EP2399040A1 - Abdichtung für ein wälzlager - Google Patents

Abdichtung für ein wälzlager

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Publication number
EP2399040A1
EP2399040A1 EP09799312A EP09799312A EP2399040A1 EP 2399040 A1 EP2399040 A1 EP 2399040A1 EP 09799312 A EP09799312 A EP 09799312A EP 09799312 A EP09799312 A EP 09799312A EP 2399040 A1 EP2399040 A1 EP 2399040A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing
axially
ring
lip
disc
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09799312A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernard Nicola
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2399040A1 publication Critical patent/EP2399040A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
    • F16C33/7859—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a further sealing element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/80—Labyrinth sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
    • F16C13/006—Guiding rollers, wheels or the like, formed by or on the outer element of a single bearing or bearing unit, e.g. two adjacent bearings, whose ratio of length to diameter is generally less than one
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/63—Gears with belts and pulleys

Definitions

  • the present invention relates to a seal for a rolling bearing, comprising an outer bearing ring or a housing, an inner bearing ring, cage-guided rolling elements and with the outer bearing ring or the housing encircling, elastic, a reinforcement having sealing ring, the form-fitting in a receptacle or an annular groove of the outer bearing ring is fixed in position, wherein the sealing ring is provided with a game in an undercut of the inner bearing ring adjacent to the rolling elements engaging first sealing lip and an axially spaced, directed away from the rolling elements, the second sealing lip.
  • the present invention seeks to provide a seal for a rolling bearing, which provides improved protection against the ingress of moisture and foreign bodies in the bearing and an improved discharge of liquid or in the region of the seal Condensate guaranteed.
  • a seal for a rolling bearing of the type mentioned comprising an outer bearing ring or a housing, an inner bearing ring, cage-guided rolling elements, and one with the outer bearing ring or housing encircling, elastic, a reinforcement having sealing ring, the form-fitting in a receptacle or an annular groove of the outer bearing ring is fixed in position, wherein the sealing ring is provided with a play in an undercut of the inner bearing ring, adjacent to the rolling elements engaging first sealing lip and an axially spaced, directed away from the rolling elements second sealing lip, the invention proposes that a rigid sealing disc with at least one inner, axially bent board is pressed onto a cylindrical surface of the inner bearing ring, the second, axially projecting in the direction of the sealing disc sealing lip with an inner surface of the inner, axially bent Bordes the Dichtsche ibe cooperates and a labyrinth gap is formed between an outer axially bent or bent leg of the sealing disc and the seal.
  • the rigid sealing disc which consists of a corrosion-resistant material, such as stainless steel, or at least on the outside is coated corrosion-resistant, for example, galvanized and / or elastomeric is coated, provides a mechanical protection for the existing mainly of a soft-elastic material sealing ring.
  • this seal is simplified, since first the sealing ring can be inserted into the rolling bearing and only then the sealing disc is pressed onto the inner bearing ring, wherein damage to the second sealing lip both during assembly of the sealing ring and when pressing the sealing washer avoided is, since this second sealing lip protrudes substantially horizontally and axially in the direction of the sealing disc and cooperates with the inner surface of the inner, axially bent Bordes the sealing disc.
  • the labyrinth gap formed between the sealing disc and the sealing ring largely prevents the penetration of moisture and particles, but it allows the outflow of moisture or condensate ingress of the rolling bearing, as well as the ejection of moisture and particles penetrated at rotating bearing, since the Rotate sealing ring with the outer bearing ring.
  • the first sealing lip is directed according to an advantageous development of the invention approximately radially inwardly into the undercut and rigid formed so that it at no time, neither at standstill of the bearing or at high speeds, with the wall surfaces of the undercut comes into contact and there none Frictional heat can arise.
  • the second sealing lip protrudes axially approximately horizontally in the direction of the sealing disc and has a flexible edge, wherein it has a sealing edge which at standstill or low rotational speeds of the roller bearing on the cylindrical inner surface of the inner, axially bent towards the Wälz- body Bordes the sealing disc abradingly abuts and is lifted from the inner surface by the centrifugal force at higher speeds. This ensures that at standstill of the bearing no moisture can penetrate into the interior of the bearing, but that during the Rotation of the bearing no or only a slight friction between the sealing edge and the sealing disc occurs and thus no frictional heat and no wear can occur.
  • the labyrinth gap starting from the free space between the sealing disc and the sealing ring, initially extends approximately axially inwardly between an axial projection on the sealing ring and an axially bent leg on the sealing disc, then approximately radially in the direction of the annular groove and finally approximately axially outwardly between the outer race and the axially bent leg.
  • This arrangement ensures safe protection of the sealing ring by the sealing disc and at the same time allows the flow and spewing of moisture and particles from the space between the sealing disc and the sealing ring.
  • the labyrinth gap starting from the free space between the sealing disc and the sealing ring initially approximately radially between the end of a bent leg on the sealing disc and the sealing ring and then approximately axially outwardly between the bent leg on the sealing disc and a extending axially outwardly projecting lip on the sealing ring.
