EP2603708A1 - Dichtungsanordnung für wälzlager - Google Patents

Dichtungsanordnung für wälzlager

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EP2603708A1
EP2603708A1 EP11724162.0A EP11724162A EP2603708A1 EP 2603708 A1 EP2603708 A1 EP 2603708A1 EP 11724162 A EP11724162 A EP 11724162A EP 2603708 A1 EP2603708 A1 EP 2603708A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing
bearing
gutter
piece
sealing arrangement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11724162.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander HÄPP
Wilhelm Walter
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2603708A1 publication Critical patent/EP2603708A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16J15/3264—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports comprising two casing or support elements, one attached to each surface, e.g. cartridge or cassette seals the elements being separable from each other
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    • F16C33/7846—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 single annular sealing disc with a gap between the annular disc and the inner race
    • F16C33/785—Bearing shields made of sheet metal

Definitions

  • the invention relates to a sealing arrangement for sealing a Wälzla- gers, in particular wheel bearing, between a first and a second bearing part, wherein both bearing parts are rotatable relative to each other and form both an axial gap, and a radial gap with respect to a common axis of rotation
  • the seal assembly comprises:
  • Sealing arrangements with sliding sealing contacts of axial and radial sealing lips are typically used for sealing a roller bearing, wherein the two bearing parts to be sealed can face both radially and axially.
  • Such a situation arises in many places in mechanical engineering, for example in machine tools, shafts or even wheel bearings for passenger cars or trucks.
  • JP 2003-56577 is a wheel bearing, in which the outer ring, as the first bearing part, relative to the wheel flange, as the second bearing part to be sealed.
  • an abutment plate is provided, which abuts both axially and radially on the wheel hub, or the wheel flange and are provided on the sliding sealing contacts of an axial sealing lip and a radial sealing lip, wherein the sealing lips are supported by a carrier, on a radial inner side the outer ring is attached.
  • the sealing arrangement of the prior art are disadvantageous insofar as the environmental influences can act from the outside directly on a sealing lip, wherein the material of the sealing lip, usually an elastomer, wears out very quickly. If, for example, foreign bodies, such as sand and water, are introduced, a grinding effect is produced which ablates the sealing lip, produces grooves in the mating surface and thus reduces the preload of the sealing lip.
  • the object of the invention is therefore to provide a cost-effective solution for increasing the service life and the sealing performance of a sealing arrangement based on sealing lips without sacrificing known properties of conventional sealing arrangements.
  • the contact part is provided to form a first gutter with a radially extending portion of the second bearing part, wherein an end of the contact part delimiting an opening into the first gutter opening in part ,
  • the opening opens into the first gutter to ensure that no foreign particles or the water itself penetrate into the seal assembly either during a spin process or when water is drained.
  • the opening is oriented substantially in the axial direction and is the second bearing part, such as a wheel flange and axially opposite. Radially, the mouth of the opening is so far away from the sole of the gutter, so that the water and dirt particles can be absorbed in the gutter and derived in the circumferential direction.
  • the opening is the beginning of a labyrinth seal, which is designed as a non-contact pre-seal and the labyrinth seal protects subsequent sealing lips from environmental influences.
  • the labyrinth seal thus extends from the opening to the first sliding sealing contact and is formed by different components of the sealing arrangement, inter alia by the contact part.
  • the two relatively rotatable bearing parts may for example be a stationary outer ring and a rotatable inner wheel hub, or provided as a wheel hub outer ring which is mounted on a journal. In both cases, a radial and an axial gap are formed between the bearing parts.
  • the attachment part preferably has a hollow-cylindrical attachment piece for attachment and an annular attachment piece for positioning the attachment part on the second support part.
  • the system part is easier to mount, namely by being mounted with the hollow cylindrical attachment piece on the second bearing part until it abuts a radially extending part of the second bearing part, or rests.
  • the attachment piece should be fixed with a press fit so that the axial position does not change later. This would be harmful insofar as the investment piece would no longer create the second bearing part and thus the penetration of dirt particles to the attachment piece would be possible. A rust Eating under the attachment piece of the attachment would thus become more likely.
  • the carrier which can be fastened to the first bearing part carries an elastic part forming a first axial sealing lip and / or a radial sealing lip.
  • the radial and / or at least the axial sealing lip bear against the contact part and each form there a sliding sealing contact.
  • the plant part can consist of a material which proves to be resistant to material even in sealing contact, such as. stainless materials, alternatively, instead of a radial sealing lip and two axial can be provided.
  • the first gutter is formed by the radially réelleckenden part of the second bearing part and the radially outer part of the plant part.
  • the outer part may have a cylindrical portion and an end piece adjoining it, wherein the end piece should extend substantially radially so that water does not penetrate into the opening delimited by the end piece.
  • At least one piece of the plant part forming the first gutter forms a labyrinth seal.
  • the outer end of the plant part is such a section, but need not be the only one. This implements a material-saving double function on the system part.
  • a fastening piece of the contact part is connected by means of a preferably conical connecting piece with the contact piece of the system part.
  • the connector may have different shapes, which may be advantageous.
  • a system of the connector is not advantageous because exactly the shape of the second bearing part would have to be simulated in its curvature.
  • a conical shape is effective. If more space is to be obtained for the sealing arrangement, for example for a further contact surface of a sealing lip, then a rounded shape of the connecting piece offers itself.
  • the space between the connecting piece and the second bearing part can the space between the connecting piece and the second bearing part to be filled with a sealant to prevent the entry of moisture into the rolling bearing at this point.
