet und weist einen in Richtung des Gleitlagers 5 bzw. des Inneren des Lagergehäuses 3 gerichteten Ansatz 9 auf. Der Ansatz 9 bildet den kurzen Schenkel des L-förmigen Halteringes 7. Im Einbauzustand begrenzen die Schenkel des Halteringes 7 nach außen sowie in Radial- und Axialrichtung eine Ringnut 10. Die weiteren Begrenzungsflächen der Ringnut 10 werden durch die stirnseitige, nach außen aus dem Lagergehäuse 3 herausweisende Wand des Gleitlagers 5 und die Oberfläche der Achse 1 gebildet. In der Ringnut 10 ist der Dichtungsring 6 angeordnet, der auf die Achse 1 aufgeschoben und drehfest auf dieser angeordnet ist. Drehfest bedeutet hier, daß der Innendurchmesser des Dichtungsringes 6 gegenüber dem Außendurchmesser der Achse 1 ein Untermaß aufweist. Der Dichtungsring 6 sitzt mit geringem seitlichen Spiel gemäß einer Schiebesitz- bzw. Gleitsitzpassung in der Ringnut 10. In Radialrichtung gesehen ist die Ringnut nicht vollständig von dem Dichtungsring 6 ausgefüllt, so daß dieser zwischen dem Gleitlager 5 und dem Haltering 7 in Radialrichtung gleiten kann. Dieser freie Teil der Ringnut 10 ist im Betriebszustand mit Fett gefüllt.

Des weiteren ist dieser Figur entnehmbar, daß der Innendurchmesser des Halteringes 7 ein größeres Maß als der Außendurchmesser der Achse 1 aufweist, so daß zwischen diesen Bauteilen ein Spiel besteht. Dieses Spiel entspricht etwa dem maximal zulässigen Spiel der Bolzenlagerung, das durch die Abnutzung des Gleitlagers 5 hervorgerufen wird. Die Breite B des Halteringes 7 im Bereich seines Ansatzes 9 entspricht der Tiefe der Ausnehmung 8, so daß im eingebauten Zustand die Außenfläche des Halteringes 7 bündig mit der Seitenfläche des Lagergehäuses 3 abschließt. Des weiteren ist die Breite A des Ansatzes 9 so gewählt, daß im Einbauzustand des Halteringes 7 das Maß für die gewünschte Einbaupassung für den Dichtungsring 6 erreicht wird.

Die Fig. 3 zeigt einen Dichtungsring 6 mit mehreren Schmiernuten 11. Die Schmiernuten 11 sind in Axialrichtung gesehen an der Vorder- und Hinterseite des Dichtungsringes 6 angeordnet und in radialer Richtung ausgerichtet, so daß die Innenfläche des Dichtungsringes 6 mit seiner Außenfläche verbunden wird. Die Schmiernuten 11 sind wechselseitig zueinander versetzt und gleichmäßig auf den Umfang des Dichtungsringes 6 verteilt angeordnet.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung des Dichtungsringes 6 aus dem Bereich einer Schmiernut 11. Es ist ersichtlich, daß die halbkreisförmige Schmiernut 11 die dargestellte Außenfläche des Dichtungsringes 6 mit seiner Innenfläche verbindet.

Bezugszeichenliste

1 Achse
2 Gabel
3 Lagergehäuse
4 Lagerbohrung
5 Gleitlager
6 Dichtungsring
7 Haltering
8 Ausnehmung
9 Ansatz
10 Ringnut
11 Schmiernut
A Breite des Ansatzes
B Breite des Halterings

Claims

1. Lagerabdichtung für Achsen, insbesondere Abdichtung eines fettgeschmierten Gleitlagers für einen Bolzen, mit einem die Achse umschließenden Dichtungsring, der in einer in einem Lagergehäuse angeordneten Ringnut gleitend geführt ist, wobei der Dichtungsring über einen Preßsitz auf der Achse angeordnet ist, die Ringnut aus einer ringförmigen und in Längsrichtung der Achse gesehen einseitig offenen Ausnehmung und einem in die Ausnehmung eingesetzten Haltering für den Dichtungsring gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (6) mit radialem Spiel in der Ringnut (10) geführt ist und daß der Haltering (7) einen seitlich an diesem angeordneten Ansatz (9) aufweist, der zur Mitte des Lagergehäuses (3) gerichtet ist und denselben Außendurchmesser wie der Haltering (7) aufweist und die Breite (B) des Halteringes (7) im Bereich des Ansatzes (9) der in Längsrichtung der Achse (1) gesehenen Tiefe der Ausnehmung (8) entspricht.

2. Lagerabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (7) über eine Dehnpreßverbindung in der Ausnehmung (8) befestigt ist.

3. Lagerabdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (7) einen Innendurchmesser aufweist, der um den Betrag des maximal zulässigen Lagerspiels größer ist als der Außendurchmesser der Achse (1).

4. Lagerabdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (7) aus Lagerbronze ist.

5. Lagerabdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (6) mit geringem Spiel entsprechend einer Schiebesitz- oder Gleitsitzpassung zwischen dem Haltering (7) und der die Ausnehmung begrenzenden Wand des Lagergehäuses (3) angeordnet ist.

6. Lagerabdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (6) und die Ringnut (10) einen recht eckigen Querschnitt aufweisen und die in Längsrichtung der Achse (1) weisenden Flächen die Breitseiten sind.

7. Lagerabdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, daß der Dichtungsring (6) an den in der Ringnut (10) geführten Flächen mindestens je eine Schmiernut aufweist, die radial ausgerichtet ist.

8. Lagerabdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (6) aus PTFE ist.