DE9400995U1

DE9400995U1 - Dichtungssystem

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Publication number: DE9400995U1
Application number: DE9400995U
Authority: DE
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1994-01-21
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2004-01-22
Also published as: US5487611A

Description

FAG Kugelfischer Georg Schäfer FR-278WL-ad-f1

Aktiengesellschaft 20. Januar 1994

Dichtungssystem

Die Neuerung betrifft ein Dichtungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Dichtungssysteme finden vorzugsweise bei Radsatzlagern für Schienenfahrzeuge Verwendung und dienen zur Abdichtung gegen Schmutz, Schmutzwasser und zur Vermeidung von Kondenswasserbildung im Lager. Dabei wird bei hohen Drehzahlen ein reibungsarmes Dichtsystem gefordert, das aber auch bei niedrigen Drehzahlen eine gute Dichtwirkung besitzt und auch beim Stillstand, z.B. bei der Fahrzeugreinigung in Waschstraßen, dicht ist.

Aus der GB-PS 20 16 095 ist eine Radsatzlagerung bekannt, bei der am Lageraußenring ein mit Gummi ummantelter Dichtring befestigt ist, der einen sich axial erstreckenden Bereich aufweist, welcher in eine Dichtlippe übergeht. Die Dichtlippe läuft an einer auf der Welle angeordneten Kappe an und bildet mit dieser eine nach außen offene Kammer. Nach innen ergibt sich mit einer auf der Welle angeordneten Buchse ein Dichtspalt.

Nachteilig dabei ist, daß in die nach außen offene Kammer Schmutz eindringen kann, welcher die Dichtlippe beschädigt.

Es ist deshalb Aufgabe der Neuerung, ein Dichtungssystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß in allen Betriebszuständen eine zuverlässige Abdichtung der Lager erzielt wird, wobei sowohl das Austre-

ten von Fett aus dem Lager, als auch das Eindringen von Schmutz oder Wasser in das Lager vermieden wird. Dabei soll das Dichtsystem reibungsarm sein und auch bei beidseitig abgedichteten Lagern vermieden werden, daß der im Betrieb durch Erwärmung im Lager entstehende überdruck der sich beim Stillstand infolge der Abkühlung in Unterdruck verwandelt feuchte Luft einsaugt und sich damit Kondenswasserbildung im Lager ergibt.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2-4 angegeben.

Durch die Bildung einer Fangrinne und mehrerer Fangkammern als Vordichtung wird die schleifende Dichtlippe aus Elastomer vor gebrauchsdauerreduzierenden Einflüssen durch Schmutz und Reinigungswasser geschützt. Die Fangrinnen und Fangkammern erfahren im Betrieb keine Veränderung, womit ihre Funktion langfristig sichergestellt ist. Ein Wassereintritt in die Fangkammern wird durch Dichtspalte und mitdrehende Schleuderscheiben weiter erschwert. Bei den Anwendungen mit drehendem Innenring wird die schleifende Dichtlippe mit steigender Drehzahl durch den Fliehkrafteinfluß entlastet, wodurch sich eine drehzahlabhängige Reduzierung von Dichtungsreibung und Dichtstellenerwärmung bzw. Lagererwärmung ergibt. Dadurch erhöht sich die Gebrauchsdauer von Dichtlippe und Lager. Dies gilt auch bei der Anwendung mit drehendem Außenring. Zur Unterstützung der Dichtwirkung ist zwischen der Elastomer-Dichtung und dem Lager ein ölgetränkter Filzring vorgesehen, der den Schmutzeintritt in das Lager und den Fettaustritt aus dem Lager erschwert. Zur Schmierung der Dichtlippe wird zwischen Filzring und Dichtlippe Fett eingebracht, was die Dichtlippengebrauchsdauer weiter erhöht. Die Anordnung

der Buchse auf der Welle mit Preßpassung sichert gegen ein Verdrehen (Wandern) und ermöglicht eine gute Wärmeabfuhr der bei der Dichtlippe und dem Filzring entstehenden Reibungswärme, was deren Gebrauchsdauer positiv beeinflußt.

Bei beidseitig abgedichteten Lagerstellen entsteht bei Betrieb im Lager durch Erwärmung ein Überdruck, der sich zum Teil über die Elastomer-Dichtlippe abbauen kann. Bei Stillstand und Abkühlung entsteht dann im Lager ein Unterdruck. Um zu vermeiden, daß feuchte Luft mit Kondenswasserbildung ins Lager gelangt, sind auch die statischen Sitze wirkungsvoll abgedichtet, indem die Buchse einen O-Ring aufweist und der Dichtring mit einer Schicht elastischem Dichtlack am Lageraußenring angeordnet ist. Die Elastomer-Dichtlippen schließen bei Unterdruck im Lager und niedrigen Drehzahlen ventilartig.

Zur Vermeidung von Korrosion mit Rostunterwanderung im Bereich des Dichtungssitzes am Lageraußenring ist der Bohrungsdurchmesser des axialen Abstützelementes konisch ausgebildet, so daß hier kein Wasserstau (Wassersack) auftreten kann. Die metallischen Anlaufflächen für die schleifende Dichtlippe und für den Filzring sind aus nichtrostenden Werkstoffen gefertigt bzw. beschichtet. Als Maßnahmen zur Vermeidung einer Dichtlippenbeschädigung durch Anfrieren der Dichtlippe bei Kälte in Verbindung mit Wasser an der Anlauffläche im Stillstand und anschließendem Anlauf ist vorgesehen, die Lauffläche und/oder die Dichtlippe im Kontaktbereich mit einem geeigneten Werkstoff z.B. PTFE zu beschichten oder zu belegen. Auch die Wahl eines geeigneten Elastomers das nicht an der Lauffläche anfriert ist möglich.