  • the lip of the sealing ring protrudes axially to approximately the outer surface of the sealing disc and forms the labyrinth gap with the bent limb on the sealing disc, without moisture and particles emerging or being ejected through this labyrinth gap with the outer bearing ring in Come in contact.
  • the labyrinth gap Similarly designed is another embodiment of the labyrinth gap, starting from the free space between the sealing disc and the sealing ring initially approximately radially between a bent leg on the sealing washer and the sealing ring and then extends approximately axially outwardly between the end of the cranked leg on the sealing washer and an axially outwardly projecting lip on the sealing ring.
  • the axially outwardly projecting lip on the sealing ring can be made shorter, without thereby affecting the sealing effect in the labyrinth gap.
  • the labyrinth gap and the interaction of the second sealing lip with the axially bent rim of the sealing disc are not influenced by any axial play in the roller bearing.
  • a second labyrinth gap starting from the undercut between an axial projection on the first lip of the sealing ring and an axially projecting into the region of the undercut Projection of the board of the sealing washer initially approximately axially inwardly extending, then approximately radially formed between the end of the supernatant of the board and the sealing lip and finally extending axially outwardly between the board and the Dichtlippenfuß in the direction of the sealing edge on the second sealing lip, so that together with the first labyrinth gap, a safe labyrinth system for sealing the rolling bearing is created.
  • the sealing disc is preferably made of a corrosion-resistant material, such as a hard plastic or stainless steel.
  • the sealing However, only at least on the outside can the pane be corrosion-resistant, for example galvanized or coated with an elastomer.
  • the seal according to the invention can be used for example for a rolling bearing, which is provided in a tensioning roller or a deflection roller of a traction mechanism drive.
  • FIG. 1 shows an axial partial sectional view of a rolling bearing with the seal according to the invention according to a first embodiment
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the seal assembly on the rolling bearing
  • Fig. 3 shows a third variant of the seal assembly.
  • FIG. 1 the structure of a first embodiment of the seal 1 according to the invention for a rolling bearing 2 is shown.
  • the seal 1 comprises a sealing ring 3 which, on an outer circumference, elastically fits into an annular groove 4 of an outer ring.
  • ßeren, encircling Lagerhngs 5 is positionally fixed in position.
  • the circumferential with the bearing ring 5 sealing ring 3 encloses a circular installation space 6 of the rolling bearing 2, in which in a rolling element cage 7 guided rolling elements 8 are inserted, which are guided in raceways of the outer bearing ring 5 and an inner bearing ring 9.
  • the sealing disc 3 made of an elastic sealing material is provided for stiffening with a reinforcement 10, which is designed like a disk.
  • the reinforcement 10 forms a right angle bevelled board 11.
  • the reinforcement 10 has an inwardly inclined leg 12.
  • At the reinforcement 10 of the sealing material of the sealing disc 3 is molded, which surrounds the board 11 and the leg 12 partially.
  • a formed from the sealing material Dichtlippenfuß 13 connects.
  • the Dichtlippenfuß 13 forms the basis for two sealing lips 14 and 15, of which the first sealing lip 14 protrudes into a, introduced into the inner bearing ring 9 undercut 16 without touching it.
  • This first sealing lip 14 is due to their geometry and mass and shape substantially dimensionally stable, so that they at most slightly deformed due to the centrifugal force in rotating rolling bearing 2, without coming into contact with the walls of the undercut 16.
  • the second sealing lip 15 extends approximately horizontally and axially in the direction of a sealing disc 19 and cooperates with its radially inwardly directed sealing edge 17 with a cylindrical inner surface 30 of an approximately right-angled Bordes 20 on the sealing disc 19 together.
  • the sealing lip 15 is flexible against the occurring centrifugal forces, since the transition to the Dichtlippenfuß 13 has a relatively small cross-section and in this area in addition a groove 32 which is directed towards the Dichtlippenfuß 13 is formed.
  • a labyrinth gap 23 is formed, which is narrow and angular enough that virtually no moisture and particles can get into the free space 24 between the sealing ring 3 and the sealing disk 19, but which is far enough to allow moisture or condensate to flow out when the rolling bearing 2 is stationary due to gravity and particles are thrown off, Moisture and condensate during rotation of the rolling bearing 2 to allow.
  • the second sealing lip 15 rests with its sealing edge 17 against the cylindrical inner surface 30 of the rim 20 and seals the undercut 16 and the interior of the rolling bearing 2 safely. If the roller bearing 2 is rotated, the sealing ring 3 rotates with the outer bearing ring 5, so that the sealing edge 17 of the second sealing lip 15 lifts from the cylindrical inner surface 30 of the rim 20 due to the centrifugal force and no or only one in this operating state very low friction between the sealing ring 3 and the sealing washer 19 is given. Due to the arrangement of the first sealing lip 14 in the undercut 16, the substantially horizontal and axially extending second sealing lip 15 and the formation of the labyrinth gap 23, there are no or only extremely small effects of axial play in the rolling bearing 2 on the sealing effect.
