EP2994658A1 - Grosswälzlager mit labyrinthdichtung - Google Patents

Grosswälzlager mit labyrinthdichtung

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Publication number
EP2994658A1
EP2994658A1 EP14719019.3A EP14719019A EP2994658A1 EP 2994658 A1 EP2994658 A1 EP 2994658A1 EP 14719019 A EP14719019 A EP 14719019A EP 2994658 A1 EP2994658 A1 EP 2994658A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
recess
ring
sealing ring
rolling bearing
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14719019.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Krebs
Mathias Seuberling
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.)
SKF Economos Deutschland GmbH
SKF AB
Original Assignee
SKF Economos Deutschland GmbH
SKF AB
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 SKF Economos Deutschland GmbH, SKF AB filed Critical SKF Economos Deutschland GmbH
Publication of EP2994658A1 publication Critical patent/EP2994658A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16C33/80—Labyrinth sealings
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    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
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    • F16C33/7889—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to an inner race and extending toward the outer race
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/10—Application independent of particular apparatuses related to size
    • F16C2300/14—Large applications, e.g. bearings having an inner diameter exceeding 500 mm

Definitions

  • Embodiments relate to rolling bearings and in particular to bearings with a diameter greater than 50 cm.
  • a rolling bearing according to an exemplary embodiment with a diameter of more than 50 cm comprises an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements lying between the inner ring and the outer ring and at least one sealing ring.
  • the seal ring is disposed on a surface of the inner ring or the outer ring and, accordingly, the outer ring or the inner ring has a recess.
  • the recess is formed and arranged to surround a majority of an exposed surface of the sealing ring without contact, so that between an interior of the rolling bearing for receiving the rolling elements and an outer space of the rolling bearing is formed by the sealing ring and the recess of a labyrinth seal.
  • a rolling bearing comprises an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements lying between the inner ring and the outer ring and at least one sealing ring.
  • the sealing ring is disposed on a surface of the inner ring or the outer ring and, accordingly, the outer ring or the inner ring has a recess.
  • the recess is formed and arranged to surround a majority of an exposed surface of the sealing ring without contact, so that between a inner ring of the rolling bearing for receiving the rolling elements and an outer space of the rolling bearing through the sealing ring and the recess, a labyrinth seal is formed.
  • the sealing ring consists at least partially of a rubber elastomer or a thermoplastic polymer, such as.
  • a labyrinth seal can be formed, which is basically a non-contact seal, but in which there can not be too much damage when the sealing ring in operation now and then touches the surface of the recess.
  • the described concept In contrast to the use of steel rings as a sealing ring for labyrinth seals, the described concept, the minimum distance between a surface of the recess and the sealing ring can be reduced, so that the sealing effect of the labyrinth seal is increased, and / or it allows the use of a labyrinth seal in rolling bearings large diameters (greater than 50 cm), since steel rings in such large diameters difficult be integrated in the rolling bearing and the movement tolerances are higher in large bearings.
  • a labyrinth seal as non-contact seal the maintenance costs can be generally reduced.
  • a contact of the sealing ring with the surface of the recess can cause far less damage than a contact of a sealing ring made of steel, so that at this point the maintenance can also be reduced.
  • the sealing ring is disposed on a surface of the inner ring and the outer ring has the recess.
  • the outer ring comprises a recess-forming component and a lid, which together form the recess.
  • the lid is connected to the recess-forming member by releasable connection means.
  • the inner ring may have a groove and the sealing ring projecting into the groove bulge. Thereby, the sealing ring can be held in position on the surface of the inner ring, whereby the probability of contact of the surface of the recess can be reduced by the sealing ring.
  • the sealing ring has a sealing lip that leads from the remaining sealing ring to a surface of the recess and is in contact with the surface of the recess.
  • a cylindrical roller bearing or a tapered roller bearing in particular a double-row or four-row tapered roller bearing, act.
  • These rolling bearing types are mostly used for large bearings (diameter larger than 50 cm). According to the concept described, a labyrinth seal can be used in such large bearings, so that the maintenance effort can be significantly reduced.
  • Fig. 1 is a sectional view through a part of a rolling bearing.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a rolling bearing 100 as an embodiment.
  • the rolling bearing 100 with a diameter greater than 50 cm comprises an inner ring 110 (IR, inner ring), an outer ring 120 (OR, outer ring), a plurality of between the inner ring 110 and the outer ring 120 rolling elements 130 and at least one sealing ring 140.
  • the sealing ring 140 is disposed on a surface of the inner ring 110 or the outer ring 120, and accordingly, the outer ring 120 or the inner ring 110 has a recess.
  • the recess is designed and arranged to contactlessly surround a predominant part of an exposed surface of the sealing ring 140, so that a labyrinth seal is formed between an interior of the rolling bearing 100 for receiving the rolling bodies 130 and an outer space of the rolling bearing 100 through the sealing ring 140 and the recess ,
  • the maintenance of the rolling bearing can be significantly reduced, since the wear is significantly lower than in contact seals.
  • the integration of a labyrinth seal can create a contact free seal can be achieved.
  • the maintenance of the rolling bearing can be significantly reduced.
  • the cost of maintenance but also material costs for new sealing rings can be reduced by a lower wear.
  • the rolling elements 130 are arranged in the interior of the rolling bearing 100. This area of the rolling bearing is to be protected by the labyrinth seal from penetrating dust or water. Conversely, possibly existing lubricants should be prevented from escaping from the interior.
  • the outer space of the rolling bearing 100 is the area that no longer belongs to the rolling bearing 100 and can penetrate through the surrounding environment dust or water in the rolling bearing.
  • the seal ring 140 is disposed on a surface of the inner ring 110 or the outer ring 120.
  • the sealing ring 140 has a non-exposed surface (a surface in contact with the inner ring or the outer ring).
  • the remaining part of the surface of the sealing ring 140 may be referred to as an exposed surface.
  • This exposed surface of the sealing ring 140 is surrounded for the most part without contact by the recess. That is, a surface of the recess over a majority of the exposed surface of the seal ring 140 is closer to the exposed surface of the seal ring 140 than the interior or exterior of the roller bearing 100. With a majority of the exposed surface, at least 50% (or 70th , 80 or 90%) of the exposed surface of the sealing ring 140.
  • the seal ring 140 may be disposed on a cylindrical surface of the inner ring 110 or the outer ring 120 (which is, for example, rotationally symmetric to a rotation axis of the rolling bearing), the cylindrical surface being disposed between the inner space and the outer space of the rolling bearing 100. Accordingly, in this example, the seal ring 140 would be circular in its longitudinal extent (and in its cross-section, for example, substantially rectangular or square).
  • the sealing ring 140 may extend over the entire circumference of the inner ring 110 (circular, annular) and, accordingly, the recess may extend over the entire inner circumference of the outer ring 120 (circular, annular).
  • the sealing ring 140 (or labyrinth seal) may for example be made of a metal, such as. As steel.
  • the sealing ring 140 is at least partially (or completely) of a rubber elastomer (eg, nitrile rubber), or a thermoplastic elastomer (eg, polyurethane).