  • the abutment part is intended to encompass the first bearing part radially, wherein the first bearing part partially forms the labyrinth seal.
  • the first bearing part also contributes to the seal, which material can be saved.
  • this embodiment is advantageous for rolling bearings with a particularly small axial clearance.
  • a cover part which can be fastened to the first bearing part forms the opening together with the end piece of the contact part.
  • the opening is as small as possible in its radial dimension to prevent ingress of water and dirt.
  • an annular shape of the opening for example in the form of an annular gap, advantageous because it causes the least production cost.
  • the opening is bounded in part by an extension of the elastic member and the other part of the end piece of the contact part, which together form the opening.
  • a sealing ring is formed on the elastic part.
  • the sealing ring forms a non-abrasive seal of a mounting piece of the carrier.
  • the sealing ring could for example be designed as an O-ring.
  • the O-ring can be designed as a separate part, or materially connected to the elastic part.
  • the sealing ring on the elastic part forms a so-called static seal, since the attachment piece of the carrier and the first bearing part do not rotate relative to each other. This does not exclude that the sealing ring is rotatable together with the first bearing part and the attachment piece, as is the case in particular in commercial vehicle applications but also in passenger vehicle applications in which the first bearing part is formed by a rotatable outer ring of the wheel hub.
  • the elastic part together with the at least one section of the contact part forming the first gutter at least partially forms the labyrinth seal.
  • the labyrinth seal is a gap seal, while the sealing gap changes its own direction several times.
  • a labyrinth seal consists of several columns that are connected but oriented in different directions.
  • the shape of the elastic member and the shapes of the abutment are matched to each other, so that a labyrinth seal with optionally different interception elements, such as a gutter, is formed.
  • the elastic part forms a first gutter radially inwardly arranged second gutter. It is advantageous that in the labyrinth seal penetrated dirt or water can be collected in the second gutter and at the same time leave by circumferential discharge in the gutter the labyrinth seal by one of the second gutter upstream annular gap and through the subsequent opening the labyrinth seal again. Another advantage is the fact that the part of the plant, which partially forms the first gutter, alike also partially forms said annular gap and optionally radially covers the second gutter.
  • the extension partially covers the second gutter radially.
  • the extension is formed substantially in the axial direction, so that a Radial coverage of the annular gap or the second gutter is guaranteed. It is also advantageous if the extension also covers the end piece of 34 partially or completely radially. This ensures that the opening is substantially aligned axially.
  • the extension has a conical or similarly shaped inner surface on the radially outer end of the annular gap, so that penetrated water can easily leave the labyrinth seal again.
  • the extension can also form the radially outermost part of the sealing arrangement, so that water can drip down on this extension, or water falling from above onto the sealing arrangement can be kept away from the first catching channel.
  • FIG. 1 shows a three-part sealing arrangement with cover part
  • Fig. 2 is a two-part seal assembly with multifunctional elastic part.
  • Fig. 1 shows a three-part seal assembly with cover 10.
  • the seal assembly has a friction-free pre-seal, which is designed as a labyrinth seal and the contact part 14, the first bearing part 30 and the cover 10 is formed.
  • the cover 10 is designed as a cold-formed sheet, wherein at the end of a hollow cylindrical portion 52, an annular opening 50 is arranged, which opens into the first gutter 12 of the plant part 14.
  • the cover 10 may also be made of plastic or machined as a turned part.
  • the cover part 10 further has a fastening piece 47, which is fastened by means of a press fit on an outer surface of the first bearing part 30 designed as an outer ring.
  • the outer ring forms, for example, at least a part of a wheel hub 30, with which the cover part 10 becomes a kind of spin plate, from which water leaks radially during the turning operation and is kept away from the opening 50.
  • Water and dirt particles, which reach the fixed first gutter 12 are forwarded in the circumferential direction and drop in accordance with gravity in the vertical direction from the ground surface down.
  • the first gutter 12 covers the axial gap 61, which has become difficult to access in comparison to conventional sealing arrangements due to the pre-seal for water and dirt.
  • the contact piece 41 In the axial gap 61 there is also at least a part of the contact piece 41, which terminates watertight with the second bearing part 31.
  • the second bearing part 31 is formed in this embodiment as a fixed journal.
  • a conical connecting piece 18 connects the contact piece 41 with the hollow cylindrical attachment piece 40, which is fixed by means of press fit, in particular in its axial position, so as not to endanger the watertight contact of the contact piece 41. Further, the connector 18 forms together with the axial sealing lips 16, 7 two sliding sealing contacts, the protect the rolling space of the wheel bearing. All sealing lips 16, 17, 19 are formed on the elastic part 13 and, depending on the sealing effect to be achieved, can be used alone or in any combination with one another. The fewer sealing lips are used, the lower the coefficient of friction of the sealing arrangement.
  • the carrier 45 is anchored by means of an anchoring 46 of the elastic part 13 in an inner groove of the first bearing part 30.
  • the carrier 45 itself may be fastened to the inner surface of the first bearing part 30 by means of a cylindrical press fit.
  • the carrier 45 and the elastic member 13 together form the sealing ring 11 which can be pressed into the first bearing part 30 in a simple manner.
  • the outer radius of the anchoring 46 is greater than the inner radius of the first bearing part 30, the press-fitting is readily possible due to the elastic property of the anchoring 46.
  • the radially outer axial sealing lip 16 forms a first gutter 5. Water and dirt particles can leave the first gutter 15 again thanks to gravity. This can be supported by hollow cylindrical sections 52 of the cover 10 and the system part 14 are at least slightly conically formed on the inside, so that a simple outflow is possible.