-A-

Die Neuerung soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch ein neuerungsgemäßes Dichtungssystem mit drehendem Innenring.

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch ein neuerungsgemäßes Dichtungssystem mit drehendem Außenring.

In Fig. 1 ist die Welle mit 1 bezeichnet. Auf ihr befindet sich das als zweireihiges Kegelrollenlager ausgebildete Radsatzlager, welches aus dem Innenring 2, den Rollkörpern 3 und dem Außenring 4 besteht. Im Außenring 4 ist der Dichtring 5 befestigt, der abgestuft ausgebildet ist und in seiner Bohrung den Filzring 6 aufnimmt. Ein axialer Bereich 7 erstreckt sich bis zur Dichtkappe 8 und bildet mit dieser einen Dichtspalt 9.

Die Dichtkappe 8 ist zusammen mit der Buchse 10 auf der Welle 1 angeordnet, wobei die Buchse 10 als Anlauffläche für den Filzring 6 dient und zur Welle 1 hin mit einem O-Ring 10' abgedichtet ist. Neben dem Filzring 6 ist auf der Buchse 10 der Dichtring 11 mit seiner Dichtlippe 12 angeordnet, die axial an dem abgestuften Dichtring 5 anläuft. In den Dichtring 11 ist eine Schleuderscheibe 13 integriert, die zusammen mit dem axialen Bereich 7 einen weiteren Dichtspalt 14 bildet. Beiderseits des Filzringes 6 befinden sich Fettkammern 15 und 16. Die Schleuderscheibe 13 teilt die Bohrung des axialen Bereichs 7 in zwei Fangkammern 17 und 18 auf, in denen der etwa doch noch über die Dichtspalte 9 und 14 eingedrungene Schmutz und das Wasser zurückgehalten und auf der Unterseite abgeleitet werden. Ein axiales Abstützelement 19 für den Lageraußenring 4 ist mit einer konischen Bohrung versehen, welche mit dem axialen Bereich 7 und der Dichtkappe 8 eine Fangrinne 20 bildet, in welcher Schmutz und Wasser aufgefangen und abgeleitet werden. Um zu

verhindern, daß Wasser sich im Bereich des Außenrings festsetzt und zu Korrosion führt, ist der Bohrungsdurchmesser des axialen Abstützelementes 19 konisch ausgebildet. Der kleinste Bohrungsdurchmesser ist größer ausgeführt als der Sitzdurchmesser der Dichtung 5 im Außenring 4. Zur Unterbindung von Kondenswasserbildung im Lager sind die beiden statischen Dichtstellen Buchse 10 zu Welle 1 mit einem O-Ring 10' und Dichtring 5 zu Außenring 4 mit elastischem Dichtlack 21 abgedichtet.

Fig. 2 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie Fig. 1. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Bei dieser Ausführung ist der axiale Bereich 7 mit dem Dichtring 5 einstückig ausgebildet, während die Schleuderscheibe 13 gegenüber dem Dichtring 11 als separates Teil ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich eine weitere Fangkammer 22 und ein weiterer Dichtspalt 23.

Claims

FAG Kugelfischer Georg Schäfer FR-278WL-ad-f1 Aktiengesellschaft 20. Januar 1994 Schutzansprüche

1. Dichtungssystem für Wälzlager, vorzugsweise für Radsatzlager von Schienenfahrzeugen, mit einem am Lageraußenring angeordneten Dichtring, der mit einer auf der Welle bzw. Achse angeordneten Dichtkappe zusammenwirkt und eine oder mehrere Dichtlippen (Dichtungen) und/oder Dichtspalte und mehrere Fangrinnen oder Fangkammern aufweist sowie mit Schleuderscheiben versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der im Außenring (4) des Wälzlagers befestigte Dichtring (5) sich mit einem axialen (integrierten) Bereich (7) bis zur Dichtkappe (8) erstreckt, mit der er einen Dichtspalt (9) bildet,

daß in der Bohrung des axialen Bereichs (7) axial vor dem Wälzlager ein Filzring (6) angeordnet ist, neben dem sich ein mit einer Axial-oder Radiallippe (12) versehener Dichtring (11) befindet, und danach eine Schleuderscheibe (13) angeordnet ist,
daß beiderseits des Filzringes (6) mit Fett gefüllte Kammern (15,16) vorgesehen sind und daß die Schleuderscheibe (13) in Verbindung mit der Dichtkappe (8) und dem axialen Bereich (7) mehrere Dichtspalte (9,14,23) und/oder Fangkammern (17,18,22) bzw. Fangrinnen (20) bilden.

2. Dichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Filzring (6), Dichtring (11) und Schleuderscheibe (13) auf einer sich an den

Lagerinnenring (2) anschließenden Buchse (10) angeordnet sind bzw. dieser gegenüberstehen.

3. Dichtungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Buchse (10) gegenüber der Welle bzw. Achse (1) mit einem O-Ring (10') abgedichtet ist.

4. Dichtungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich des Außenrings(4) der Dichtring (5) mit einer Schicht Dichtlack (21) versehen ist.