  • a labyrinth seal By the use of a sealing ring, which consists at least partially of a rubber elastomer or a thermoplastic polymer, a labyrinth seal can be formed, which is basically a non-contact seal, but in which there can not be too much damage when the sealing ring in operation now and then touches the surface of the recess.
  • the described concept In contrast to the use of steel rings as a sealing ring for labyrinth seals, the described concept, the minimum distance between a surface of the recess and the sealing ring can be reduced, so that the sealing effect of the labyrinth seal is increased, and / or it allows the use of a labyrinth seal in rolling bearings large diameters (greater than 50 cm), since steel rings in such large diameters are difficult to integrate in the rolling bearing and the movement tolerances are higher in large bearings.
  • the recess may surround the sealing ring 140, for example, in a U-shape. If the sealing ring 140 is e.g. substantially rectangular or square, the U-shaped recess surrounds the majority of the three exposed sides of the sealing ring. With the fourth side of the seal ring 140 is then disposed on the inner ring 110 or the outer ring 120.
  • the rolling bearing 100 of FIG. 1 shows, in addition to the already mentioned elements for a concrete embodiment, additional optional and combinable details such.
  • These optional elements will be discussed below. One or more of these optional elements may be combined with the general concept described.
  • the seal ring 140 may be disposed on a surface of the outer ring and the inner ring 110 may have the recess.
  • the sealing ring 140 is disposed on a surface of the inner ring 110 and the outer ring 120 has the Recess, since in this example, the sealing ring 140 can be easily held on the surface of the inner ring in position.
  • the sealing ring 140 may include a sealing body and a spring, such as a tubular spring 142.
  • the seal body and the tube spring 142 may be arranged so that the seal body is pressed by the tube spring 142 against the inner ring 110. Thereby, the seal ring 140 can be easily held in position on the surface of the inner ring.
  • the inner ring 110 (or alternatively the outer ring 120) may have a groove 112 and the sealing ring 140 may have a bulge projecting into the groove 112 such that the sealing ring 140 is held in position on the surface of the inner ring 110 (or alternatively the outer ring 120)
  • the sealing ring 140 could also have a groove and the inner ring 110 could have a bulge protruding into the groove.
  • the groove 112 can prevent slippage of the sealing ring 140.
  • a tubular spring can also be used to press the sealing ring 140 against the inner ring 110 to prevent the sealing ring 140 from slipping out of the groove 112 due to forces acting orthogonally to the surface of the inner ring 110 (eg. Centrifugal forces due to the rotation of the rolling bearing).
  • the outer ring 120 may optionally include a recess forming member 150 and a lid 160 which together form the recess.
  • the cover 160 can be connected to the recess-forming component 150 by means of detachable connecting means (eg screws). This makes it possible to replace the sealing ring 140 with little effort by removing the cover 160. The maintenance effort can be further reduced significantly.
  • the recess-forming component 150 lies in an L-shape opposite the sealing ring 140 on two sides and the lid 160 faces the sealing ring 140 on a third side, so that the recess-forming member 150 and the lid 160 the sealing ring 140 U-shaped surround. The open side The U-shaped recess then lies, for example, opposite the surface of the inner ring 110 on which the sealing ring 140 is arranged.
  • the gap of the labyrinth seal extends in a U-shape around the sealing ring 140.
  • a gap between the surface of the inner ring 110 and a first side of the U-shaped recess is the interior of the rolling bearing 100 and a second gap between the surface of the inner ring 110 and a second side of the recess to the outer space of the rolling bearing 100 which are interconnected via the U-shaped gap of the labyrinth seal.
  • the recess may be formed so that the exposed surface of the seal ring 140 is completely surrounded except for a gap to the interior of the rolling bearing 100 for receiving the rolling elements 130 and a gap to the outer space of the rolling bearing 100 of the recess.
  • a maximum distance of a point of the exposed surface of the sealing ring 140 to a closest point on a surface of the recess may be less than 2 cm (or less than 1 cm, 0.8 cm or 0.5). The smaller the maximum distance, the better the sealing effect of the labyrinth seal. Conversely, however, increases the probability that it comes to a contact of the sealing ring 140 and a surface of the recess during operation.
  • the sealing ring 140 has a sealing lip 144 which leads from the remaining sealing ring 140 to a surface of the recess and is in contact with the surface of the recess.
  • the sealing lip 144 may include an acute angle with the surface of the recess such that a contact surface of the sealing lip 144 with the surface of the recess along the labyrinth of the formed labyrinth seal is farther from the interior of the rolling bearing 100 to receive the rolling elements 130 as a terminal region
  • the sealing lip 144 may be formed so as to approach and touch obliquely from the remaining sealing ring 140 to the surface of the recess, so that lubricant from the interior of the rolling bearing 100 is more likely can escape as dust or water from the outer space of the bearing can penetrate into the interior of the bearing 100.
  • the recess may be formed such that it surrounds the sealing ring 140 with no contact with the surface of the recess except for the contact of the sealing lip 144 or, conversely, the sealing ring 140 may be designed such that it is in contact with the sealing lip 144 Surface of the recess does not touch the recess.
  • the sealing ring 140 has a substantially rectangular basic shape in this example. From the basic shape, however, by a bulge on the side surface with which the sealing ring 140 is disposed on the inner ring 110, a sealing lip on an orthogonal to the surface of the inner ring 110 side surface of the sealing ring 140 and an obliquely leading into the sealing ring 140 notch in which a Hose spring 142 is arranged. In this case, the notch between the sealing lip 144 and the remaining sealing ring 140 is formed and leads from the sealing lip 144 having the side of the sealing ring 140 in the direction of that side surface of the sealing ring 140 with which the sealing ring 140 is disposed on the inner ring 110.
  • the recess and the seal ring 140 may be formed such that a smallest distance of a surface of the recess from the seal ring in the axial direction of the rolling bearing 100 is smaller than 5 mm (or 3 mm, 1 mm or 0.5 mm), especially between 0 , 5 mm and 3 mm, and is less than 1 cm (or less than 7 mm, 5 mm or 3 mm) in the radial direction.
  • a rolling bearing in the axial direction a smaller smallest distance of the surface of the recess of the Sealing ring than in the radial direction.
  • the rolling bearing 100 has a second sealing ring 180.
  • the second sealing ring 180 is arranged on a surface of the inner ring 110 or the outer ring 120 and correspondingly, the outer ring 120 or the inner ring 110 has a further recess.
  • the further recess is formed and arranged to surround a majority of an exposed surface of the second seal ring 180 without contact, so that between an interior of the rolling bearing 100 for receiving the rolling elements 130 and an outer space of the rolling bearing 100 through the second sealing ring 180 and the further recess a labyrinth seal is formed and the interior of the rolling bearing 100 for receiving the rolling element 130 on both (two) sides of the rolling bearing 100 is sealed by the formed labyrinth seals.
  • the second sealing ring 180 and the further recess optionally one or more of the previously described possible embodiments of the first sealing ring 140 and its recess can be realized.
  • the described concept with its optional designs is an interesting sealing concept for large bearings.
  • a large bearing can be called a rolling bearing from a diameter of for example 50 cm.