  • FIG. 2 shows a two-part sealing arrangement with a multifunctional elastic part 23.
  • the elastic part 23 assumes the function of the cover part 10 from FIG. 1.
  • the support 39 of the elastic part 23 is fastened to an outer surface of the first bearing part 32 by means of a press fit .
  • a so-called static seal is formed by means of the molded non-abrasive seal 25 in that it has a substantially annular shape and radially, or in an outer groove of the first bearing part 32 abuts.
  • the first bearing part 32 corresponds to a fixed outer ring, so that the non-abrasive seal 25 is also a fixed seal.
  • the second bearing part 31 is a wheel hub with a radially extending part, which is formed by the wheel flange.
  • the cover member 24 is fixed in the same way on the second bearing part 31, as well as the bearing part 41 of Figure 1, wherein, however, the cover member 24 is provided for rotation during operation.
  • the end piece 34 has a centrifugal effect, wherein this centrifugal effect causes dirt and water can not penetrate into the opening 51.
  • the end piece 34 forms a tear-off edge, which is optionally converted by a slight bevel on the end piece 34.
  • the opening 51 is oriented axially in the direction of the wheel flange, it can be advantageously avoided that the water flowing in radial directions penetrates into the labyrinth seal.
  • the extension 26 is shaped such that it has the largest outer radius of the seal assembly, which dirty water can drip down at this. It also covers an annular gap, which opens into the second gutter 27. The annular shape of the gap ensures that penetrated dirt, or water, the labyrinth seal can easily leave through the opening 51 again.
  • the second gutter 27 may be formed by a non-contacting axial sealing lip, whose end is directed in the radial direction outwards and forms together with the radially inner bottom of the first gutter 22 another sealing element of the labyrinth seal in the form of a second annular passage opening.
  • the elastic member 23 can take on so many functions, it extends from the axial end of the fastening part 48 to the radially inner end of the carrier 39, wherein it covers the carrier 39 radially outward and is disposed axially between the abutment member 43 and the support 39 , Alternatively, the respective functions may also be carried out by separately attached elastic parts, but this leads to a greater production cost.
  • the seal arrangement has an axial sealing lip 29 and a radial sealing lip 36, which together with the contact part 24, or in each case with the connecting piece 38 and the attachment piece 37 form a sliding sealing contact.
  • the invention relates to a sealing arrangement for sealing a rolling bearing, in particular wheel bearing, between a first and a second bearing part, wherein both bearing parts are rotatable relative to each other and form both an axial gap, as well as a radial intermediate space with respect to a common axis of rotation
  • the sealing arrangement comprises the following: An abutment part with a preferably hollow cylindrical attachment piece for fastening and an annular abutment piece for positioning the abutment part on the second bearing part, and a carrier attachable to the first bearing part with a first axial sealing lip and / or a radial sealing lip auslagendes, elastic Part.
  • the teaching of the invention shows how the life and the sealing performance can be increased cost.
  • the contact part with a radially extending part of the second bearing part forms a first gutter, wherein an end portion of the contact part delimiting an opening into the first gutter opening in part.
  • Plant part 15 second gutter axial sealing lip 17 axial sealing lip

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft zusammenfassend eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Wälzlagers, insbesondere Radlagers, zwischen einem ersten (30, 32) und einem zweiten Lagerteil (32), wobei beide Lagerteile relativ zueinander drehbar sind und sowohl einen axialen Zwischenraum (61), als auch einen radialen Zwischenraum (60) in Bezug zu einer gemeinsamen Drehachse bilden, wobei die Dichtungsanordnung folgendes umfasst: Ein Anlageteil (14, 24) mit einem vorzugsweise hohlzylindrischen Befestigungsstück (37, 40) zur Befestigung und einem ringförmigen Anlagestück (41, 43) zur Positionierung des Anlageteils auf dem zweiten Lagerteil, und einen am ersten Lagerteil befestigbarer Träger (39, 45) mit einem eine erste axiale Dichtlippe (17, 29) und/oder eine radiale Dichtlippe (19, 36) ausbildendes, elastisches Teil (13, 23). Die erfindungsgemäße Lehre zeigt, wie die Lebensdauer und die Dichtleistung kostengünstig erhöht werden können. Es wird vorgeschlagen, dass das Anlageteil mit einem sich radial erstreckenden Teil des zweiten Lagerteils eine erste Fangrinne (12, 22) bildet, wobei ein Endstück (34, 44) des Anlageteils eine in die erste Fangrinne mündende Öffnung (50, 51) zum Teil begrenzt. Somit ist es möglich eine Labyrinthdichtung als Vordichtung zu etablieren, die ohne zusätzliche Reibverluste einen Beitrag zur Abdichtung leistet.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Dichtungsanordnung für Wälzlager Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Wälzla- gers, insbesondere Radlagers, zwischen einem ersten und einem zweiten Lagerteil, wobei beide Lagerteile relativ zueinander drehbar sind und sowohl einen axialen Zwischenraum, als auch einen radialen Zwischenraum in Bezug zu einer gemeinsamen Drehachse ausbilden, wobei die Dichtungsanordnung folgendes umfasst:
- ein Anlageteil mit einem vorzugsweise hohlzylindrischen Befestigungsstück zur Befestigung und einem ringförmigen Anlagestück zur Positionierung des Anlageteils auf dem zweiten Lagerteil, - ein am ersten Lagerteil befestigbarer Träger mit einem eine erste axiale Dichtlippe und/oder eine radiale Dichtlippe ausbildenden, elastischen Teil.