  • An additional seal with a lubricant reserve can be given by filling the undercut 16 with lubricating grease.
  • the embodiment of FIG. 2 is basically similar in structure and in the operation comparable to the embodiment of FIG. 1.
  • Der 1 is that a second labyrinth gap 28 between an axial projection 27 on the first lip 26 of the sealing ring 3, a projection 31 on the board 20 of the sealing washer 19, which projects into the region of the undercut 16, and the second sealing lip 15 is provided, the sealing edge 17 in this case, the cylindrical inner surface 30 of the rim 20 also does not touch when the rolling bearing 2.
  • the first labyrinth gap 23 is formed between one end of the radially outer limb 21 of the sealing disc 19 and an axial lip 25 on the sealing ring 3, so that the annular groove 4 of the outer bearing ring 5 serves exclusively for fixing the position of the sealing ring 3.
  • FIG. 3 agrees with respect to the formation and effect of the first and second sealing lip 14, 15 with the embodiment of FIG. 1, while the sealing disc 19 as shown in FIG. 3 has an axially inwardly cranked leg 29, which together with the axial lip 25 on the sealing ring 3, the labyrinth gap 23 limited.
  • an improved mechanical protection of the sealing ring 3 is given by the sealing washer 19 and the outflow of moisture and condensate in the free space 24 between the sealing disc 19 and the sealing ring 3 moisture and condensate at standstill of the rolling bearing 2 and a radial centrifuging of particles, moisture and Ensures condensate in rotating rolling bearing 2 without particles, moisture and / or condensate can get into the interior of the rolling bearing 2.
  • the rolling bearing 2 with its seal 3, 19 is preferably used in a tensioning roller or a deflection roller of a clamping system, with which a traction means of a traction mechanism is biased, wherein the structure of the tensioning roller or pulley comprises a rolling bearing enclosing the running disk, which at the same time the function of the outer , circumferential bearing ring takes over.
  • This use is described in DE 10 2006 025 580 A1, the content of which is completely made the subject of the disclosure.

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Abstract

Abdichtung (1) für ein Wälzlager (2), umfassend einen äußeren Lagerring (5) oder ein Gehäuse, einen inneren Lagerring (9), käfiggeführte Wälzkörper (8) und einen mit dem äußeren Lagerring (5) oder dem Gehäuse umlaufenden, elastischen, eine Armierung (10) aufweisenden Dichtring (3), der formschlüssig in einer Aufnahme oder einer Ringnut (4) des äußeren Lagerrings (5) lagefixiert ist, wobei der Dichtring (3) mit einer spielbehaftet in einen Freistich (16) des inneren Lagerrings (9), benachbart zu den Wälzkörpern (8) eingreifenden ersten Dichtlippe (14, 26) und einer axial beabstandeten, von den Wälzkörpern (8) weggerichteten zweiten Dichtlippe (15) versehen ist. Bei dieser Abdichtung (1) ist eine biegesteife Dichtscheibe (19) mit wenigstens einem inneren, axial abgebogenen Bord (20) auf eine zylindrische Fläche (18) des inneren Lagerrings (9) aufgepresst, wobei die zweite, axial in Richtung der Dichtscheibe (19) hervorstehenden Dichtlippe (15) mit einer Innenfläche (30) des inneren, axial abgebogenen Bordes (20) der Dichtscheibe (19) zusammenwirkt und zwischen einem äußeren, axial abgebogenen oder abgekröpften Schenkel (21, 29) der Dichtscheibe (19) und der Abdichtung (1) ein Labyrinthspalt (23) gebildet ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Abdichtung für ein Wälzlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung für ein Wälzlager, umfassend einen äußeren Lagerring oder ein Gehäuse, einen inneren Lagerring, käfiggeführte Wälzkörper und einen mit dem äußeren Lagerring oder dem Gehäuse umlaufenden, elastischen, eine Armierung aufweisenden Dichtring, der formschlüssig in einer Aufnahme oder einer Ringnut des äußeren Lager- rings lagefixiert ist, wobei der Dichtring mit einer spielbehaftet in einen Freistich des inneren Lagerrings benachbart zu den Wälzkörpern eingreifenden ersten Dichtlippe und einer axial beabstandeten, von den Wälzkörpern weggerichteten, zweiten Dichtlippe versehen ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Abdichtung ist in der DE 103 36 341 A1 beschrieben. Bei dieser Abdichtung ragen beiden Dichtlippen in den Freistich im inneren Lagerring hinein. Um eine sichere Abdichtung gegen eindringende Feuchtigkeit beim Stillstand des Wälzlagers zu gewährleisten, muss eine Dichtlippe an der äußeren Wandung des Freistichs axial abgestützt sein. Um die Reibung bei hohen Drehzahlen zu vermindern, bildet die Masse dieser Dichtlippe einen Massenschwerpunkt, und die im Massenschwerpunkt angreifende Fliehkraft soll eine Verringerung des Anpressdrucks an die äußere Wandung des Freistichs be- wirken.
