WO1993006378A1 - Dichtungsanordnung für eine lagerbüchse - Google Patents

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WO1993006378A1
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bearing bush
ring
outer sealing
bead
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Inventor
Guido Rieder
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Ina Wälzlager Schaeffler Kg
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72Sealings
    • F16C33/76Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7803Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members suited for particular types of rolling bearings
    • F16C33/7809Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members suited for particular types of rolling bearings for needle roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72Sealings
    • F16C33/726Sealings with means to vent the interior of the bearing

Definitions

  • the invention relates to a sealing arrangement for a bearing bush with a locking ring connected to the bearing bush, which fixes an inner sealing ring under axial prestress in the axial direction and with an outer sealing ring, which adjoins an end face of the locking ring facing the open end of the bearing bush surrounds a journal mounted in the bearing bush and seals the open end of the bearing bush.
  • Such a sealing arrangement is known from DE-OS 38 24 212.
  • the locking ring is supported with its circumference in a groove which is formed on the inner circumferential surface of the bearing bush.
  • the locking ring has an inner bore which is formed at a radial distance from the pin, the outer sealing ring engaging behind this inner bore with a circumferential collar and thus being fixed in the axial direction.
  • To carry out the circumferential collar through the inner bore of the locking ring the collar must be bent radially inwards. This procedure is complex in terms of assembly.
  • the outer sealing ring also has a sealing lip that bears against the outer surface and is provided as an additional protective measure against the penetration of dirt into the interior of the bearing bush. In addition to the assembly work already mentioned, with rare but extreme operating conditions of such a bearing bush, there is the risk that this sealing lip will be bent open due to unwanted external influences and its effectiveness will be impaired.
  • the invention has for its object to design the locking ring and the outer sealing ring so that they are both easy to manufacture and assemble, the effectiveness of the outer sealing ring should also be guaranteed under extreme operating conditions.
  • this object is achieved in that the outer sealing ring is rigidly and integrally connected to the locking ring, the locking ring sealingly abutting the inner sealing ring with its end face facing the inner sealing ring.
  • the assembly process is made considerably easier since the locking ring and the outer sealing ring are assembled as a unit.
  • the open end of the bearing bush is sealed by the locking ring arranged in the interior of the bearing bush, the risk of damage to this seal due to external influences outside the bearing bush is also significantly reduced compared to the prior art mentioned.
  • the outer sealing ring has an axial, hollow cylindrical extension, the free end of which is connected in one piece to the locking ring.
  • ventilation slots are formed on the outer sealing ring in that it has a circumferential axial bead which is delimited in the radial directions by boundary surfaces formed on the bead, the bead on its side facing the bearing bush at least one or several in the circumferential direction.
  • Injection molding is particularly suitable for the formation of these ventilation slots: in the area of the ventilation slots, opposing parts of the injection mold come into contact. The area of the radial overlap of these parts of the injection mold thus determines the height of the ventilation slot. The overlap can in this case be reduced as desired so that the smallest ventilation slots can be produced.
  • the outer sealing ring on its side facing away from the bearing bush has a hollow cylindrical projection surrounding the pin.
  • An outer sealing lip bearing against the pin is formed on this attachment; Vent slots provided on the outer sealing ring are arranged radially within the hollow cylindrical extension, so that dirt cannot clog these vent slots and also cannot get into the interior of the bearing bush.
  • the outer sealing ring and the locking ring from plastic and to connect them in one piece.
  • Today's technical standard allows, as proposed in claim 5, the outer sealing ring to be made from an elastic and the locking ring from a comparatively hard plastic.
  • the plastics are selected depending on the tasks performed by the parts made from them.
  • the inner sealing ring with three axially adjacent sealing lips in a tapered pin. If a conical pin is used, it is also advantageous that the elastic outer sealing ring, when it comes into contact with the conical outer surface, is first elastically deformed in the direction of the bearing bush, which assumes that it rests against the pin Coming area of the outer sealing ring is already under radial pressure on the pin if it is not yet fully in its end position in the bearing bush.