Stand der Technik
Hintergrund der Erfindung
Dichtungsanordnungen mit schleifenden Dichtkontakten axialer und radialer Dichtlippen werden typischerweise zur Abdichtung eines Wälzlagers verwendet, wobei die beiden abzudichtenden Lagerteile sich sowohl radial als auch axial gegenüberstehen können. Eine derartige Situation ergibt sich an vielen Stellen im Maschinenbau, beispielsweise bei Werkzeugmaschinen, Wellen oder auch bei Radlager für Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen. Im Falle der JP 2003-56577 handelt es sich um ein Radlager, bei welchem der Außenring, als erstes Lagerteil, gegenüber dem Radflansch, als zweites Lagerteil, abgedichtet werden soll. Dazu wird ein Anlageblech vorgesehen, welches sowohl axial, als auch radial an der Radnabe, beziehungsweise dem Radflansch anliegt und auf dem schleifende Dichtkontakte einer axialen Dichtlippe und einer radialen Dichtlippe vorgesehen sind, wobei die Dichtlippen von einem Träger getragen werden, der an einer radialen Innenseite des Außenring befestigt ist.
Die Dichtungsanordnung des Stand der Technik sind insoweit nachteilig, als dass die Umwelteinflüsse von außen unmittelbar auf eine Dichtlippe wirken können, wobei das Material der Dichtlippe, meist ein Elastomer, sehr schnell verschleißt. Werden beispielsweise Fremdkörper, wie Sand und Wasser einge- tragen, so entsteht ein Schleifeffekt, der die Dichtlippe abträgt, in der Gegenlauffläche Rillen erzeugt und damit die Vorspannung der Dichtlippe reduziert.
Aufgabenstellung Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist daher eine kostengünstige Lösung anzugeben, wie die Lebensdauer und die Dichtleistung einer auf Dichtlippen basierenden Dichtungsanordnung ohne Einbußen bekannter Eigenschaften herkömmlicher Dichtungsanordnungen zu erhöhen ist.
Die Aufgabe wird durch eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Anlageteil dazu vorgesehen ist, mit einem sich radial erstreckenden Teil des zweiten Lagerteils eine erste Fangrinne zu bilden, wobei ein Endstück des Anlageteils eine in die erste Fangrinne mündende Öffnung zum Teil begrenzt. Die Öffnung mündet in die erste Fangrinne, um sicherzustellen, dass weder bei einem Schleudervorgang, noch bei einem Abfließen von Wasser, irgendwelche Fremdpartikel oder das Wasser selbst in die Dichtungsanordnung eindringen. Aus diesem Grund ist die Öffnung im wesentlichen in axialer Richtung orientiert und liegt dem zweiten Lagerteil, wie zum Beispiel einem Radflansch auch axial gegenüber. Radial ist die Mündung der Öffnung derart weit von der Sohle der Fangrinne entfernt, so dass das Wasser und Schmutzpartikel in der Fangrinne aufgenommen und in Umfangsrichtung abgeleitet werden können. Die Öffnung ist der Beginn einer Labyrinthdichtung, die als berührungslose Vordichtung ausgelegt ist und der Labyrinthdichtung nachfolgende Dichtlippen vor Umwelteinflüssen schützt. Damit erstreckt sich die Labyrinthdichtung von der Öffnung bis zum ersten schleifenden Dichtkontakt und wird von unterschiedlichen Bestandteilen der Dichtungsanordnung, unter anderem durch das Anlageteil, gebildet.
Die beiden relativ zueinander drehbaren Lagerteile können beispielsweise ein stehender Außenring und eine drehbare innenliegende Radnabe sein, oder ein als Radnabe vorgesehener Außenring, der auf einem Achszapfen gelagert ist. In beiden Fällen werden zwischen den Lagerteilen ein radialer und ein axialer Zwischenraum ausgebildet.
Vorzugsweise weist das Anlageteil ein hohlzylindrisches Befestigungsstück zur Befestigung und ein ringförmiges Anlagestück zur Positionierung des Anlage- teils auf dem zweiten Lagerteil auf. Somit wird das Anlageteil leichter montierbar, indem es nämlich mit dem hohlzylindrischen Befestigungsstück auf das zweite Lagerteil aufgezogen wird, bis es an einem sich radial erstreckenden Teil des zweiten Lagerteils anschlägt, beziehungsweise anliegt. Das Befestigungsstück sollte mit einem Presssitz befestigt werden, damit sich die axiale Position später nicht mehr ändert. Dies wäre insofern schädlich, da das Anlagestück nicht mehr am zweiten Lagerteil anlegen würde und somit das Vordringen von Schmutzpartikeln bis zum Befestigungsstück möglich wäre. Ein Rost- fraß unter dem Befestigungsstück des Anlageteils würde somit wahrscheinlicher.
Der am ersten Lagerteil befestigbare Träger trägt ein eine erste axiale Dichtlip- pe und/oder eine radiale Dichtlippe ausbildendes, elastisches Teil. Die radiale und/oder zumindest die axiale Dichtlippe liegen am Anlageteil an und bilden dort jeweils einen schleifenden Dichtkontakt. Vorteilhafterweise kann das Anlageteil dabei aus einem Material bestehen, welches sich auch im Dichtkontakt als materialbeständig erweist, wie z.B. rostfreie Materialien, alternativ können statt einer radialen Dichtlippe auch zwei axiale vorgesehen sein.