  • some embodiments also relate to the implementation of the described concept for rolling bearings with a diameter of more than 1 m, more than 1.8 m, more than 2.5 m or even more than 4 m.
  • the diameter of a roller bearing can be defined, for example, by an inner diameter of the inner ring, a center diameter of the inner space of the rolling bearing or an outer diameter of the outer ring or in a similar manner.
  • the rolling bearing may be, for example, a cylindrical roller bearing or a tapered roller bearing and in particular a double row or four row tapered roller bearing. But not only in large warehouses an implementation of the described sealing concept is interesting.
  • 1 also shows an example of a rolling bearing 200 having an inner ring 110, an outer ring 120, a plurality of rolling elements 130 located between the inner ring 110 and the outer ring 120, and at least one sealing ring 140.
  • the sealing ring 140 is attached to a surface of the inner ring 110 or the outer ring 120 arranged and correspondingly, the outer ring 120 or the inner ring 110 has a recess.
  • the recess is formed and arranged to surround a majority of an exposed surface of the sealing ring 140 without contact, so that between an inner space of the rolling bearing 100 for receiving the rolling elements 130 and an outer ring of the rolling bearing 100 through the sealing ring 140 and the recess a labyrinth seal is formed.
  • the sealing ring 140 is at least partially made of a rubber elastomer or a thermoplastic polymer, in particular polyurethane.
  • a labyrinth seal By the use of a sealing ring, which consists at least partially of a rubber elastomer or a thermoplastic polymer, a labyrinth seal can be formed, which is basically a non-contact seal, but in which there can not be too much damage when the sealing ring in operation now and then touches the surface of the recess.
  • the described concept In contrast to the use of steel rings as a sealing ring for labyrinth seals, the described concept, the minimum distance between a surface of the recess and the sealing ring can be reduced, so that the sealing effect of the labyrinth seal is increased, and / or it allows the use of a labyrinth seal in rolling bearings large diameters (greater than 50 cm), since steel rings in such large diameters are difficult to integrate in the rolling bearing and the movement tolerances are higher in large bearings.
  • a labyrinth seal as non-contact seal the maintenance costs can be generally reduced.
  • a contact of the sealing ring with the surface of the recess can cause much less damage than a contact of a sealing ring made of steel, so that at this point the maintenance can also be reduced.
  • rolling bearing 200 one or more of the optional implementation s described above may be realized.
  • Some embodiments relate to a non-contact seal (labyrinth) for a DRTRB (Nautilus, double-row tapered roller bearing) with integrated dust lip (sealing lip).
  • a (useful) labyrinth seal can be easily realized.
  • This Seal concept is feasible in terms of cost and feasibility.
  • Bearing, seal carrier (recess forming component) and cover can be serial parts.
  • the seal can be realized by a single change to the series (the inner ring) by a radial groove on the inner ring. As a result, it may be that no fundamental design changes to the series part are necessary. Thus, this would have a minor impact on the process chain.
  • the seal can be replaceable (through the removable cover) without having to disassemble the bearing.
  • a sealing lip can be integrated on the labyrinth ring (sealing ring). This is a safeguard against environmental influences (dust, water). Alternatively, this can be solved with an additional V-ring. With this implementation (sealing lip on the sealing ring), this function is integrated in the labyrinth ring.
  • aspects of the present invention have been described in the context of an apparatus, it will be understood that these aspects also constitute a description of a corresponding method such that a block or device of a device may also be considered a corresponding method step or feature of a method step , For example, a method for producing or operating a filter cartridge to understand.
  • aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.

Landscapes

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Abstract

Ein Wälzlager (100), insbesondere ein Wälzlager (100) mit einem Durchmesser größer als 50cm, umfasst einen Innenring (110), einen Außenring (120), mehrere zwischen dem Innenring (110) und dem Außenring (120) liegende Wälzkörper (130) und zumindest einen Dichtungsring (140). Der Dichtungsring (140) ist an einer Oberfläche des Innenrings (110) oder des Außenrings (120) angeordnet und entsprechend weist der Außenring (120) oder der Innenring (110) eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung ist ausgebildet und angeordnet, um einen überwiegenden Teil einer freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings (140) berührungsfrei zu umgeben, sodass zwischen einem Innenraum des Wälzlagers (100) zur Aufnahme der Wälzkörper (130) und einem Außenraum des Wälzlagers (100) durch den Dichtungsring (140) und die Ausnehmung eine Labyrinthdichtung gebildet wird.

Description

B e s c h r e i b u n g
GROSSWÄLZLAGER MIT LABYRINTHDICHTUNG
Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Wälzlager und insbesondere auf Wälzlager mit einem Durchmesser größer als 50 cm.
Bei Wälzlagern ist es für die Lebensdauer von entscheidender Bedeutung den Innenraum des Wälzlagers, in dem die Wälzkörper angeordnet sind, vor äußeren Umwelteinflüssen, wie Staub und Wasser, zu schützen. Umgekehrt sollen auch Schmiermittel am Austreten aus dem Wälzlager gehindert werden.
Dafür sind verschiedene Dichtungssysteme bekannt, die sich je nach Art des Wälzlagers und den gestellten Anforderungen unterscheiden.
Beispielsweise werden bei Großlagern, wie zweireihigen Kegelrolllagern (DRTRB, double row taper roller bearing), Radialwellendichtungen verwendet. Diese haben jedoch einen hohen Verschleiß und müssen oft ausgetauscht werden, wodurch ein hoher Wartungsaufwand für solche Wälzlager entsteht.
Es besteht daher Bedarf ein Wälzlager zu schaffen, das es ermöglicht, den Wartungsaufwand zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch ein Wälzlager gemäß Anspruch 1 gelöst.
Ein Wälzlager gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einem Durchmesser von mehr als 50cm umfasst einen Innenring, einen Außenring, mehrere zwischen dem Innenring und dem Außenring liegende Wälzkörper und zumindest einen Dichtungsring. Der Dichtungs- ring ist an einer Oberfläche des Innenrings oder des Außenrings angeordnet und entsprechend weist der Außenring oder der Innenring eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung ist ausgebildet und angeordnet, um einen überwiegenden Teil einer freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings berührungsfrei zu umgeben, sodass zwischen einem Innenraum des Wälzlagers zur Aufnahme der Wälzkörper und einem Außenraum des Wälzlagers durch den Dichtungsring und die Ausnehmung einer Labyrinthdichtung gebildet wird.
Bei Großlagern, wie Wälzlagern mit einem Durchmesser von mehr als 50 cm, kann durch die Integration einer Labyrinthdichtung eine berührungsfreie Dichtung erreicht werden. Dadurch kann der Wartungsaufwand für das Wälzlager deutlich reduziert werden. Insofern können die Kosten für die Wartung aber auch Materialkosten für neue Dichtungsringe durch einen geringeren Verschleiß verringert werden.
