WO2005017379A1 - Abdichtung für ein wälzlager - Google Patents

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WO2005017379A1
WO2005017379A1 PCT/EP2004/008067 EP2004008067W WO2005017379A1 WO 2005017379 A1 WO2005017379 A1 WO 2005017379A1 EP 2004008067 W EP2004008067 W EP 2004008067W WO 2005017379 A1 WO2005017379 A1 WO 2005017379A1
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WO
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sealing
sealing lip
undercut
bearing ring
wall
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/008067
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Schenk
Bernard Nicola
Thomas Fickert
Wolfram Kruhoeffer
Harald Peschke
Original Assignee
Ina-Schaeffler Kg
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Publication date
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Priority to JP2006522265A priority patent/JP2007501915A/ja
Priority to US10/566,200 priority patent/US20060239599A1/en
Priority to DE502004011686T priority patent/DE502004011686D1/de
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
    • F16C33/7843—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
    • F16C33/7853—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 one or more sealing lips to contact the inner race
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    • F16C33/7816—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material
    • F16C33/782—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material of the sealing region

Definitions

  • the present invention relates to the seal for a rolling bearing, comprising an elastic sealing disk encircling an outer bearing ring or a housing.
  • the sealing washer which has reinforcement at least in some areas, is positively inserted into a receptacle of the outer bearing ring and forms a flexible sealing lip on the inside, which engages in an undercut of the inner bearing ring.
  • the sealing lip is provided with a sealing edge which is axially supported on a wall of the undercut in the installed state.
  • Such a sealing concept is known, for example, from patent specification DE 18 01 894 C3, which represents sealing washers with different sealing lip arrangements.
  • a sealing washer which is axially supported on the inner wall of the undercut by a first sealing lip.
  • a further sealing lip is associated with a cylindrical section of the inner bearing ring axially in front of the undercut, while maintaining an annular gap, ie with play.
  • the design of the known seal also has the disadvantage that with increasing speed, the sliding inner sealing lip pe with an increased contact force is supported axially on the wall of the undercut. This disadvantageously increases the friction between the sealing lip and the bearing ring, combined with an increased heating of the rolling bearing. High bearing temperatures lead to a loss of lubricant, which has a direct impact on the service life of the rolling bearing.
  • the object of the invention is to create a seal for a roller bearing, with which a speed-dependent prestressing of sealing lips can be achieved.
  • the seal according to the invention comprises two sealing lips.
  • a first outer sealing lip is non-positively supported on the outward-facing wall of the undercut.
  • a second sealing lip also referred to as a sealing spur, is subject to play, i. H. in compliance with a sealing gap, assigned to the inner wall of the undercut.
  • the construction of the seal according to the invention further provides that in the installed position of both seals there is an axial offset between the end face of the sealing washer and the sealing edge of the first sealing lip.
  • a seal is provided according to the invention, in which the outer sealing lip rests against the outer wall of the undercut in a grinding and thus non-positive manner.
  • This concept of the seal according to the invention effectively prevents the entry of contaminants into the undercut and thus into the interior of the rolling bearing.
  • the design of the sealing lip enables centrifugal force-controlled, prestressed support of the outer sealing lip on the wall of the undercut.
  • This mode of operation can be achieved by the sealing disk rotating together with the outer bearing ring of the rolling bearing being displaced with increasing speed in such a way that a desired reduced contact pressure between the sealing edge of the sealing disk and the wall of the undercut occurs.
  • the friction power which is disadvantageous, is advantageously reduced Prevents bearing warming, combined with a loss of lubricant, which leads to premature failure of the rolling bearing and reduces the service life of the rolling bearing.
  • the mode of operation according to the invention which ensures a desired centrifugal force-controlled prestressing of sealing lips, is achieved by an axial offset between the end face of the sealing disk and the sealing edge of the first sealing lip.
  • the sealing lips of the seal are arranged in the installed position in such a way that a radial support line is established which is determined by the sealing washer, a center of gravity axially offset from the support line being established for the first seal.
  • the centrifugal force acting in the center of mass triggers a clockwise force component. This mode of action favors the desired contact pressure, which is reduced with increasing speed, between the sealing edge of the sealing lip and the wall of the undercut.