  • FIG. 1 shows a partial longitudinal section through a sealing arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows a partial cross section along the line II-II in FIG. 1 with circumferentially adjacent recesses in the outer sealing ring
  • FIG. 3 shows a partial longitudinal section of a sealing arrangement according to the invention as in FIG. 1, but with an additional sealing lip formed on the outer sealing ring.
  • a sealing arrangement according to the invention has, in FIG. 1, a bearing bush 1, only partially shown, for receiving rolling bodies 2, which are designed as rollers and are only partially shown here. These serve to mount a pin 3 protruding into the bearing bush 1.
  • the space of the rolling elements 2 is sealed off from the outside by means of an inner sealing ring 4.
  • the inner sealing ring 4 is axially supported in the bearing bush 1 with a reinforcing ring 5 via a thrust washer 6 on the rolling elements 2.
  • the inner sealing ring 4 With its end face facing away from the rolling elements 2, the inner sealing ring 4 rests on the end face 7 of the locking ring 8 in a sealing manner under axial prestress; the locking ring 8 is under radial prestress on the bottom of an annular groove 9 which is formed on the inner circumferential surface 10 of the bearing bush 1.
  • the inner sealing ring 4 has on its side facing the pin 3 with respect to the radial direction to the outside of the bearing bushing 1 sealing lips 11, which bear against the pin 3 in a sealing manner.
  • the locking ring 7 is integrally connected on its end face facing away from the inner sealing ring 4 to one end of a hollow cylindrical extension 12 of an outer sealing ring 13, the hollow cylindrical extension 12 projecting into the open end of the bearing bush 1.
  • This outer sealing ring 13 lies sealingly on the pin 3, so that the inner sealing ring 4 is protected from the open end of the bearing bush 1 with regard to the penetration of dirt.
  • Vent slots 14 are formed on this outer sealing ring 13 in that it has a circumferential axial bead 15 which is limited in the radial direction and is delimited in the radial directions by boundary surfaces 16, 17 formed on the bead 15, the bead 15 being on the bead
  • the side facing the bearing bush 1 has at least one or a plurality of mutually adjacent trough-shaped recesses 18 in the circumferential direction, which protrude beyond the bead 15 in at least one of the radial directions and thereby into a bead connection 19 of the outer sealing ring 13 with a reduction in relation to the bead 15 project into the axial thickness and have an axial depth which corresponds exactly to this axial thickness of the bead connection 19.
  • the outer sealing ring 13 is made of an elastic and the locking ring 8 of a comparatively hard plastic.
  • the trough-shaped recesses 18 are shown in FIG. 2 in a cross section along the line II-II in FIG. 1.
  • the trough-shaped recesses 18 extend so far outward in the radial direction that they are delimited by the hollow cylindrical extension 12 of the outer sealing ring 13. This boundary and the boundary surface 17 provided outside the bearing bush 1 and delimiting the bead 15 radially outward determine the radial height of the ventilation slots 14.
  • FIG. 3 shows a sealing arrangement which corresponds in principle to the representation in FIG. 1, however the outer sealing ring 13 has on its side facing away from the bearing bush 1 a hollow cylindrical projection 20 surrounding the pin 3.
  • An outer sealing lip 21 bearing against the pin 3 is formed on this extension 20; on the outer sealing ring 13 provided ventilation slots 14 are arranged radially inside the hollow cylindrical projection 20 so that dirt does not clog these ventilation slots 14 and also cannot get into the interior of the bearing bush 1.
  • the radial height of the ventilation slots 14 is due to the hollow cylindrical extension 20 on the one hand and the recess 22 lying radially on the inside.