Ein Wälzlager gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst einen Innenring, einen Außenring, mehrere zwischen dem Innenring und dem Außenring liegende Wälzkörper und zumindest einen Dichtungsring. Der Dichtungsring ist an einer Oberfläche des Innenrings oder des Außenrings angeordnet und entsprechend weist der Außenring oder der Innenring eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung ist ausgebildet und angeordnet, um einen überwiegenden Teil einer freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings berührungsfrei zu umgeben, sodass zwischen einem Innenring des Wälzlagers zur Aufnahme der Wälzkörper und einem Außenraum des Wälzlagers durch den Dichtungsring und die Ausnehmung eine Labyrinthdichtung gebildet wird. Der Dichtungsring besteht dabei zumindest teilweise aus einem Gummi- Elastomer oder einem thermoplastischen Polymer, wie z. B. Polyurethan. Durch die Verwendung eines Dichtungsrings, der zumindest teilweise aus einem Gummi- Elastomer oder einem thermoplastischen Polymer besteht, kann eine Labyrinthdichtung gebildet werden, die grundsätzlich eine berührungsfreie Dichtung ist, bei der es jedoch auch nicht zu großen Beschädigungen kommen kann, wenn der Dichtungsring in Betrieb ab und zu die Oberfläche der Ausnehmung berührt. Im Gegensatz zur Verwendung von Stahlringen als Dichtungsring für Labyrinthdichtungen, kann durch das beschriebene Konzept der minimale Abstand zwischen einer Oberfläche der Ausnehmung und dem Dichtungsring reduziert werden, sodass die Dichtwirkung der Labyrinthdichtung erhöht wird, und/oder es ermöglicht den Einsatz einer Labyrinthdichtung bei Wälzlagern mit großen Durchmessern (größer 50 cm), da Stahlringe in solchen großen Durchmessern schwierig im Wälzlager zu integrieren sind und die Bewegungstoleranzen bei Großlagern höher sind. Durch die Verwendung einer Labyrinthdichtung als berührungsfreie Dichtung kann der Wartungsaufwand generell reduziert werden. Hinzu kommt, dass bei Verwendung eines Dichtungsrings nach dem beschriebenen Konzept eine Berührung des Dichtrings mit der Oberfläche der Ausnehmung weit weniger Beschädigungen hervorrufen kann als eine Berührung eines Dichtungsrings aus Stahl, sodass an dieser Stelle der Wartungsaufwand ebenfalls reduziert werden kann.
Bei einigen Ausführungsbeispielen ist der Dichtungsring an einer Oberfläche des Innen- rings angeordnet und der Außenring weist die Ausnehmung auf. Der Außenring umfasst dabei ein ausnehmungsbildendes Bauteil und einen Deckel, die gemeinsam die Ausnehmung bilden. Der Deckel ist mit dem ausnehmungsbildenden Bauteil durch wieder lösbare Verbindungsmittel verbunden. Dadurch ist die Dichtung leicht zugänglich und kann durch Abnahme des Deckels ausgewechselt werden. Der Zeitaufwand für einen Austausch des Dichtungsrings kann dadurch deutlich reduziert werden.
Bei einem Wälzlager nach einem Ausführungsbeispiel, bei dem der Dichtungsring an einer Oberfläche des Innenrings angeordnet ist und der Außenring die Ausnehmung aufweist, kann der Innenring eine Nut und der Dichtungsring eine in die Nut ragende Auswölbung aufweisen. Dadurch kann der Dichtungsring in seiner Position auf der Oberfläche des Innenrings gehalten werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Berührung der Oberfläche der Ausnehmung durch den Dichtungsring reduziert werden kann.
Bei einigen Ausführungsbeispielen weist der Dichtungsring eine Dichtlippe auf, die von dem restlichen Dichtungsring zu einer Oberfläche der Ausnehmung führt und mit der Oberfläche der Ausnehmung in Kontakt ist. Durch die Integration einer Dichtlippe in die Labyrinthdichtung können die Vorteile einer berührungsfreien Labyrinthdichtung mit den besseren Dichteigenschaften einer berührenden Dichtung kombiniert werden. Die Vorspannung der Dichtlippe auf die Oberfläche der Ausnehmung kann so gering gewählt wer- den, dass die Reibungsverluste vernachlässigbar sind und sich der Verschleiß in Grenzen hält. Jedoch kann gewährleistet werden, dass es für Staub oder Wasser von außen fast unmöglich ist, in den Innenraum des Wälzlagers zu gelangen. Bei einem Wälzlager eines Ausführungsbeispiels kann es sich z. B. um ein Zylinderrolllager oder ein Kegelrolllager, insbesondere ein zweireihiges oder vierreihiges Kegelrolllager, handeln. Diese Wälzlagertypen werden meist für Großlager (Durchmesser größer 50 cm) verwendet. Nach dem beschriebenen Konzept kann bei solchen Großlagern eine Laby- rinthdichtung verwendet werden, sodass der Wartungsaufwand deutlich reduziert werden kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, bezugnehmend auf die beiliegende Figur, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen Teil eines Wälzlagers.
Im Folgenden können bei unterschiedlichen, beschriebenen Ausführungsbeispielen teilweise für Objekte und Funktionseinheiten, die gleiche oder ähnliche funktionelle Eigenschaf- ten aufweisen, gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Des Weiteren können optionale Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar oder zueinander austauschbar sein.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Wälzlagers 100 als ein Ausführungsbeispiel. Das Wälzlager 100 mit einem Durchmesser größer 50 cm umfasst einen Innenring 110 (IR, inner ring), einen Außenring 120 (OR, outer ring), mehrere zwischen dem Innenring 110 und dem Außenring 120 liegende Wälzkörper 130 und zumindest einen Dichtungsring 140. Der Dichtungsring 140 ist an einer Oberfläche des Innenrings 110 oder des Außenrings 120 angeordnet und entsprechend weist der Außenring 120 oder der Innenring 110 eine Aus- nehmung auf. Die Ausnehmung ist ausgebildet und angeordnet, um einen überwiegenden Teil einer freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings 140 berührungsfrei zu umgeben, sodass zwischen einem Innenraum des Wälzlagers 100 zur Aufnahme der Wälzkörper 130 und einem Außenraum des Wälzlagers 100 durch den Dichtungsring 140 und die Ausnehmung eine Labyrinthdichtung gebildet wird.
Durch die Verwendung einer Labyrinthdichtung kann der Wartungsaufwand des Wälzlagers deutlich reduziert werden, da der Verschleiß deutlich geringer ist als bei berührenden Dichtungen. In anderen Worten, bei Großlagern, wie Wälzlagern mit einem Durchmesser von mehr als 50 cm, kann durch die Integration einer Labyrinthdichtung eine berührungs- freie Dichtung erreicht werden. Dadurch kann der Wartungsaufwand für das Wälzlager deutlich reduziert werden. Insofern können die Kosten für die Wartung aber auch Materialkosten für neue Dichtungsringe durch einen geringeren Verschleiß verringert werden. Im Innenraum des Wälzlagers 100 sind die Wälzkörper 130 angeordnet. Dieser Bereich des Wälzlagers soll durch die Labyrinthdichtung vor eindringendem Staub oder Wasser geschützt werden. Umgekehrt sollen möglicherweise vorhandene Schmiermittel an einem Austreten aus dem Innenraum gehindert werden. Der Außenraum des Wälzlagers 100 ist jener Bereich, der nicht mehr zum Wälzlager 100 gehört und über den durch die umgeben- de Umwelt Staub oder Wasser in das Wälzlager eindringen kann.