  • the second sealing lip is aligned with the reinforcement of the sealing washer and is inclined at an angle to the inner wall of the undercut.
  • this concept favors a continuous transfer of the lubricant that hits the inside of the second sealing lip to the rotating outer ring of the rolling bearing.
  • the sealing lips can empirically define a speed range for the rolling bearing in which there is no or an extremely low contact pressure.
  • the sealing lip can be designed so that the sealing lip is assigned to the undercut wall almost contactlessly for a speed level greater than 10,000 revolutions per minute, and consequently the seal does not cause any disadvantageous heating of the rolling bearing.
  • An advantageous embodiment of the invention provides for a coordination of a shoulder diameter of the inner bearing ring with an inner diameter of the second sealing lip.
  • the inner diameter of the second sealing lip designed as a sealing spur is advantageously smaller than the shoulder diameter of the inner bearing ring.
  • This design principle has the effect that lubricant which is axially displaced from the rolling contact between the rolling element and the inner ring of the rolling bearing is passed directly from the outer contour or the shoulder of the inner ring to the inside of the second sealing lip. This results in a desired circulation of the lubricant from the inner ring to the outer ring.
  • the lubricant is again taken up by the rolling elements from the outer ring, as a result of which a desired, optimal circulation of the lubricant in the rolling bearing is established.
  • the design of the second sealing lip is such that even at a maximum rolling bearing speed, an axial distance dimension "a" greater than 0 occurs between the inner wall of the undercut and the free end of the second sealing lip. This results in disadvantageous contact between the second sealing lip and the inner bearing ring avoided.
  • the reinforcement integrated in the sealing washer is provided at the end facing the inner bearing ring with a bend, a leg which is inclined obliquely in the direction of the undercut.
  • the adjoining sealing lips emanating from the common sealing lip base favor an axial offset to the support line determined by the sealing disk.
  • the invention provides that, in the installed position of the seal, the sealing edge of the first, outer sealing lip is offset axially inwards relative to the end face of the sealing disk.
  • this design enables the sealing lip to be axially supported on the outer wall of the undercut.
  • this offset favors the desired decreasing preload as a function of the speed at which the sealing lip bears against the undercut wall.
  • the seal according to the invention also provides a defined axial offset between the two sealing lips in the installed position.
  • the offset is dimensioned in such a way that, on the one hand, a different displacement of the sealing lips due to centrifugal force occurs, while at the same time the sealing lips are not adversely affected.
  • a different displacement of the sealing lips can be realized, for example, by means of differing wall thicknesses of the sealing lips.
  • this is provided on the outside with a bead on the side facing the second sealing lip.
  • the bead supports the effect caused by centrifugal force, with which the supporting force of the outer sealing lip can be reduced with increasing speed.
  • Another design feature of the seal according to the invention provides for the wall heights of the undercut to be designed differently.
  • a preferred concept provides for the height of the inner undercut wall, which is determined by the shoulder height of the inner bearing ring, to be designed so that it exceeds both the inner diameter of the second sealing lip and the diameter of a section of the inner bearing ring which is between the undercut and the end face of the inner one Sets bearing rings.
  • the difference in height between the undercut walls is selected such that the flexible outer sealing lip can also be inserted into the undercut without destruction, for example with the aid of a tool.
  • Another advantageous embodiment of the outer sealing lip relates to the design of the sealing edge.
  • a ventilation groove is provided in the area of the sealing edge.
  • the dimensioning of the ventilation groove, which is radially or inclined in the sealing lip in the region of the sealing edge, on the one hand avoids disadvantageous entry of liquid or contaminants into the interior of the rolling bearing and at the same time lubricant leakage from the rolling bearing.
  • the invention further includes the arrangement of several possibly smaller circumferentially distributed ventilation grooves.
  • the seal according to the invention can be used, for example, for a roller bearing which is provided in a tensioning roller or a deflection roller of a traction mechanism drive.
  • a roller bearing which is provided in a tensioning roller or a deflection roller of a traction mechanism drive.
  • the sealing disk is connected in a torsionally rigid manner to the running disk supported on a traction means, which at the same time takes over the function of the outer rotating bearing ring of the rolling bearing.