Die erste Fangrinne wird vom sich radial ersteckenden Teil des zweiten Lagerteils und vom radial außen liegenden Teil des Anlageteils gebildet. Dazu kann der außenliegende Teil einen zylindrischen Abschnitt und ein sich daran an- schließendes Endstück aufweisen, wobei das Endstück sich im wesentlichen radial erstrecken sollte, damit kein Wasser in die vom Endstück begrenzte Öffnung eindringt.
Vorteilhafterweise bildet wenigstens ein die erste Fangrinne ausbildendes Teil- stück des Anlageteils eine Labyrinthdichtung mit. Das außen liegende Endstück des Anlageteils ist ein solches Teilstück, muss jedoch nicht das einzige bleiben. Damit wird eine materialsparende Doppelfunktion am Anlageteil umgesetzt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Befestigungsstück des Anlage- teils mittels eines vorzugsweise konisch ausgebildeten Verbindungsstücks mit dem Anlagestück des Anlageteils verbunden. Das Verbindungsstück kann dabei verschiedene Formen aufweisen, die gegebenenfalls vorteilhaft sind. In jedem Fall ist eine Anlage des Verbindungsstückes nicht vorteilhaft, da genau die Form des zweiten Lagerteils in seiner Krümmung nachgebildet werden müsste. In diesem Fall ist eine konische Form zielführend. Soll mehr Raum für die Dichtungsanordnung gewonnen werden, etwa für eine weitere Anlagefläche einer Dichtlippe, so bietet sich eine gerundete Form des Verbindungsstückes an. Um die Abdichtung des Anlageteils zum zweiten Lagerteil zu erhöhen kann der Zwischenraum zwischen dem Verbindungsstück und dem zweiten Lagerteil mit einer Dichtmasse gefüllt sein, um an dieser Stelle den Eintritt von Feuchte in das Wälzlager zu verhindern. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Anlageteil dazu vorgesehen das erste Lagerteil radial zu umgreifen, wobei das erste Lagerteil zum Teil die Labyrinthdichtung ausbildet. Somit übernimmt das erste Lagerteil ebenfalls einen Beitrag zur Abdichtung, womit Material eingespart werden kann. Außerdem ist diese Ausführungsform bei Wälzlagern mit besonders kleinem axialen Zwi- schenraum vorteilhaft.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform bildet ein am ersten Lagerteil befestigbares Abdeckteil zusammen mit dem Endstück des Anlageteils die Öffnung aus. Idealerweise ist die Öffnung in ihrer radialen Abmessung so klein wie mög- lieh, um einen Eintritt von Wasser und Schmutz zu vermeiden. Dabei ist eine Ringform der Öffnung, zum Beispiel in Form eines Ringspaltes, vorteilhaft, da sie am wenigsten Herstellungsaufwand verursacht.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Öffnung zum Teil von einem Fortsatz des elastischen Teils und zum anderen Teil vom Endstücks des Anlageteils begrenzt, die beide zusammen die Öffnung ausbilden. Damit ergibt sich der Vorteil einer Bauteilreduktion. Ähnlich wie bei Kassettendichtungen ist eine zweiteilige Dichtungsanordnung mit einem Anlageteil und einem Dichtring realisierbar, weil ein Abdeckblech an der Außenseite des ersten Lagerteils nicht nötig ist, um die Öffnung bzw. ein Labyrinth auszubilden. Stattdessen übernimmt das elastische Teil, wie z.B. ein Elastomer, diese Funktion.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist am elastischen Teil ein Dichtring angeformt. Dabei bildet der Dichtring eine nicht-schleifende Abdichtung eines Befestigungsstücks des Trägers. Im einfachsten Fall könnte der Dichtring beispielsweise als O-Ring ausgeführt sein. Der O-Ring kann dabei als separates Teil ausgeführt, oder materialschlüssig mit dem elastischen Teil verbunden sein. Der Dichtring am elastischen Teil bildet eine sogenannte statische Dichtung, da das Befestigungsstück des Trägers und das erste Lagerteil nicht relativ zueinander rotieren. Dies schließt nicht aus, dass der Dichtring zusammen mit dem ersten Lagerteil und dem Befestigungsstück drehbar ist, wie es insbesondere bei Nutzfahrzeuganwendungen aber auch bei Personenkraftfahrzeuganwen- dungen der Fall ist, bei der das erste Lagerteil von einem drehbaren Außenring der Radnabe gebildet wird. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform bildet das elastische Teil zusammen mit dem wenigstens einen die erste Fangrinne bildenden Teilstück des Anlageteils die Labyrinthdichtung zumindest teilweise aus. Die Labyrinthdichtung ist eine Spaltdichtung, während der Dichtungsspalt mehrmals die eigene Verlaufsrichtung ändert. Mit anderen Worten, eine Labyrinthdichtung besteht aus meh- reren Spalten, die zwar miteinander verbunden, jedoch in unterschiedliche Richtungen orientiert sind. Die Form des elastischen Teils und die Formen des Anlageteils werden der Art aufeinander abgestimmt, so dass eine Labyrinthdichtung mit gegebenenfalls unterschiedlichen Abfangelementen, wie zum Beispiel einer Fangrinne, gebildet wird.
Vorteilhafterweise bildet das elastische Teil eine zur ersten Fangrinne radial innen angeordnete zweite Fangrinne aus. Daran ist vorteilhaft, dass in die Labyrinthdichtung eingedrungener Schmutz oder Wasser in der zweiten Fangrinne aufgefangen werden können und gleichzeitig durch umfängliches Ableiten in der Fangrinne die Labyrinthdichtung durch einen der zweiten Fangrinne vorgelagerten ringförmigen Spalt und durch die nachfolgende Öffnung die Labyrinthdichtung wieder verlassen können. Vorteilhaft ist auch die Tatsache, dass das Anlageteil, welches die erste Fangrinne teilweise ausbildet, gleichermaßen auch den genannten ringförmigen Spalt teilweise ausbildet und die zweite Fangrinne gegebenenfalls radial abdeckt.