Der Dichtungsring 140 ist an einer Oberfläche des Innenrings 110 oder des Außenrings 120 angeordnet. Insofern weist der Dichtungsring 140 eine nicht freiliegende Oberfläche (eine mit dem Innenring oder dem Außenring in Kontakt stehende Oberfläche) auf. Der restliche Teil der Oberfläche des Dichtungsrings 140 kann als freiliegende Oberfläche bezeichnet werden. Diese freiliegende Oberfläche des Dichtungsrings 140 wird zum überwiegenden Teil berührungsfrei von der Ausnehmung umgeben. Das heißt, dass eine Oberfläche der Ausnehmung über einen überwiegenden Teil der freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings 140 der freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings 140 näher ist als der Innenraum oder der Außenraum des Wälzlagers 100. Mit einem überwiegenden Teil der freien Oberfläche ist zumindest 50 % (oder 70, 80 oder 90 %) der freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings 140 gemeint.
Der Dichtungsring 140 kann auf einer zylinderförmigen Oberfläche des Innenrings 110 oder des Außenrings 120 (die z.B. rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse des Wälzlagers ist) angeordnet sein, wobei die zylinderförmige Oberfläche zwischen dem Innenraum und dem Außenraum des Wälzlagers 100 angeordnet ist. Dementsprechend wäre der Dichtungsring 140 in diesem Beispiel in seiner Längsausdehnung kreisförmig (und in seinem Querschnitt beispielsweise im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch).
Der Dichtungsring 140 kann sich über den gesamten Umfang des Innenrings 110 (kreisförmig, ringförmig) erstrecken und entsprechend kann sich die Ausnehmung über den gesamten Innenumfang des Außenrings 120 (kreisförmig, ringförmig) erstrecken. Der Dichtungsring 140 (oder Labyrinthdichtung) kann beispielsweise aus einem Metall, wie z. B. Stahl, bestehen. Bevorzugt besteht der Dichtungsring 140 jedoch zumindest teilweise (oder vollständig) aus einem Gummi-Elastomer (z. B. Nitrilkautschuk), oder einem thermoplastischen Elastomer (z. B. Polyurethan).
Durch die Verwendung eines Dichtungsrings, der zumindest teilweise aus einem Gummi- Elastomer oder einem thermoplastischen Polymer besteht, kann eine Labyrinthdichtung gebildet werden, die grundsätzlich eine berührungsfreie Dichtung ist, bei der es jedoch auch nicht zu großen Beschädigungen kommen kann, wenn der Dichtungsring in Betrieb ab und zu die Oberfläche der Ausnehmung berührt. Im Gegensatz zur Verwendung von Stahlringen als Dichtungsring für Labyrinthdichtungen, kann durch das beschriebene Konzept der minimale Abstand zwischen einer Oberfläche der Ausnehmung und dem Dichtungsring reduziert werden, sodass die Dichtwirkung der Labyrinthdichtung erhöht wird, und/oder es ermöglicht den Einsatz einer Labyrinthdichtung bei Wälzlagern mit großen Durchmessern (größer 50 cm), da Stahlringe in solchen großen Durchmessern schwierig im Wälzlager zu integrieren sind und die Bewegungstoleranzen bei Großlagern höher sind.
Die Ausnehmung kann den Dichtungsring 140 beispielsweise U-förmig umgeben. Ist der Dichtungsring 140 z.B. im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch, so umgibt die U- förmige Ausnehmung den überwiegenden Teil der drei freiliegenden Seiten des Dichtungsrings. Mit der vierten Seite ist der Dichtungsring 140 dann auf dem Innenring 110 oder dem Außenring 120 angeordnet.
Das Wälzlager 100 aus Fig. 1 zeigt neben den bereits erwähnten Elementen für ein konkre- tes Ausführungsbeispiel zusätzliche optionale und miteinander kombinierbare Details, wie z. B. eine Nut 112, ein ausnehmungsbildendes Bauteil 150 (dichtungsträger), einen Deckel 160, eine Schlauchfeder 142, eine Dichtlippe 144, ein lösbares Verbindungsmittel 170 oder einen zweiten Dichtungsring 180. Auf diese optionalen Elemente wird im Folgenden eingegangen. Es können ein oder mehrere dieser optionalen Elemente mit dem allgemein be- schriebenen Konzept kombiniert werden.
Der Dichtungsring 140 kann an einer Oberfläche des Außenrings angeordnet sein und der Innenring 110 kann die Ausnehmung aufweisen. Bevorzugt ist jedoch der Dichtungsring 140 an einer Oberfläche des Innenrings 110 angeordnet und der Außenring 120 weist die Ausnehmung auf, da in diesem Beispiel der Dichtungsring 140 einfach an der Oberfläche des Innenrings in seiner Position gehalten werden kann. Beispielsweise kann dann der Dichtungsring 140 einen Dichtungskörper und eine Feder, wie z.B. eine Schlauchfeder 142, umfassen. Der Dichtungskörper und die Schlauchfeder 142 können so angeordnet sein, dass der Dichtungskörper von der Schlauchfeder 142 gegen den Innenring 110 gedrückt wird. Dadurch kann der Dichtungsring 140 einfach in seiner Position auf der Oberfläche des Innenrings gehalten werden.
Optional kann der Innenring 110 (oder alternativ der Außenring 120) eine Nut 112 und der Dichtungsring 140 eine in die Nut 112 ragende Auswölbung aufweisen, sodass der Dichtungsring 140 in seiner Position auf der Oberfläche des Innenrings 110 (oder alternativ des Außenrings 120) gehalten wird. Umgekehrt könnte auch der Dichtungsring 140 eine Nut und der Innenring 110 eine in die Nut ragende Auswölbung aufweisen. Vor allem gegenüber Kräften die parallel zur Oberfläche des Innenrings 110 auf den Dichtungsring 140 wirken, kann die Nut 112 ein Verrutschen des Dichtungsrings 140 verhindern.
In Kombination kann auch zusätzlich zu der Nut 112 eine Schlauchfeder verwendet werden, um den Dichtungsring 140 gegen den Innenring 110 zu drücken um ein Herausrutschen des Dichtungsrings 140 aus der Nut 112 auf Grund von orthogonal zur Oberfläche des Innenrings 110 wirkende Kräfte (z. B. Fliehkräfte durch die Rotation des Wälzlagers) zu verhindern.