Diese Abdichtung hat sich im Betrieb bewährt, sie ist jedoch verbesserungswürdig im Hinblick auf die Ableitung von eingedrungenem Spritzwasser oder Kondenswasser und im Hinblick auf den Schutz vor dem Eindringen von und/oder den Schutz gegen Fremdkörper.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von dem vorstehend erörterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung für ein Wälzlager zu schaffen, die einen verbesserten Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Fremdkörper in das Wälzlager sowie eine verbesserte Ableitung von in den Bereich der Abdichtung gelangte Flüssigkeit oder Kondensat gewährleistet.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von einer Abdichtung für ein Wälzlager der eingangs erwähnten Art, umfassend einen äußeren Lagerring oder ein Gehäuse, einen inneren Lagerring, käfiggeführte Wälzkörper, und einen mit dem äußeren Lagerring oder Gehäuse umlaufenden, elastischen, eine Armierung aufweisenden Dichtring, der formschlüssig in einer Aufnahme oder einer Ringnut des äußeren Lagerrings lagefixiert ist, wobei der Dichtring mit einer spielbehaftet in einen Freistich des inneren Lagerrings, benachbart zu den Wälzkörpern eingreifenden ersten Dichtlippe und einer axial beabstandeten, von den Wälzkörpern weggerichteten zweiten Dichtlippe versehen ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine biegesteife Dichtscheibe mit wenigstens einem inneren, axial abgebogenen Bord auf eine zylindrische Fläche des inneren Lagerrings aufgepresst ist, die zweite, axial in Richtung der Dichtscheibe hervorstehende Dichtlippe mit einer Innenfläche des inneren, axial abgebogenen Bordes der Dichtscheibe zusammenwirkt und zwischen einem äußeren axial abgebogenen oder abgekröpften Schenkel der Dichtscheibe und der Abdichtung ein Labyrinthspalt gebildet ist.
Die biegesteife Dichtscheibe, welche aus einem korrosionsfesten Material, beispielsweise nicht rostendem Stahl, besteht, oder wenigstens auf der Außenseite korrosionsfest beschichtet ist, beispielsweise verzinkt und/oder elastomer- beschichtet ist, bietet einen mechanischen Schutz für den überwiegend aus einem weich-elastischem Material bestehenden Dichtring.
Des Weiteren ist die Montage dieser Abdichtung vereinfacht, da sich zunächst der Dichtring in das Wälzlager einsetzen lässt und erst danach die Dichtscheibe auf den inneren Lagerring aufgepresst wird, wobei eine Beschädigung der zweiten Dichtlippe sowohl bei der Montage des Dichtrings als auch beim Aufpressen der Dichtscheibe vermieden wird, da diese zweite Dichtlippe im Wesentlichen waagerecht sowie axial in Richtung der Dichtscheibe hervorsteht und mit der Innenfläche des inneren, axial abgebogenen Bordes der Dichtscheibe zusammenwirkt.
Der zwischen der Dichtscheibe und dem Dichtring gebildete Labyrinthspalt verhindert weitgehend das Eindringen von Feuchtigkeit und Partikel, er lässt aber das Abfließen von eingedrungener Feuchtigkeit oder Kondensat bei Stillstand des Wälzlagers zu, ebenso das Abschleudern von eingedrungener Feuchtigkeit und Partikeln bei sich drehendem Wälzlager, da sich der Dichtring mit dem äußeren Lagerring mitdreht.
Die erste Dichtlippe ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung etwa radial nach innen in den Freistich gerichtet und biegesteif ausgebildet, so dass sie zu keinem Zeitpunkt, weder im Stillstand des Wälzlagers noch bei hohen Drehzahlen, mit den Wandflächen des Freistichs in Berührung kommt und dort keine Reibungswärme entstehen kann.
Bevorzugt steht die zweite Dichtlippe etwa waagerecht in Richtung zu der Dichtscheibe axial hervor und ist biegeweich ausgebildet, wobei sie eine Dichtkante aufweist, die beim Stillstand oder niedrigen Drehzahlen des Wälzlagers an der zylindrischen Innenfläche des inneren, axial in Richtung auf die Wälz- körper abgebogenen Bordes der Dichtscheibe schleifend anliegt und von der Innenfläche durch die Fliehkraft bei höheren Drehzahlen abgehoben wird. Hierdurch ist gewährleistet, dass bei Stillstand des Wälzlagers keine Feuchtigkeit in das Innere des Wälzlagers eindringen kann, dass aber während der Drehung des Wälzlagers keine oder nur eine geringe Reibung zwischen der Dichtkante und der Dichtscheibe auftritt und somit kein Reibungswärme sowie kein Verschleiß entstehen können.