  • the invention can also be transferred to a roller bearing of a tension roller or a deflection roller, in which a locating pin or support body simultaneously performs the function of the inner bearing ring.
  • the mounting bolt or support body which is rigid in the installed state, is provided with an undercut for receiving the sealing lips of the seal according to the invention.
  • the sufficient strength or rigidity of the seal is achieved by means of a reinforcement which is largely disc-shaped and extends over a large section of the annular distance between the inner and outer bearing rings of the rolling bearing.
  • the reinforcement overmolded at least on the outside by the sealing material of the seal forms, according to the invention, on the outside a right-angled bend in the area of the fastening provided on the bearing outer ring.
  • the reinforcement On the facing towards the sealing lips th inner circumference, the reinforcement is provided with a leg directed obliquely in the direction of the undercut, which is encapsulated on all sides by the sealing material and to which the sealing lip foot is directly connected.
  • the seal 1 comprises a sealing washer 3 which is elastically fixed in position on an outer circumference in an annular groove 4 of an outer circumferential bearing ring 5.
  • the sealing disk 3 rotating with the bearing ring 5 closes an annular installation space 6 of the rolling bearing 2, in which rolling elements 8 guided in a rolling element cage 7 are used, which are guided in raceways of the outer bearing ring 5 and an inner bearing ring 9.
  • the sealing disk 3 made of an elastic sealing material is provided with a reinforcement 10 for reinforcement, which is designed like a disk. In the direction of the outer bearing ring 5, the reinforcement 10 forms a flange 11 bent at a right angle. In the direction of the inner bearing ring 9, the reinforcement 10 closes an inwardly inclined leg 12.
  • the rim 11 and the leg 12 are completely encapsulated by the sealing material of the sealing disk 3.
  • a sealing lip base 13 formed from the sealing material.
  • the sealing lip base 13 forms the basis for two sealing lips 14, 15, which are assigned to an undercut 16 introduced in the inner bearing ring 9.
  • the sealing lip 14 is supported by a sealing edge 17 on an almost radially oriented outer wall 18 of the undercut 16.
  • the further sealing lip 15 is an extension of the leg 12 of the reinforcement 10 in Direction of the inner wall 19 of the undercut 16 aligned. In the installed state, the free end of the sealing lip 15 is guided to the inner wall 19 to a distance dimension “a”.
  • the walls 18, 19, which axially limit the undercut 16, have different wall heights.
  • the dimension of the inner wall 19 is determined by the shoulder diameter “Di”, this diameter exceeding the diameter of a radially stepped section 21 which is set between the undercut 16 and an end face 22 of the inner bearing ring 9.
  • the sealing edge 17 is in the installed state axially offset, characterized by the dimension "b”, which occurs between the end face 23 of the sealing disk 3 and the contact surface of the sealing edge 17 on the outer wall 18.
  • the spaced-apart sealing lips 14, 15 form a distance dimension "c" which is selected such that, on the one hand, an unimpeded, non-destructive mounting of the sealing disk 3 is ensured and, on the other hand, the sealing lips 14, 15 do not interfere with one another in the installed state.
  • the sealing lip 14 has on the outside on the side facing away from the sealing edge 17 a bead 24, with which an enlarged mass of the sealing lip 14 can be deliberately achieved in the outer area.
  • the bead 24 increases the mass of the sealing lip 14 in the outer zone 25, which is axially offset from a radial support line formed by the sealing disk 3 is arranged.
  • the sealing lip 14 also has a ventilation groove 26 in the area of the sealing edge 17, which ensures effective pressure equalization between the installation space 6 and the external environment of the atmosphere of the roller bearing 2.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich eine Abdichtung (1) für ein Wälzlager (2), umfassend eine rotierende Dichtscheibe (3), die mit einer Dichtlippe (14) in einen Freistich (16) des inneren Lagerrings (5) eingreift. Die Dichtlippe (14) ist weiterhin mit einer Wulst (24) versehen, deren Anordnung und Einbaulage eine fliehkraftgeregelte Vorspannung der Dichtlippe (14) an der Wandung (18) des Freistichs (16) bewirkt.