Vorteilhafterweise deckt der Fortsatz die zweite Fangrinne teilweise radial ab. Der Fortsatz ist im wesentlichen in axialer Richtung ausgebildet, so dass eine radiale Abdeckung des ringförmigen Spaltes oder der zweiten Fangrinne gewährleistet ist. Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn der Fortsatz auch das Endstück des 34 teilweise oder ganz radial abdeckt. Damit ist sichergestellt, dass die Öffnung im Wesentlichen axial ausgerichtet ist.
Vorteilhafterweise weist der Fortsatz eine konische oder ähnlich geformte Innenfläche am radial außen angeordneten Ende des ringförmigen Spaltes auf, damit eingedrungenes Wasser die Labyrinthdichtung leicht wieder verlassen kann.
Gegebenenfalls kann der Fortsatz auch den radial am weitesten außen liegenden Teil der Dichtungsanordnung ausbilden, damit Wasser an diesem Fortsatz nach unten abtropfen kann, beziehungsweise von oben auf die Dichtungsanordnung fallendes Wasser von der ersten Fangrinne ferngehalten werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine dreiteilige Dichtungsanordnung mit Abdeckteil, und
Fig. 2 eine zweiteilige Dichtungsanordnung mit multifunktionalem elastischem Teil.
Ausführungsbeispiel
Beschreibung der Zeichnungen Fig. 1 zeigt eine dreiteilige Dichtungsanordnung mit Abdeckteil 10. Die Dichtungsanordnung weist eine reibungsfreie Vordichtung auf, die als Labyrinthdichtung ausgeführt ist und vom Anlageteil 14, dem ersten Lagerteil 30 und dem Abdeckteil 10 gebildet wird. Dabei ist das Abdeckteil 10 als kaltumgeformtes Blech ausgeführt, wobei am Ende eines hohlzylindrischen Abschnitts 52 eine ringförmige Öffnung 50 angeordnet ist, die in die erste Fangrinne 12 des Anlageteils 14 mündet. Alternativ kann das Abdeckteil 10 auch aus Kunststoff bestehen oder als Drehteil spanend hergestellt worden sein. Das Abdeckteil 10 weist weiter ein Befestigungsstück 47 auf, welches mittels Presssitz auf einer Außenfläche des als Außenring ausgeführten ersten Lagerteils 30 befestigt ist.
Der Außenring bildet beispielsweise zumindest einen Teil einer Radnabe 30, womit das Abdeckteil 10 zu einer Art Schleuderblech wird, von dem während des Drehbetriebes Wasser radial abgeht und von der Öffnung 50 ferngehalten wird. Wasser und Schmutzpartikel, die in die feststehende erste Fangrinne 12 gelangen, werden in Umfangsrichtung weitergeleitet und tropfen der Schwerkraft folgend in vertikaler Richtung zur Erdeoberfläche hin ab. Des weiteren deckt die erste Fangrinne 12 den axialen Zwischenraum 61 ab, der im Vergleich zu herkömmlichen Dichtungsanordnungen aufgrund der Vordichtung für Wasser und Schmutz schwer zugänglich geworden ist.
Im axialen Zwischenraum 61 befindet sich auch zumindest einen Teil des Anla- gestücks 41 , welches mit dem zweiten Lagerteil 31 wasserdicht abschließt. Das zweite Lagerteil 31 ist in diesem Ausführungsbeispiel als feststehender Achszapfen ausgebildet.
Ein konisches Verbindungsstück 18 verbindet das Anlagestück 41 mit dem hohlzylindrischen Befestigungsstück 40, welches mittels Presssitz insbesondere in seiner axialen Position fixiert ist, um die wasserdichte Anlage des Anlagestücks 41 nicht zu gefährden. Ferner bildet das Verbindungsstück 18 zusammen mit den axialen Dichtlippen 16, 7 zwei schleifende Dichtkontakte aus, die den Wälzraum des Radlagers schützen. Alle Dichtlippen 16, 17, 19 sind am e- lastischen Teil 13 ausgebildet und sind in Abhängigkeit der zu erzielenden Dichtwirkung jeweils alleine oder in jeder beliebigen Kombination miteinander einsetzbar. Je weniger Dichtlippen verwendet werden, umso geringer ist der Reibwert der Dichtungsanordnung.
Der Träger 45 ist mittels einer Verankerung 46 des elastischen Teil 13 in einer Innennut des ersten Lagerteil 30 verankert. Alternativ kann der Träger 45 selbst mittels zylindrischem Presssitz an der Innenfläche des ersten Lagerteils 30 be- festigt sein. Der Träger 45 und das elastische Teil 13 bilden zusammen den Dichtring 11 , der auf einfache Weise in das erste Lagerteil 30 einpressbar ist. Der Außenradius der Verankerung 46 ist zwar größer als der Innenradius des ersten Lagerteil 30, jedoch ist die Einpressung ohne weiteres aufgrund der e- lastischen Eigenschaft der Verankerung 46 möglich.
Die radial außen liegende axiale Dichtlippe 16 bildet eine erste Fangrinne 5 aus. Wasser und Schmutzpartikel können die erste Fangrinne 15 auch wieder dank der Schwerkraft verlassen. Dies kann unterstützt werden, indem hohlzylindrische Abschnitte 52 des Abdeckteils 10 und des Anlageteils 14 innenseitig zumindest geringfügig konisch ausgebildet werden, womit ein einfacher Abfluss möglich ist.