Ferner kann der Außenring 120 (oder der Innenring 110) optional ein ausnehmungsbilden- des Bauteil 150 und einen Deckel 160 umfassen, die gemeinsam die Ausnehmung bilden. Dabei kann der Deckel 160 mit dem ausnehmungsbildenden Bauteil 150 durch wieder lösbare Verbindungsmittel (z. B. Schrauben) verbunden sein. Dadurch kann es ermöglicht werden, den Dichtungsring 140 mit geringem Aufwand durch Entfernen des Deckels 160 auszutauschen. Der Wartungsaufwand kann dadurch weiter deutlich gesenkt werden. In einer möglichen Ausgestaltung liegt das ausnehmungsbildende Bauteil 150 in einer L- Form dem Dichtungsring 140 an zwei Seiten gegenüber und der Deckel 160 liegt dem Dichtungsring 140 an einer dritten Seite gegenüber, sodass das ausnehmungsbildende Bauteil 150 und der Deckel 160 den Dichtungsring 140 U-förmig umgeben. Die offene Seite der U-förmigen Ausnehmung liegt dann beispielsweise der Oberfläche des Innenrings 110 gegenüber auf der der Dichtungsring 140 angeordnet ist.
In einer U-förmigen Ausgestaltung der Ausnehmung verläuft der Spalt der Labyrinthdich- tung U-förmig um den Dichtungsring 140. Beispielsweise ist lediglich ein Spalt zwischen der Oberfläche des Innenrings 110 und einer ersten Seite der U-förmigen Ausnehmung zum Innenraum des Wälzlagers 100 und ein zweiter Spalt zwischen der Oberfläche des Innenrings 110 und einer zweiten Seite der Ausnehmung zum Außenraum des Wälzlagers 100 vorhanden, die über den U-förmigen Spalt der Labyrinthdichtung miteinander verbun- den sind. In anderen Worten, die Ausnehmung kann so ausgebildet sein, dass die freiliegende Oberfläche des Dichtungsrings 140 bis auf einen Spalt zu dem Innenraum des Wälzlagers 100 zur Aufnahme der Wälzkörper 130 und einem Spalt zu dem Außenraum des Wälzlagers 100 vollständig von der Ausnehmung umgeben ist. Dabei kann ein maximaler Abstand eines Punkts der freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings 140 zu einem nä- hesten Punkt auf einer Oberfläche der Ausnehmung kleiner als 2 cm (oder kleiner als 1 cm, 0,8 cm oder 0,5) sein. Je kleiner der maximale Abstand gewählt wird, umso besser ist die Dichtwirkung der Labyrinthdichtung. Umgekehrt steigt jedoch die Wahrscheinlichkeit, dass es im Betrieb zu einer Berührung des Dichtrings 140 und einer Oberfläche der Ausnehmung kommt.
Optional weist der Dichtungsring 140 eine Dichtlippe 144 auf, die von dem restlichen Dichtungsring 140 zu einer Oberfläche der Ausnehmung führt und mit der Oberfläche der Ausnehmung in Kontakt ist. Die Dichtlippe 144 kann beispielsweise mit der Oberfläche der Ausnehmung einen spitzen Winkel einschließen, sodass eine Kontaktfläche der Dichtlippe 144 mit der Oberfläche der Ausnehmung entlang des Labyrinths der gebildeten Labyrinthdichtung weiter von dem Innenraum des Wälzlagers 100 zur Aufnahme der Wälzkörper 130 entfernt ist, als ein Anschlussbereich der Dichtlippe 144 an dem restlichen Dichtungsring 140. In anderen Wor- ten, die Dichtungslippe 144 kann so ausgebildet sein, dass sie sich schräg von dem restlichen Dichtungsring 140 an die Oberfläche der Ausnehmung annähert und berührt, sodass eher Schmiermittel aus dem Innenraum des Wälzlagers 100 austreten kann als Staub oder Wasser vom Außenraum des Wälzlagers in den Innenraum des Wälzlagers 100 eindringen kann. Dabei kann in einer Ausführungsform die Ausnehmung so ausgebildet sein, dass sie den Dichtungsring 140 bis auf den Kontakt der Dichtlippe 144 mit der Oberfläche der Ausnehmung berührungsfrei umgibt oder umgekehrt der Dichtungsring 140 so ausgebildet sein, dass er bis auf den Kontakt der Dichtlippe 144 mit der Oberfläche der Ausnehmung die Ausnehmung nicht berührt.
In dem konkreten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 sind mehrere der beschriebenen, optionalen Ausführungsformen miteinander kombiniert. Der Dichtungsring 140 weist in diesem Beispiel eine im Wesentlichen rechteckige Grundform auf. Von der Grundform wird jedoch durch eine Auswölbung auf der Seitenfläche mit welcher der Dichtungsring 140 auf dem Innenring 110 angeordnet ist, eine Dichtlippe auf einer zur Oberfläche des Innenring 110 orthogonalen Seitenfläche des Dichtungsrings 140 und eine schräg in den Dichtungsring 140 führende Einkerbung, in der eine Schlauchfeder 142 angeordnet ist. Dabei wird die Einkerbung zwischen der Dichtlippe 144 und dem restlichen Dichtungsring 140 gebildet und führt von der die Dichtlippe 144 aufweisenden Seite des Dichtungsrings 140 in Richtung jener Seitenfläche des Dichtungsrings 140 mit welcher der Dichtungsring 140 auf dem Innenring 110 angeordnet ist. Wie bereits erwähnt ist die Dichtwirkung der Labyrinthdichtung umso besser, je kleiner der Abstand der Ausnehmung zu dem Dichtungsring 140 ist. Beispielsweise können die Ausnehmung und der Dichtungsrings 140 so ausgebildet sein, dass ein kleinster Abstand einer Oberfläche der Ausnehmung von dem Dichtungsring in axialer Richtung des Wälzlagers 100 kleiner als 5 mm (oder 3 mm, 1 mm oder 0,5 mm), insbesondere zwischen 0,5 mm und 3 mm, ist und in radialer Richtung kleiner als 1 cm (oder kleiner als 7 mm, 5 mm oder 3 mm), ist. Da die Verformung des Wälzlagers 100 im Betrieb in axialer Richtung (in Richtung parallel zur Rotationsachse des Wälzlagers) normalerweise kleiner ist als in radialer Richtung (orthogonal zur Rotationsachse des Wälzlagers) kann ein Wälzlager in axialer Richtung einen kleineren kleinsten Abstand der Oberfläche der Ausnehmung von dem Dichtungsring aufweisen als in radialer Richtung.
Normalerweise weist ein Wälzlager zwei Seiten auf an denen der Innenraum des Wälzlagers 100 in dem die Wälzkörper 130 angeordnet sind, gegenüber dem Außenraum des Wälzlagers 100 abgedichtet werden soll. Dabei können an den beiden Seiten unterschiedli- che Dichtungskonzepte verwendet werden. Meist wird jedoch auf beiden Seiten im Wesentlichen dasselbe Dichtungskonzept verwendet werden. In einem solchen Beispiel (wie es auch in Fig. 1 gezeigt ist) weist das Wälzlager 100 einen zweiten Dichtungsring 180 auf. Der zweite Dichtungsring 180 ist an einer Oberfläche des Innenrings 110 oder des Außen- rings 120 angeordnet und entsprechend weist der Außenring 120 oder der Innenring 110 eine weitere Ausnehmung auf. Die weitere Ausnehmung ist ausgebildet und angeordnet, um einen überwiegenden Teil einer freiliegenden Oberfläche des zweiten Dichtungsrings 180 berührungsfrei zu umgeben, sodass zwischen einem Innenraum des Wälzlagers 100 zur Aufnahme der Wälzkörper 130 und einem Außenraum des Wälzlagers 100 durch den zweiten Dichtungsring 180 und die weitere Ausnehmung eine Labyrinthdichtung gebildet wird und der Innenraum des Wälzlagers 100 zur Aufnahme des Wälzkörpers 130 auf beiden (zwei) Seiten des Wälzlagers 100 durch die gebildeten Labyrinthdichtungen abgedichtet wird. Für den zweiten Dichtungsring 180 und die weitere Ausnehmung können optional ein oder mehrere der zuvor beschriebenen möglichen Ausgestaltungen des ersten Dich- tungsrings 140 und dessen Ausnehmung realisiert werden.