Abstract

Bei einer Dichtungsanordnung für eine Lagerbüchse (1) wird das offene Ende der Lagerbüchse (1) durch einen äußeren Dichtring (13) abgedichtet. Dieser äußere Dichtring (13) liegt einerseits dichtend an dem Zapfen (3) an und ist andererseits einstückig mit einem Verschlußring (8) verbunden, der in eine Ringnut (9) der Lagerbüchse (1) einschnappt und mit seiner Stirnfläche (7) dichtend an einem inneren Dichtring (4) anliegt. An dem äußeren Dichtring (13) können in einem Spritzgießverfahren auch kleinste Entlüftungsschlitze (14) hergestellt werden.

Description

Beschreibung
Dichtungsanordnung für eine Lagerbüchse
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine Lagerbüchse mit einem mit der Lagerbüchse verbundenen Verschlußring, der einen inneren Dichtring unter axialer Vorspannung in axialer Richtung fest¬ legt und mit einem, sich an eine dem offenen Ende der Lagerbüchse zugewandten Stirnseite des Verschlußringes anschließenden äußeren Dichtring, der einen in der Lagerbüchse gelagerten Zapfen dichtend umgibt und das offene Ende der Lagerbüchse verschließt.
Eine solche Dichtungsanordnung ist aus der DE-OS 38 24 212 bekannt. Der Verschlußring stützt sich mit seinem Umfang in einer Nut ab, die an der inneren Mantelfläche der Lagerbüchse ausgebildet ist. Der Verschlußring weist eine Innenbohrung auf, die mit radialem Abstand zum Zapfen ausgebildet ist, wobei der äußere Dichtring mit einem umlaufenden Kragen diese Innenbohrung hintergreift und somit in axia¬ ler Richtung festgelegt ist. Zur Durchführung des umlaufenden Kragens durch die Innenbohrung des Verschlußringes muß der Kragen radial einwärts gebogen werden. Diese Vorgehensweise ist hinsichtlich der Montage aufwendig. Der äußere Dichtring weist außerdem eine an der Außenfläche anliegende Dichtlippe auf, die als zusätzliche Schutz¬ maßnahme gegen das Eindringen von Schmutz in das Innere der Lagerbüch¬ se vorgesehen ist. Neben dem bereits erwähnten Montageaufwand besteht bei zwar seltenen, aber extremen Betriebsbedingungen einer solchen Lagerbüchse das Risiko, daß diese Dichtlippe durch ungewollte Fremd¬ einwirkung aufgebogen und damit in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verschlußring und den äußeren Dichtring so zu gestalten, daß sie beide einfach herzustellen und zu montieren sind, wobei die Wirksamkeit des äußeren Dichtringes auch unter extremen Betriebsbedingungen gewährleistet sein soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der äußere Dichtring starr und einstückig mit dem Verschlußring verbunden ist, wobei der Verschlußring mit seiner dem inneren Dichtring zugewandten Stirnfläche dichtend an dem inneren Dichtring anliegt. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Montagevorgang erheblich erleichtert wird, da der Verschlußring und der äußere Dichtring als Einheit montiert wer¬ den. Dadurch, daß das offene Ende der Lagerbüchse durch den im Inneren der Lagerbüchse angeordneten Verschlußring abgedichtet ist, wird außerdem die Gefahr einer Beschädigung dieser Abdichtung durch äußere Einflüsse außerhalb der Lagerbüchse gegenüber dem genannten Stand der Technik erhebl ch herabgesetzt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter¬ ansprüchen 2 bis 6 angeführt.
Besonders vorteilhaft erweist sich, daß der äußere Dichtring einen axialen, hohlzylindrischen Fortsatz aufweist, dessen freies Ende mit dem Verschlußring einstückig verbunden ist. In diesem Fall werden an dem äußeren Dichtring Entlüftungsschlitze dadurch ausgebildet, daß dieser einen umlaufenden axialen Wulst aufweist, der in den radialen Richtungen durch an dem Wulst ausgebildete Begrenzungsflächen begrenzt ist, wobei der Wulst an seiner der Lagerbüchse zugewandten Seite wenigstens eine oder in Umfangsrichtung mehrere, einander benachbarte muldenförmige Ausnehmungen aufweist, die den Wulst in wenigstens einer der radialen Richtungen überragen und dabei in einen Wulstanschluß des äußeren Dichtringes mit gegenüber dem Wulst geminderter axialer Dicke hineinragen und darin eine dieser axialen Dicke des Wulstanschlußes genau entsprechende axiale Tiefe aufweisen.