Dreht sich das Wälzlager und mit ihm der Dichtring, so werden Feuchtigkeit und Partikel durch die Fliehkraft radial nach außen geschleudert und verlassen den Freiraum zwischen dem Dichtring und der Dichtscheibe über den bereits erwähnten Labyrinthspalt. Diese Fliehkraft verhindert auch, dass Feuchtigkeit und Partikel von diesem Freiraum in das Lagerinnere gelangen können.
Gemäß einer ersten Ausführungsform verläuft der Labyrinthspalt, ausgehend von dem Freiraum zwischen der Dichtscheibe und dem Dichtring, zunächst etwa axial nach innen zwischen einem axialen Vorsprung am Dichtring und einem axial abgebogenen Schenkel an der Dichtscheibe, dann etwa radial in Richtung der Ringnut und schließlich etwa axial nach außen zwischen dem äußeren Lagerring und dem axial abgebogenen Schenkel. Diese Anordnung gewährleistet einen sicheren Schutz des Dichtrings durch die Dichtscheibe und erlaubt gleichzeitig das Abfließen und Abschleudern von Feuchtigkeit und Partikeln aus dem Freiraum zwischen der Dichtscheibe und dem Dichtring.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann der Labyrinthspalt, ausgehend von dem Freiraum zwischen der Dichtscheibe und dem Dichtring zunächst etwa radial zwischen dem Ende eines abgebogenen Schenkels an der Dichtscheibe sowie dem Dichtring und dann etwa axial nach außen zwischen dem abgebo- genen Schenkel an der Dichtscheibe und einer axial nach außen hervorstehenden Lippe am Dichtring verlaufen. In diesem Fall ragt die Lippe des Dichtrings bis etwa zur Außenfläche der Dichtscheibe axial vor und bildet mit dem abgebogenen Schenkel an der Dichtscheibe den Labyrinthspalt, ohne dass Feuchtigkeit und Partikel, die durch diesen Labyrinthspalt austreten oder abge- schleudert werden, mit dem äußeren Lagerring in Berührung kommen.
Ähnlich gestaltet ist eine weitere Ausführungsform des Labyrinthspalts, der, ausgehend von dem Freiraum zwischen der Dichtscheibe und dem Dichtring zunächst etwa radial zwischen einem abgekröpften Schenkel an der Dichtscheibe sowie dem Dichtring und dann etwa axial nach außen zwischen dem Ende des abgekröpften Schenkels an der Dichtscheibe und einer axial nach außen hervorstehenden Lippe am Dichtring verläuft. Durch die Abkröpfung der Dichtscheibe kann die axial nach außen hervorstehende Lippe am Dichtring kürzer ausgebildet werden, ohne dass dadurch die Dichtwirkung im Labyrinthspalt beeinträchtigt wird.
Bei allen Ausführungsformen ist vorteilhaft, dass der Labyrinthspalt und das Zusammenwirken der zweiten Dichtlippe mit dem axial abgebogenen Bord der Dichtscheibe nicht durch etwaiges Axialspiel im Wälzlager beeinflusst werden.
Wenn überhaupt keine Berührung zwischen der zweiten Dichtlippe und dem abgebogenen Bord der Dichtscheibe gewünscht wird, kann gemäß einer weite- ren Ausführungsform ein zweiter Labyrinthspalt, ausgehend vom Freistich zwischen einem axialen Vorsprung an der ersten Lippe des Dichtrings und einem axial in den Bereich des Freistichs ragenden Überstand des Bordes der Dichtscheibe zunächst etwa axial nach innen verlaufend, dann etwa radial zwischen dem Ende des Überstandes des Bordes und der Dichtlippe sowie schließlich etwa axial nach außen zwischen dem Bord und dem Dichtlippenfuß in Richtung der Dichtkante an der zweiten Dichtlippe verlaufend ausgebildet sein, so dass zusammen mit dem ersten Labyrinthspalt ein sicheres Labyrinthsystem zum Abdichten des Wälzlagers geschaffen ist.
Um in dem Freiraum zwischen der Dichtscheibe und dem Dichtring angesammelte Feuchtigkeit sicher aufzufangen und bei Stillstand nach unten aus dem Wälzlager abzuleiten bzw. bei sich drehenden Wälzlagern durch die Fliehkraft radial abzuschleudern, kann im Übergang von der zweiten Dichtlippe zum Dichtlippenfuß eine Rille ausgebildet sein, die zusätzlich zur Biegeweichheit der zweiten Dichtlippe beiträgt.
Die Dichtscheibe besteht vorzugsweise aus einem korrosionsfesten Material, beispielsweise einem Hartkunststoff oder aus nicht rostendem Stahl. Die Dicht- Scheibe kann jedoch auch nur wenigstens auf der Außenseite korrosionsfest beschichtet sein, beispielsweise verzinkt sein oder mit einem Elastomer beschichtet sein.