Fig. 2 zeigt eine zweiteilige Dichtungsanordnung mit multifunktionalem elastischem Teil 23. Das elastische Teil 23 übernimmt die Funktion des Abdeckteils 10 aus der Fig. 1. Aus diesem Grund ist der Träger 39 des elastischen Teils 23 mittels Presssitz an einer Außenfläche des ersten Lagerteil 32 befestigt. Um Rostfraß unter dem Befestigungsstück 48 des Trägers 39 zu vermeiden wird eine so genannte statische Dichtung mittels der angeformten nicht-schleifenden Dichtung 25 gebildet, indem diese eine im wesentlichen ringförmige Form auf- weist und radial, oder in einer Außennut des ersten Lagerteils 32 anliegt.
Sollte die Dichtungsanordnung bei einer PKW-Anwendung einsetzt werden, so entspricht das erste Lagerteil 32 einem feststehenden Außenring, womit die nicht-schleifende Dichtung 25 auch eine feststehende Dichtung ist. Damit stellt das zweite Lagerteil 31 eine Radnabe mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden Teil dar, der durch den Radflansch gebildet wird. Das Abdeckteil 24 ist in gleicher Weise auf dem zweiten Lagerteil 31 befestigt, wie auch das Lagerteil 41 der Fig.1 , wobei allerdings das Abdeckteil 24 zur Drehung während des Betriebes vorgesehen ist. Somit kommt dem Endstück 34 eine Schleuderwirkung zu, wobei dieser Schleudereffekt dazu führt, dass Schmutz und Wasser nicht in die Öffnung 51 eindringen können. Vorteil hafte r- weise bildet das Endstück 34 dazu eine Abrißkante auf, die gegebenenfalls durch eine leichte Schräge am Endstück 34 umgesetzt wird.
Dadurch, dass die Öffnung 51 axial in Richtung Radflansch orientiert ist, kann vorteilhaft vermieden werden, dass das in Radialrichtungen fließende Wasser in die Labyrinthdichtung eindringt. Vorteilhafterweise ist der Fortsatz 26 derart geformt, dass er den größten Außenradius der Dichtungsanordnung aufweist, womit Schmutzwasser an diesem nach unten abtropfen kann. Ferner deckt er auch einen ringförmigen Spalt ab, der in die zweite Fangrinne 27 mündet. Die Ringform des Spalts stellt sicher, dass eingedrungener Schmutz, beziehungs- weise Wasser, die Labyrinthdichtung ohne weiteres wieder durch die Öffnung 51 verlassen kann. Die zweite Fangrinne 27 kann durch eine nicht berührende axiale Dichtlippe gebildet werden, deren Ende in radialer Richtung nach außen gerichtet ist und zusammen mit dem radial innenliegenden Boden der ersten Fangrinne 22 ein weiteres Dichtelement der Labyrinthdichtung in Form einer zweiten ringförmigen Durchgangsöffnung bildet.
Damit das elastische Teil 23 derartig viele Funktionen übernehmen kann, erstreckt es sich vom axialen Ende des Befestigungsteils 48 bis zum radial innenliegenden Ende des Trägers 39, wobei es den Träger 39 radial nach außen abdeckt und axial zwischen dem Anlageteil 43 und dem Träger 39 angeordnet ist. Alternativ können die jeweiligen Funktionen auch von separat anzubringenden elastischen Teilen ausgeführt werden, jedoch führt dies zu einem größeren Herstellungsaufwand. Die Dichtungsanordnung weist eine axiale Dichtlippe 29 und eine radiale Dichtlippe 36 auf, die zusammen mit dem Anlageteil 24, beziehungsweise jeweils mit den Verbindungsstück 38 und dem Befestigungsstück 37 einen schleifenden Dichtkontakt bilden.
Die Dichtungsanordnung der Fig.2 befindet sich außerhalb des radialen Zwischenraums 60, der von dem ersten Lagerteil 32 und dem zweiten Lagerteil 31 aufgespannt wird. Vorteilhafterweise sind am ersten Lagerteil 32 auch weniger Vorkehrungen zu treffen, die den Einsatz der Dichtungsanordnung erlauben. Es ist lediglich eine Außennut für die nicht-schleifende Dichtung 25 vorteilhaft, a- ber nicht zwingend. Außerdem entstehen aufgrund der Zweiteiligkeit Vorteile bei der Installation der Dichtungsanordnung, da ein separates Abdeckteil entfällt.
Der Dichtring 21 , der den elastischen Teil 23 und den Träger 39 umfasst, übernimmt neben der üblichen Funktionen eines Dichtrings noch die Aufgaben eine Vordichtung in Form einer Labyrinthdichtung zumindest teilweise auszubilden, sowie eine äußere statische Dichtung gegenüber dem ersten Lagerteil 32 zu bewerkstelligen. Auch das Anlageteil 24, welches genau wie der Träger 39 vorteilhafterweise aus Blech hergestellt ist, übernimmt auch eine weitere Funktionen zur Abdichtung über die bereits bekannten Funktionen eines Anlagebleches hinaus, indem es die erste Fangrinne 22 im axialen Zwischenraum 61 ausbildet.