Das Spritzgießen eignet sich in ganz besonderer Weise für die Aus¬ bildung dieser Entlüftungsschlitze: Im Bereich der Entlüftungsschl tze berühren sich einander gegenüberliegende Teile des Spritzwerkzeugs. Der Bereich der radialen Überlappung dieser Teile des Spritzwerkzeugs bestimmt damit die Höhe des Entlüftungsschlitzes. Die Überlappung kann in diesem Fall beliebig reduziert werden, so daß kleinste Entlüftungs¬ schlitze hergestellt werden können.
Gemäß Anspruch 3 weist der äußere Dichtring an seiner der Lagerbüchse abgewandten Seite einen den Zapfen umgebenden hohlzylindrischen Ansatz auf. An diesem Ansatz ist eine an dem Zapfen anliegende Außendicht- lippe ausgebildet; an dem äußeren Dichtring vorgesehene Entlüftungs¬ schlitze sind radial innerhalb des hohlzylindrischen Ansatzes angeord- net, so daß Schmutz diese Entlüftungsschlitze nicht verstopfen und auch nicht in das Innere der Lagerbüchse gelangen kann.
Weiter ist nach Anspruch 4 vorgesehen, den äußeren Dichtring und den Verschlußring aus Kunststoff herzustellen und einstückig miteinander zu verbinden. Der heutige technische Standard erlaubt es, wie in Anspruch 5 vorgeschlagen ist, den äußeren Dichtring aus einem elasti¬ schen und den Verschlußring aus einem vergleichsweise harten Kunst¬ stoff herzustellen. Die Kunststoffe werden ausgewählt in Abhängigkeit von den Aufgaben, die die aus ihnen gebildeten Teile übernehmen.
Gemäß Anspruch 6 ist es vorgesehen, bei einem kegelig ausgebildeten Zapfen den inneren Dichtring mit drei in axialer Richtung einander benachbarten Dichtlippen zu versehen. Bei der Verwendung eines kegeli¬ gen Zapfens wirkt sich weiterhin vorteilhaft aus, daß der elastische äußere Dichtring, wenn er mit der kegeligen Mantelfläche in Berührung kommt, zunächst in Richtung auf die Lagerbüchse elastisch verformt wird, was voraussetzt, daß der zur Anlage an den Zapfen kommende Bereich des äußeren Dichtrings bereits unter radialem Druck am Zapfen anliegt, wenn dieser sich noch nicht vollständig in seiner Endposition in der Lagerbüchse befindet. Bei Verschleiß infolge von Reibung ver¬ größert sich allmählich die Öffnung des äußeren Dichtringes in seinem an dem Zapfen anliegenden Bereich, so daß der elastisch in Richtung auf die Lagerbüchse verformte äußere Dichtring sich entspannt, dabei aber einen leichten radialen Druck auf den Zapfen ausübt, so daß der Dichtring langfristig dichtend an dem Zapfen anliegt. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen ver¬ wiesen, in denen zwei Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine erfindungs¬ gemäße Dichtungsanordnung,
Figur 2 einen teilweisen Querschnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 mit in Umfangsrichtung einander benachbarten Ausnehmungen im äußeren Dichtring,
Figur 3 einen teilweisenLängsschnitteinererfindungsgemäßen Dichtungsanordnung wie in Figur 1, jedoch mit am äußeren Dichtring ausgebildeter zusätzlicher Dicht- lippe.
Eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung weist in Figur 1 eine nur teilweise dargestellte Lagerbüchse 1 zur Aufnahme von als Rollen ausgebildeten und hier nur teilweise dargestellten Wälzkörpern 2 auf. Diese dienen zur Lagerung eines in die Lagerbüchse 1 hineinragenden Zapfens 3. Die Abdichtung des Raumes der Wälzkörper 2 nach außen ist mit Hilfe eines inneren Dichtringes 4 gegeben. Axial stützt sich der innere Dichtring 4 in der Lagerbüchse 1 mit einem Armierungsring 5 über eine Anlaufscheibe 6 an den Wälzkörpern 2 ab. Mit seiner von den Wälzkörpern 2 abgewandten Stirnseite liegt der innere Dichtring 4 an der Stirnfläche 7 des Verschlußringes 8 unter axialer Vorspannung dichtend an; der Verschlußring 8 liegt unter radialer Vorspannung am Grund einer Ringnut 9 an, die an der inneren Mantelfläche 10 der Lagerbüchse 1 ausgebildet ist. Der innere Dichtring 4 weist an seiner dem Zapfen 3 zugewandten Seite gegenüber der radialen Richtung zur Außenseite der Lagerbüchse 1 geneigt angeordnete Dichtlippen 11 auf, die an dem Zapfen 3 dichtend anliegen.
Der Verschlußring 7 ist an seiner dem inneren Dichtring 4 abgewandten Stirnseite einstückig mit einem Ende eines hohlzylindrischen Fort¬ satzes 12 eines äußeren Dichtringes 13 verbunden, wobei der hohlzylin- drische Fortsatz 12 in das offene Ende der Lagerbüchse 1 hineinragt. Dieser äußere Dichtring 13 liegt dichtend an dem Zapfen 3 an, so daß der innere Dichtring 4 gegenüber dem offenen Ende der Lagerbüchse 1 hinsichtlich des Eindringens von Schmutz geschützt ist.
An diesem äußeren Dichtring 13 sind Entlüftungsschlitze 14 dadurch ausgebildet, daß dieser einen in radialer Richtung begrenzten umlau¬ fenden axialen Wulst 15 aufweist, der in den radialen Richtungen durch an dem Wulst 15 ausgebildete Begrenzungsflächen 16, 17 begrenzt ist, wobei der Wulst 15 an seiner der Lagerbüchse 1 zugewandten Seite wenigstens eine oder in Umfangsrichtung mehrere, einander benachbarte muldenförmige Ausnehmungen 18 aufweist, die den Wulst 15 in wenigstens einer der radialen Richtungen überragen und dabei in einen Wulstan¬ schluß 19 des äußeren Dichtringes 13 mit gegenüber dem Wulst 15 gemin¬ derter axialer Dicke hineinragen und darin eine dieser axialen Dicke des Wulstanschlußes 19 genau entsprechende axiale Tiefe aufweisen. Der äußere Dichtring 13 ist dabei aus einem elastischen und der Verschlu߬ ring 8 aus einem vergleichsweise harten Kunststoff hergestellt.
Die muldenförmigen Ausnehmungen 18 sind in Figur 2 in einem Quer- schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 dargestellt. Die mulden¬ förmigen Ausnehmungen 18 erstrecken sich in radialer Richtung so weit nach außen, daß sie durch den hohlzylindrischen Fortsatz 12 des äuße¬ ren Dichtrings 13 begrenzt sind. Diese Begrenzung und die außerhalb der Lagerbüchse 1 vorgesehene, den Wulst 15 radial nach außen begren- zende Begrenzungsfläche 17 bestimmen die radiale Höhe der Entlüftungs¬ schlitze 14.
Figur 3 zeigt eine Dichtungsanordnung, die im Prinzip der Darstellung in Figur 1 entspricht, jedoch weist der äußere Dichtring 13 an seiner der Lagerbüchse 1 abgewandten Seite einen den Zapfen 3 umgebenden hohlzylindrischen Ansatz 20 auf. An diesem Ansatz 20 ist eine an dem Zapfen 3 anliegende Außendichtlippe 21 ausgebildet; an dem äußeren Dichtring 13 vorgesehene Entlüftungsschlitze 14 sind radial innerhalb des hohlzylindrischen Ansatzes 20 angeordnet, so daß Schmutz diese Entlüftungsschlitze 14 nicht verstopfen und auch nicht in das Innere der Lagerbüchse 1 gelangen kann. In dieser Darstellung ist die radiale Höhe der Entlüftungsschlitze 14 durch den hohlzylindrischen Ansatz 20 einerseits und die radial innen l iegende Ausnehmungsbegrenzung 22 bestimmt.