Das beschriebene Konzept mit seinen optionalen Ausgestaltungen ist ein interessantes Dichtungskonzept für Großlager. Als Großlager kann ein Wälzlager ab einem Durchmesser von beispielsweise 50 cm bezeichnet werden. Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich jedoch auch auf die Implementierung des beschriebenen Konzepts bei Wälzlagern mit einem Durchmesser von mehr als 1 m, mehr als 1,8 m, mehr als 2,5 m oder auch mehr als 4 m. Der Durchmesser eines Wälzlagers kann dabei beispielsweise durch einen Innendurchmesser des Innenrings, einen Mittendurchmesser des Innenraums des Wälzlagers o- der einen Außendurchmesser des Außenrings oder auf ähnliche Art definiert sein.
Bei dem Wälzlager kann es sich beispielsweise um ein Zylinderrolllager oder ein Kegelrolllager und insbesondere um ein zweireihiges oder ein vierreihiges Kegelrolllager handeln. Aber nicht nur bei Großlagern ist eine Implementierung des beschriebenen Dichtungskonzepts interessant. Fig. 1 zeigt auch ein Beispiel eines Wälzlagers 200 mit einem Innenring 110, einem Außenring 120, mehreren zwischen dem Innenring 110 und dem Außenring 120 liegenden Wälzkörpern 130 und zumindest einem Dichtungsring 140. Der Dichtungsring 140 ist an einer Oberfläche des Innenrings 110 oder des Außenrings 120 angeordnet und entsprechend weist der Außenring 120 oder der Innenring 110 eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung ist ausgebildet und angeordnet, um einen überwiegenden Teil einer freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings 140 berührungsfrei zu umgeben, sodass zwischen einem Innenraum des Wälzlagers 100 zur Aufnahme der Wälzkörper 130 und einem Au- ßenring des Wälzlagers 100 durch den Dichtungsring 140 und die Ausnehmung eine Labyrinthdichtung gebildet wird. Ferner besteht der Dichtungsring 140 zumindest teilweise aus einem Gummi-Elastomer oder einem thermoplastischen Polymer, insbesondere Polyurethan. Durch die Verwendung eines Dichtungsrings, der zumindest teilweise aus einem Gummi- Elastomer oder einem thermoplastischen Polymer besteht, kann eine Labyrinthdichtung gebildet werden, die grundsätzlich eine berührungsfreie Dichtung ist, bei der es jedoch auch nicht zu großen Beschädigungen kommen kann, wenn der Dichtungsring in Betrieb ab und zu die Oberfläche der Ausnehmung berührt. Im Gegensatz zur Verwendung von Stahlringen als Dichtungsring für Labyrinthdichtungen, kann durch das beschriebene Konzept der minimale Abstand zwischen einer Oberfläche der Ausnehmung und dem Dichtungsring reduziert werden, sodass die Dichtwirkung der Labyrinthdichtung erhöht wird, und/oder es ermöglicht den Einsatz einer Labyrinthdichtung bei Wälzlagern mit großen Durchmessern (größer 50 cm), da Stahlringe in solchen großen Durchmessern schwierig im Wälzlager zu integrieren sind und die Bewegungstoleranzen bei Großlagern höher sind. Durch die Verwendung einer Labyrinthdichtung als berührungsfreie Dichtung kann der Wartungsaufwand generell reduziert werden. Hinzu kommt, dass bei Verwendung eines Dichtungsrings nach dem beschriebenen Konzept eine Berührung des Dichtrings mit der Oberfläche der Ausnehmung weit weniger Beschädigungen hervorrufen kann als eine Be- rührung eines Dichtungsrings aus Stahl, sodass an dieser Stelle der Wartungsaufwand ebenfalls reduziert werden kann.
Ferner kann für das Wälzlager 200 ein oder mehr der zuvor beschriebenen, optionalen Implementierung s Varianten realisiert werden.
Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine berührungslose Dichtung (Labyrinth) für ein DRTRB (Nautilus, zweireihiges Kegelrolllager) mit integrierter Staublippe (Dichtlippe). Nach dem beschriebenen Konzept kann für Großlager, insbesondere zweireihige Kegelrolllager, eine (brauchbare) Labyrinthdichtung einfach realisiert werden. Dieses Dichtungskonzept ist im Hinblick auf Kosten und Machbarkeit realisierbar. Im Vergleich zu bisher verwendeten Radialwellendichtungen kann durch die beschriebene Labyrinthdichtung ein berührungsloses System bereitgestellt werden. Durch das beschriebene Konzept kann beispielsweise eine einfache, kostengünstige Labyrinthdichtung hergestellt werden. Lager, Dichtungsträger (ausnehmungsbildendes Bauteil) und Deckel können Serienteile sein. Der Labyrinthring (Dichtungsring), z. B. aus Polyurethan, kann mit einer Federvorspannung eingebaut werden (z. B. mit einer Schlauchfeder). Beispielsweise kann die Dichtung durch eine einzige Änderung am Serienstand (des Innenrings) durch eine radiale Nut am Innenring realisiert werden. Dadurch kann es sein, dass keine grundsätzlichen Konstruktionsänderungen am Serienteil notwendig sind. Somit hätte dies einen geringen Einfluss auf die Prozesskette. Die Dichtung kann auswechselbar sein (durch den abnehmbaren Deckel) ohne dass das Lager demontiert werden muss. Am Labyrinthring (Dichtungsring) kann eine Dichtlippe integriert werden. Diese ist eine Absi- cherung gegenüber Umwelteinflüssen (Staub, Wasser). Alternativ kann dies mit einem zusätzlichen V-Ring gelöst werden. Mit dieser Implementierung (Dichtlippe am Dichtungsring) ist diese Funktion am Labyrinthring integriert.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und in den Zeich- nungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Obwohl manche Aspekte der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Vor- richtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung eines entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschritts, beispielsweise einem Verfahren zum Herstellen oder Betreiben einer Filterkassette, zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit ei- nem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details bzw. Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Va- riationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele präsentiert wurden, beschränkt ist.