Die Ausführungsbeispiele beider Figuren sind sowohl für ein drehendes erstes Lagerteil 30,32, als auch für ein feststehendes erstes Lagerteil 30,32 einsetzbar, das heißt, die erfindungsgemäßen Dichtungsanordnungen können gleichermaßen in Radlagern für Lastkraftwagen, als auch für Personenkraftwagen eingesetzt werden, unabhängig davon ob das jeweilige Radlager außendrehend oder innendrehend ausgelegt ist. Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Wälzlagers, insbesondere Radlagers, zwischen einem ersten und einem zweiten Lagerteil, wobei beide Lagerteile relativ zueinander drehbar sind und sowohl einen axialen Zwischenraum, als auch einen radialen Zwischen- räum in Bezug zu einer gemeinsamen Drehachse bilden, wobei die Dichtungsanordnung folgendes umfasst: Ein Anlageteil mit einem vorzugsweise hohlzylindrischen Befestigungsstück zur Befestigung und einem ringförmigen Anlagestück zur Positionierung des Anlageteils auf dem zweiten Lagerteil, und einen am ersten Lagerteil befestigbarer Träger mit einem eine erste axiale Dichtlippe und/oder eine radiale Dichtlippe ausbildendes, elastisches Teil. Die erfindungsgemäße Lehre zeigt, wie die Lebensdauer und die Dichtleistung kostengünstig erhöht werden können. Es wird vorgeschlagen, dass das Anlageteil mit einem sich radial erstreckenden Teil des zweiten Lagerteils eine erste Fangrinne bildet, wobei ein Endstück des Anlageteils eine in die erste Fangrinne mündende Öffnung zum Teil begrenzt. Somit ist es möglich eine Labyrinthdichtung als Vordichtung zu etablieren, die ohne zusätzliche Reibverluste einen Beitrag zur Abdichtung leistet.
Bezugszeichenliste
Abdeckteil 1 1 Dichtring
erste Fangrinne 13 elastisches Teil
Anlageteil 15 zweite Fangrinne axiale Dichtlippe 17 axiale Dichtlippe
Verbindungsstück 19 radiale Dichtlippe
Dichtring 22 erste Fangrinne
elastisches Teil 24 Abdeckteil
nicht-schleifende Dichtung 26 Fortsatz
zweite Fangrinne 28 radiales Endstück axiale Dichtlippe 30 erstes Lagerteil
zweites Lagerteil 32 erstes Lagerteil
Endstück 35 ringförmiges Zwischenstück radiale Dichtlippe 37 Befestigungsstück
Verbindungsstück 39 Träger
Befestigungsstück 41 Anlagestück
Anlagestück 44 Endstück
Träger 46 Verankerung
Befestigungsstück 48 Befestigungsstück
Öffnung 51 Öffnung
hohlzylindrischer Abschnitt 60 radialer Zwischenraum axialer Zwischenraum

Claims

Patentansprüche
1. Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Wälzlagers, insbesondere Radla- gers, zwischen einem ersten (30,32) und einem zweiten Lagerteil (31), wobei beide Lagerteile (30,31 ,32) relativ zueinander drehbar sind und sowohl einen axialen Zwischenraum (61), als auch einen radialen Zwischenraum (60) in Bezug zu einer gemeinsamen Drehachse ausbilden, wobei die Dichtungsanordnung folgendes umfasst:
- ein Anlageteil (14,24) mit einem vorzugsweise hohlzylindrischen Befestigungsstück (37,40) zur Befestigung und einem ringförmigen Anlagestück (41 ,43) zur Positionierung des Anlageteils (14,24) auf dem zweiten Lagerteil (31),
- ein am ersten Lagerteil (30,32) befestigbarer Träger (39,45) mit einem eine erste axiale Dichtlippe (17,29) und/oder eine radiale Dichtlippe (19,36) ausbildenden, elastischen Teil (13,23), dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageteil (14,24) dazu vorgesehen ist mit einem sich radial erstreckenden Teil des zweiten Lagerteils (31) eine erste Fangrinne (12,22) zu bilden, wobei ein Endstück (34,44) des Anlageteils (14,24) eine in die erste Fangrinne (12,22) mündende Öffnung (50,51 ) zum Teil begrenzt.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 , wobei wenigstens ein die erste Fangrinne (12,22) ausbildendes Teilstück des Anlageteils (14,24) eine Labyrinthdichtung mitbildet.
3. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Befestigungsstück (37,40) des Anlageteils (14,24) mittels eines vorzugsweise konisch ausgebildeten Verbindungsstücks (18,38) mit dem Anlagestück (41 ,43) des Anlageteils (14,24) verbunden ist.
4. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anlageteil (14) dazu vorgesehen ist, das erste Lagerteil (30) radial zu umgreifen, wobei das erste Lagerteil (30) zum Teil die Labyrinthdichtung ausbildet.
5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein am ersten Lagerteil (30) befestigbares Abdeckteil (10) zusammen mit dem Endstück (44) die Öffnung (50,51) ausbildet.
6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Öffnung (51 ) teilweise von einem Fortsatz (26) des elastischen Teils (23) begrenzt wird.
7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, wobei am elastischen Teil (23) ein Dichtring (25) angeformt ist und der Dichtring (25) eine nicht-schleifende Ab- dichtung eines Befestigungsstücks (48) des Trägers (39) bildet.
8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei das elastische Teil (23) zusammen mit dem wenigstens einen die erste Fangrinne (61) bildenden Teilstück des Anlageteils (22) die labyrinthische Dichtung zumindest teilweise ausbildet.
9. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das elastische Teil (23) eine zur ersten Fangrinne (61) radial innen angeordnete zweite Fangrinne (27) ausbildet.
10. Dichtungsanordnung nach Anspruch 9, wobei der Fortsatz (26) die zweite Fangrinne (27) teilweise radial abdeckt.
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