Die erfindungsgemäße Abdichtung ist beispielsweise für ein Wälzlager nutzbar, das in einer Spannrolle oder einer Umlenkrolle eines Zugmitteltriebes vorgesehen ist.
Zur Bauteiloptimierung bietet es sich an, die erfindungsgemäße Abdichtung unmittelbar einer Laufscheibe der Spannrolle oder der Umlenkrolle zuzuordnen. Dazu ist der Dichtring drehstarr mit der an einem Zugmittel abgestützten Laufscheibe verbunden, die gleichzeitig die Funktion des äußeren rotierenden Lagerrings des Wälzlagers übernimmt. Eine derartige Anordnung ist in der DE 10 2006 025 580 A1 beschrieben, deren Inhalt hier vollständig zum Gegens- tand der Offenbarung gemacht ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an eini- gen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 eine axiale Teilschnittansicht eines Wälzlagers mit der erfindungsgemäßen Abdichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Dichtungsanordnung am Wälzlager, und
Fig. 3 eine dritte Variante der Dichtungsanordnung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In Fig. 1 ist der Aufbau einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdichtung 1 für ein Wälzlager 2 dargestellt. Die Abdichtung 1 umfasst einen Dichtring 3, der an einem Außenumfang elastisch in eine Ringnut 4 eines äu- ßeren, umlaufenden Lagerhngs 5 formschlüssig lagefixiert ist. Der mit dem Lagerring 5 umlaufende Dichtring 3 umschließt einen kreisförmigen Einbauraum 6 des Wälzlagers 2, in dem in einem Wälzkörperkäfig 7 geführte Wälzkörper 8 eingesetzt sind, die in Laufbahnen des äußeren Lagerrings 5 und ei- nes inneren Lagerrings 9 geführt sind.
Die aus einem elastischen Dichtwerkstoff hergestellte Dichtscheibe 3 ist zur Versteifung mit einer Armierung 10 versehen, die scheibenartig gestaltet ist. In Richtung des äußeren Lagerrings 5 bildet die Armierung 10 einen rechtwinklig abgekanteten Bord 11. In Richtung zum inneren Lagerring 9 weist die Armierung 10 einen nach innen geneigten Schenkel 12 auf. An die Armierung 10 ist der Dichtwerkstoff der Dichtscheibe 3 angespritzt, welcher den Bord 11 und den Schenkel 12 bereichsweise umgreift.
An dem freien Ende des radial inneren Schenkels 12 schließt sich ein aus dem Dichtwerkstoff gebildeter Dichtlippenfuß 13 an. Der Dichtlippenfuß 13 bildet die Basis für zwei Dichtlippen 14 und 15, von denen die erste Dichtlippe 14 in einen, in dem inneren Lagerring 9 eingebrachten Freistich 16 hineinragt, ohne diesen zu berühren. Diese erste Dichtlippe 14 ist aufgrund ihrer Geometrie und Masse sowie Gestalt im Wesentlichen formsteif, so dass sie sich aufgrund der Fliehkraft bei sich drehendem Wälzlager 2 allenfalls geringfügig verformt, ohne mit den Wandungen des Freistichs 16 in Berührung zu kommen.
Die zweite Dichtlippe 15 verläuft etwa waagerecht und axial in Richtung zu einer Dichtscheibe 19 und wirkt mit ihrer radial nach innen gerichteten Dichtkante 17 mit einer zylindrischen Innenfläche 30 eines etwa rechtwinklig abgebogenen Bordes 20 an der Dichtscheibe 19 zusammen.
Die Dichtlippe 15 ist gegenüber den auftretenden Fliehkräften biegeweich, da der Übergang zum Dichtlippenfuß 13 einen verhältnismäßig geringen Querschnitt aufweist und in diesem Bereich zusätzlich eine Rille 32, die zum Dichtlippenfuß 13 hin gerichtet ist, ausgebildet ist. Zwischen einem von den Wälzkörpern 8 wegweisenden axialen Vorsprung 22 am Dichtring 3, einem nach axial innen abgebogenen Schenkel 21 an der Dichtscheibe 19, der Ringnut 4 und dem axialen Auslauf des äußeren Lagerrings 5 ist ein Labyrinthspalt 23 gebildet, der eng und verwinkelt genug ist, dass praktisch keine Feuchtigkeit und Partikel in den Freiraum 24 zwischen dem Dichtring 3 und der Dichtscheibe 19 gelangen können, der aber weit genug ist, um ein Abfließen von Feuchtigkeit oder Kondensat bei Stillstand des Wälzlagers 2 aufgrund der Schwerkraft nach unten und ein Abschleudern von Partikeln, Feuchtigkeit und Kondensat während der Drehung des Wälzlagers 2 zu erlauben.