Bezugszeichenliste
100/200 Wälzlager
110 Innenring
112 Nut
120 Außenring
130 Wälzkörper
140 Dichtungsring
142 Schlauchfeder
144 Dichtlippe
150 ausnehmungsbildendes Bauteil
160 Deckel
170 lösbares Verbindungsmittel
180 zweiter Dichtungsring

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Wälzlager
Wälzlager (100) mit einem Durchmesser größer als 50 cm, mit folgenden
Merkmalen: einem Innenring (110); einem Außenring (120); mehreren zwischen dem Innenring (110) und dem Außenring (120) liegende Wälzkörper (130); und zumindest einem Dichtungsring (140), wobei der Dichtungsring (140) an einer Oberfläche des Innenrings (110) oder des Außenrings (120) angeordnet ist und entsprechend der Außenring (120) oder der Innenring (110) eine Ausnehmung aufweist, wobei die Ausnehmung ausgebildet und angeordnet ist, um einen überwiegenden Teil einer freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings (140) berührungsfrei zu umgeben, sodass zwischen einem Innenraum des Wälzlagers (100) zur Aufnahme der Wälzkörper (130) und einem Außenraum des Wälzlagers (100) durch den Dichtungsring (140) und die Ausnehmung eine Labyrinthdichtung gebildet wird.
Wälzlager gemäß Anspruch 1, wobei der Dichtungsring (140) zumindest teilweise aus einem Gummi-Elastomer oder einem thermoplastischen Polymer, insbesondere Polyurethan, besteht. Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung den Dichtungsring (140) U-förmig umgibt.
Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungsring (140) an einer Oberfläche des Innenrings (110) angeordnet ist und der Außenring
(120) die Ausnehmung aufweist, wobei der Außenring (120) ein ausnehmungsbil- dendes Bauteil (150) und einen Deckel (160) umfasst, die gemeinsam die Ausnehmung bilden, wobei der Deckel (160) mit dem ausnehmungsbildenden Bauteil (150) durch wieder lösbare Verbindungsmittel (170) verbunden ist.
Wälzlager gemäß Anspruch 4, wobei das ausnehmungsbildende Bauteil (150) im Wesentlichen in einer L-Form dem Dichtungsring (140) an zwei Seiten gegenüber liegt und der Deckel (160) dem Dichtungsring (140) an einer dritten Seite gegenüberliegt, sodass das ausnehmungsbildende Bauteil (150) und der Deckel (160) den Dichtungsring (140) U-förmig umgeben.
Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungsring (140) an einer Oberfläche des Innenrings (110) angeordnet ist und der Außenring (120) die Ausnehmung aufweist, wobei der Innenring (110) eine Nut (112) aufweist und der Dichtungsring (140) eine in die Nut (112) ragende Auswölbung aufweist, sodass der Dichtungsring (140) in seiner Position auf der Oberfläche des Innenrings (110) gehalten wird.
Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungsring (140) an einer Oberfläche des Innenrings (110) angeordnet ist und der Außenring (120) die Ausnehmung aufweist, wobei der Dichtungsring (140) einen Dichtungskörper und eine Schlauchfeder (142) umfasst, wobei der Dichtungskörper und die Schlauchfeder (142) ausgebildet und angeordnet sind, sodass der Dichtungskörper von der Schlauchfeder (142) gegen den Innenring (110) gedrückt wird.
Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungsring (140) eine Dichtlippe (144) aufweist, die von dem restlichen Dichtungsring (140) zu einer Oberfläche der Ausnehmung führt und mit der Oberfläche der Ausnehmung in Kontakt ist.
9. Wälzlager gemäß Anspruch 8,wobei die Dichtlippe (144) mit der Oberfläche der Ausnehmung einen spitzen Winkel einschließt, sodass eine Kontaktfläche der Dichtlippe (144) mit der Oberfläche der Ausnehmung entlang des Labyrinths der gebildeten Labyrinthdichtung weiter von dem Innenraum des Wälzlagers (100) zur Aufnahme der Wälzkörper (130) entfernt ist als ein Anschlussbereich der Dichtlippe (14) an den restlichen Dichtungsring (140).
10. Wälzlager gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Ausnehmung ausgebildet ist, sodass sie den Dichtungsring (140) bis auf den Kontakt der Dichtlippe (144) mit der Oberfläche der Ausnehmung berührungsfrei umgibt.
11. Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein kleinster Abstand einer Oberfläche der Ausnehmung von dem Dichtungsring (140) in achsialer Richtung des Wälzlagers (100) kleiner als 5mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 3mm, ist und in radialer Richtung kleiner als 1cm, insbesondere zwischen 3mm und 5mm, ist.
12. Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung ausgebildet ist, sodass die freiliegende Oberfläche des Dichtungsrings (140) bis auf einen Spalt zu dem Innenraum des Wälzlagers (100) zur Aufnahme der Wälzkörper (130) und einen Spalt zu dem Außenraum des Wälzlagers (100) vollständig von der Ausnehmung umgeben ist, wobei ein maximaler Abstand eines Punkts der freiliegende Oberfläche des Dichtungsrings (140) zu einem nähesten Punkt auf einer Oberfläche der Ausnehmung kleiner ist als 2cm.
13. Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wälzlager (100) ein Zylinderrolllager oder ein Kegelrolllager, insbesondere ein zweireihiges oder vierreihiges Kegelrolllager, ist.
14. Wälzlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wälzlager (100) einen zweiten Dichtungsring (180) aufweist, wobei der zweite Dichtungsring (180) an einer Oberfläche des Innenrings (110) oder des Außenrings (120) angeordnet ist und entsprechend der Außenring (120) oder der Innenring (110) eine weitere Ausnehmung aufweist, wobei die weitere Ausnehmung ausgebildet und angeordnet ist, um einen überwiegenden Teil einer freiliegenden Oberfläche des zweiten Dichtungsrings (180) berührungsfrei zu umgeben, sodass zwischen einem Innenraum des Wälzlagers (100) zur Aufnahme der Wälzkörper (130) und einem Außenraum des Wälzlagers (100) durch den zweiten Dichtungsring (180) und die weitere Ausnehmung eine Labyrinthdichtung gebildet wird und der Innenraum des Wälzlagers (100) zur Aufnahme der Wälzkörper (130) auf zwei Seiten des Wälzlagers (100) durch die gebildeten Labyrinthdichtungen abgedichtet wird.
Wälzlager (200), mit folgenden Merkmalen: einem Innenring (110); einem Außenring (120); mehreren zwischen dem Innenring (110) und dem Außenring (120) liegende Wälzkörper (130); und zumindest einem Dichtungsring (140), wobei der Dichtungsring (140) an einer Oberfläche des Innenrings (110) oder des Außenrings (120) angeordnet ist und entsprechend der Außenring (120) oder der Innenring (110) eine Ausnehmung aufweist, wobei die Ausnehmung ausgebildet und angeordnet ist, um einen überwiegenden Teil einer freiliegenden Oberfläche des Dichtungsrings (140) berührungsfrei zu umgeben, sodass zwischen einem Innenraum des Wälzlagers (100) zur Aufnahme der Wälzkörper (130) und einem Außenraum des Wälzlagers (100) durch den Dichtungsring (140) und die Ausnehmung eine Labyrinthdichtung gebildet wird, wobei der Dichtungsring (140) zumindest teilweise aus einem Gummi-Elastomer o- der einem thermoplastischen Polymer, insbesondere Polyurethan, besteht.
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