Bezugszahlenliste
I Lagerbüchse 2 Wälzkörper
3 Zapfen
4 innerer Dichtring
5 Armierungsring
6 Anlaufscheibe 7 Stirnfläche
8 Verschlußring
9 Ringnut
10 innere Mantelfläche
II Dichtlippen 12 hohlzylindrischer Fortsatz
13 äußerer Dichtring
14 Entlüftungsschlitze
15 Wulst
16 Begrenzungsflächen 17 Begrenzungsflächen
18 muldenförmige Ausnehmung
19 Wulstanschluß
20 hohlzylindrischer Ansatz
21 Außendichtlippe 22 Ausnehmungsbegrenzung

Claims

Ansprüche
1. Dichtungsanordnung für eine Lagerbüchse (1) mit einem mit der Lagerbüchse (1) verbundenen Verschlußring (8), der einen inneren Dichtring (4) unter axialer Vorspannung in axialer Richtung festlegt und mit einem sich an eine dem offenen Ende der Lagerbüchse (1) zu¬ gewandten Stirnseite des Verschlußringes (8) anschließenden äußeren Dichtring (13), der einen in der Lagerbüchse (1) gelagerten Zapfen (3) dichtend umgibt und das offene Ende der Lagerbüchse (1) verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Dichtring (13) starr und unlös¬ bar mit dem Verschlußring (8) verbunden ist, wobei der Verschlußring (8) mit seiner dem inneren Dichtring (4) zugewandten Stirnfläche (7) dichtend an dem inneren Dichtring (4) anliegt.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Dichtring (13) einen axialen, hohlzylindrischen Fortsatz (12) aufweist, dessen freies Ende einstückig mit dem Verschlußring (8) verbunden ist, und an dem äußeren Dichtring (13) Entlüftungsschlitze (14) dadurch ausgebildet sind, daß dieser einen umlaufenden axialen Wulst (15) aufweist, der in den radialen Richtungen durch an dem Wulst (15) ausgebildete Begrenzungsflächen (16, 17) begrenzt ist, wobei der Wulst (15) an seiner der Lagerbüchse (1) zugewandten Seite wenigstens eine oder in Umfangsrichtung mehrere, einander benachbarte muldenför- mige Ausnehmungen (18) aufweist, die den Wulst (15) in wenigstens einer der radialen Richtungen überragen und dabei in einen Wulstan¬ schluß (19) des äußeren Dichtringes (13) mit gegenüber dem Wulst (15) geminderter axialer Dicke hineinragen und darin eine dieser axialen Dicke des Wulstanschlusses (19) genau entsprechende axiale Tiefe aufweisen.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Dichtring (13) an seiner der Lagerbüchse (1) abgewandten Seite einen den Zapfen (3) umgebenden hohlzylindrischen Ansatz (20) mit einer an diesem hohlzylindrischen Ansatz (20) ausgebildeten, an dem Zapfen (3) anliegenden Außendichtlippe (21) aufweist.
4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Dichtring (13) und der Verschlußring (8) aus Kunststoff herge¬ stellt und einstückig miteinander verbunden sind.
5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Dichtring (13) aus einem elastischen und der Verschlußring (8) aus einem vergleichsweise harten Kunststoff hergestellt ist.
6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Dichtring (4) drei in axialer Richtung einander benachbarte, dem Zapfen (3) zugewandte Dichtlippen (11) aufweist, die an einem kegelig ausgebildeten Zapfen (3) anliegen.
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