Bei Stillstand des Wälzlagers 2 liegt die zweite Dichtlippe 15 mit ihrer Dichtkante 17 an der zylindrischen Innenfläche 30 des Bordes 20 an und dichtet den Freistich 16 sowie das Innere des Wälzlagers 2 sicher ab. Wird das Wälzla- ger 2 in Drehung versetzt, rotiert der Dichtring 3 mit dem äußeren Lagerring 5, so dass die Dichtkante 17 der zweiten Dichtlippe 15 auf Grund der Fliehkraft von der zylindrischen Innenfläche 30 des Bordes 20 abhebt und in diesem Betriebszustand keine oder nur eine sehr geringe Reibung zwischen dem Dichtring 3 und der Dichtscheibe 19 gegeben ist. Aufgrund der Anordnung der ers- ten Dichtlippe 14 im Freistich 16, der im Wesentlichen waagerecht und axial verlaufenden zweiten Dichtlippe 15 und der Ausbildung des Labyrinthspalts 23 sind keine oder nur äußerst geringe Auswirkungen eines Axialspiels im Wälzlager 2 auf die Dichtwirkung gegeben.
Öl oder Fett, das von den Wälzkörpern 8 in Richtung des Dichtrings 3 gelangt, wird durch die erste Dichtlippe 14 aufgefangen und aufgrund der Fliehkraftwirkung bei sich drehendem Wälzlager 2 zu den Wälzkörpern 8 zurückgefördert.
Eine zusätzliche Abdichtung mit einer Schmierstoffreserve kann dadurch gege- ben sein, dass der Freistich 16 mit Schmierfett gefüllt ist.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut und in der Wirkungsweise vergleichbar mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 besteht darin, dass ein zweiter Labyrinthspalt 28 zwischen einem axialen Vorsprung 27 an der ersten Lippe 26 des Dichtrings 3, einem Überstand 31 am Bord 20 der Dichtscheibe 19, der in den Bereich des Freistichs 16 hineinragt, und der zwei- ten Dichtlippe 15 vorgesehen ist, deren Dichtkante 17 in diesem Fall die zylindrische Innenfläche 30 des Bordes 20 auch nicht bei Stillstand des Wälzlagers 2 berührt. Des Weiteren ist der erste Labyrinthspalt 23 zwischen einem Ende des radial äußeren Schenkels 21 der Dichtscheibe 19 und einer axialen Lippe 25 am Dichtring 3 ausgebildet, so dass die Ringnut 4 des äußeren Lagerringes 5 ausschließlich zur Lagefixierung des Dichtrings 3 dient.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 stimmt hinsichtlich der Ausbildung und Wirkung der ersten und zweiten Dichtlippe 14, 15 mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 überein, während die Dichtscheibe 19 gemäß Fig. 3 einen nach axial innen abgekröpften Schenkel 29 aufweist, der zusammen mit der axialen Lippe 25 am Dichtring 3 den Labyrinthspalt 23 begrenzt.
Bei allen Ausführungsformen ist ein verbesserter mechanischer Schutz des Dichtrings 3 durch die Dichtscheibe 19 gegeben und der Abfluss von in den Freiraum 24 zwischen der Dichtscheibe 19 und dem Dichtring 3 eingedrungener Feuchtigkeit und Kondensat bei Stillstand des Wälzlagers 2 sowie ein radiales Abschleudern von Partikeln, Feuchtigkeit und Kondensat bei sich drehendem Wälzlager 2 gewährleistet, ohne dass Partikel, Feuchtigkeit und/oder Kondensat in das Innere des Wälzlagers 2 gelangen können.
Das Wälzlager 2 mit seiner Abdichtung 3, 19 ist vorzugsweise in einer Spannrolle oder einer Umlenkrolle eines Spannsystems eingesetzt, mit dem ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes vorgespannt wird, wobei der Aufbau der Spannrolle oder Umlenkrolle eine das Wälzlager umschließende Laufscheibe umfasst, die gleichzeitig die Funktion des äußeren, umlaufenden Lagerrings übernimmt. Diese Verwendung ist in der DE 10 2006 025 580 A1 beschrieben, deren Inhalt hier vollständig zum Gegenstand der Offenbarung gemacht ist. Bezugszeichenliste
Abdichtung 32 Rille
Wälzlager
Dichtring
Ringnut
Äußerer Lagerring
Einbauraum
Wälzkörperkäfig
Wälzkörper
Innerer Lagerring
Armierung
Bord
Schenkel
Dichtlippenfuß
Erste Dichtlippe
Zweite Dichtlippe
Freistich
Dichtkante
Zylindrische Fläche
Dichtscheibe
Bord
Schenkel
Axialer Vorsprung
Labyrinthspalt
Freiraum
Axiale Lippe
Erste Lippe
Axialer Vorsprung
Labyrinthspalt
Abgekröpfter Schenkel
Zylindrische Innenfläche
Überstand

Claims

Patentansprüche
1. Abdichtung (1 ) für ein Wälzlager (2), umfassend einen äußeren Lagerring (5) oder ein Gehäuse, einen inneren Lagerring (9), käfiggeführte Wälzkörper (8) und einen mit dem äußeren Lagerring (5) oder dem Gehäuse umlaufenden, elastischen, eine Armierung (10) aufweisenden Dichtring (3), der formschlüssig in einer Aufnahme oder einer Ringnut (4) des äußeren Lagerrings (5) lagefixiert ist, wobei der Dichtring (3) mit einer spielbehaftet in einen Freistich (16) des inneren Lager- rings (9), benachbart zu den Wälzkörpern (8) eingreifenden, ersten
Dichtlippe (14, 26) und einer axial beabstandeten, von den Wälzkörpern (8) weggerichteten zweiten Dichtlippe (15) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine biegesteife Dichtscheibe (19) mit wenigstens einem inneren, axial abgebogenen Bord (20) auf eine zylindrische Fläche (18) des inneren Lagerrings (9) aufgepresst ist, die zweite, axial in Richtung der Dichtscheibe (19) hervorstehenden Dichtlippe (15) mit einer Innenfläche (30) des inneren, axial abgebogenen Bordes (20) der Dichtscheibe (19) zusammenwirkt und zwischen einem äußeren, axial abgebogenen oder abgekröpften Schenkel (21 , 29) der Dichtschei- be (19) und der Abdichtung (1 ) ein Labyrinthspalt (23) gebildet ist.
2. Abdichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (14, 26) etwa radial nach innen in den Freistich (16) gerichtet und biegesteif ausgebildet ist.
3. Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtlippe (15) etwa waagerecht in Richtung zu der Dichtscheibe (19) hervorsteht und biegeweich ausgebildet ist.
4. Abdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtlippe (15) eine Dichtkante (17) aufweist, die bei Stillstand oder niedrigen Drehzahlen des Wälzlagers (2) an der zylindrischen Innenfläche (30) des inneren, axial abgebogenen Bordes (20 der Dichtschei- be (19) schleifend anliegt und von der Innenfläche (30) durch die Fliehkraft bei höheren Drehzahlen abgehoben wird.
5. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich- net, dass der Labyrinthspalt (23), ausgehend von einem Freiraum (24) zwischen der Dichtscheibe (19) und dem Dichtring (3) zunächst etwa axial nach innen zwischen einem axialen Vorsprung (22) am Dichtring (3) und einem axial abgebogenen Schenkel (21 ) an der Dichtscheibe (19), dann etwa radial in Richtung der Ringnut (4) und schließlich et- wa axial nach außen zwischen dem äußeren Lagerring (5) und dem axial abgebogenen Schenkel (21 ) verläuft.
6. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Labyrinthspalt (23), ausgehend von einem Freiraum (24) zwischen der Dichtscheibe (19) und dem Dichtring (3) zunächst etwa radial zwischen dem Ende eines abgebogenen Schenkels (21 ) an der Dichtscheibe (19) sowie dem Dichtring (3) und dann etwa axial nach außen zwischen dem abgebogenen Schenkel (21 ) und eine axial nach außen hervorstehende Lippe (25) am Dichtring (3) verläuft.
7. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Labyrinthspalt (23), ausgehend von einem Freiraum (24) zwischen der Dichtscheibe (19) und dem Dichtring (3) zunächst etwa radial zwischen einem abgekröpften Schenkel (29) an der Dichtschei- be (19) und dem Dichtring (3) und dann etwa axial nach außen zwischen dem Ende des abgekröpften Schenkels (29) an der Dichtscheibe (19) und einer axial nach außen hervorstehende Lippe (25) am Dichtring (3) verläuft.
8. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Labyrinthspalt (28), ausgehend vom Freistich (16) zwischen einem axialen Vorsprung (27) einer ersten Lippe (26) des Dichtrings (3) und einem axial in den Bereich des Freistichs (16) ragen- den Überstandes (31 ) des Bordes (20) der Dichtscheibe (19) zunächst etwa axial nach innen verlaufend, dann etwa radial zwischen dem Ende des Überstandes (31 ) des Bordes (20) der Dichtscheibe (19) und dem Dichtring (3) und schließlich etwa axial nach außen zwischen dem Bord (20) und dem Dichtlippenfuß (13) in Richtung der Dichtkante (17) einer zweiten Dichtlippe (15) verlaufend ausgebildet ist.
9. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergang von der zweiten Dichtlippe (15) zum Dichtlippen- fuß (13) eine Rille (32) ausgebildet ist.
10. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (19) aus einem korrosionsfesten Material besteht.
11. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (19) wenigstens auf der Außenseite korrosionsfest beschichtet ist.
12. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (2) in einer Spannrolle oder einer Umlenkrolle eines Spannsystems eingesetzt ist, mit dem ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes vorgespannt wird.
13. Abdichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau der Spannrolle oder Umlenkrolle eine das Wälzlager (2) umschließende Laufscheibe umfasst, die gleichzeitig die Funktion des äußeren, umlaufenden Lagerrings (5) übernimmt.
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