Description

Abdichtung für ein Wälzlager
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Abdichtung für ein Wälzlager, umfassend eine mit einem äußeren Lagerring oder einem Gehäuse umlaufende elastische Dichtscheibe. Die zumindest bereichsweise eine Armierung aufweisende Dichtscheibe ist formschlüssig in eine Aufnahme des äußeren Lager- rings eingesetzt und bildet innenseitig eine biegeweiche Dichtlippe, die in einen Freistich des inneren Lagerrings eingreift. Dazu ist die Dichtlippe mit einer Dichtkante versehen, die im eingebauten Zustand an einer Wandung des Freistichs axial abgestützt ist.
Ein derartiges Dichtungskonzept ist beispielsweise aus der Patentschrift DE 18 01 894 C3 bekannt, die Dichtscheiben mit unterschiedlichen Dichtlippenanordnungen darstellt. Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist eine Dichtscheibe, die mit einer ersten Dichtlippe an der inneren Wandung des Freistichs axial abgestützt ist. Eine weitere Dichtlippe ist unter Einhaltung eines Ringspaltes, d. h. spielbehaftet, einem axial dem Freistich vorgelagerten, zylindrischen Abschnitt des inneren Lagerrings zugeordnet. Dieser Abdichtungsaufbau ermöglicht im Stillstand des Wälzlagers den Eintritt von Verunreinigungen über die spielbehaftet, vorgelagerte Dichtlippe in den Freistich des inneren Lagerrings, lim Betriebszustand des Wälzlagers besteht die Gefahr, dass die Verunreini- gungen sich in die Abdichtzone zwischen der Dichtkante der inneren Dichtlippe verlagern und dabei die Abdichtzone überwinden und in das Innere des Wälzlagers eintreten. Die Gestaltung der bekannten Abdichtung besitzt weiterhin den Nachteil, dass mit zunehmender Drehzahl die schleifende innere Dichtlip- pe mit einer vergrößerten Anpresskraft sich axial an der Wandung des Freistichs abstützt. Damit vergrößert sich nachteilig die Reibung zwischen der Dichtlippe und dem Lagerring, verbunden mit einer vergrößerten Erwärmung des Wälzlagers. Hohe Lagertemperaturen führen zu einem Schmierstoffverlus- tes, der sich unmittelbar auf die Wälzlager-Gebrauchsdauer auswirkt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Nachteile der bekannten Lösung berücksichtigend, liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Abdichtung für ein Wälzlager zu schaffen, mit dem eine drehzahlabhängige Vorspannung von Dichtlippen erzielbar ist.
Die erfindungsgemäße Abdichtung umfasst zwei Dichtlippen. Dabei ist eine erste äußere Dichtlippe kraftschlüssig an der nach außen gerichteten Wan- düng des Freistichs abgestützt. Eine zweite, auch als ein Dichtungssporn zu bezeichnende Dichtlippe ist spielbehaftet, d. h. unter Einhaltung eines Dichtspaltes, der inneren Wandung des Freistichs zugeordnet. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Abdichtung sieht weiterhin vor, dass in der Einbaulage beider Dichtungen sich ein axialer Versatz zwischen der Stirnseite der Dichtschei- be und der Dichtkante der ersten Dichtlippe einstellt.
Zur Lösung der Problemstellung ist gemäß der Erfindung eine Abdichtung vorgesehen, bei dem die äußere Dichtlippe schleifend und damit kraftschlüssig an der äußeren Wandung des Freistichs anliegt. Dieses Konzept der erfindungs- gemäßen Abdichtung vermeidet wirksam den Eintritt von Verunreinigungen in den Freistich und damit in das Innere des Wälzlagers. Weiterhin ermöglicht die konstruktive Ausgestaltung der Dichtlippe eine fliehkraftgeregelte, vorgespannte Abstützung der äußeren Dichtlippe an der Wandung des Freistichs. Diese Wirkungsweise ist erzielbar, indem die gemeinsam mit dem äußeren Lagerring des Wälzlagers rotierende Dichtscheibe sich mit zunehmender Drehzahl so verlagert, dass sich eine gewünschte verringerte Kontaktpressung zwischen der Dichtkante der Dichtscheibe und der Wandung des Freistichs einstellt. In vorteilhafter Weise verringert sich dabei die Reibleistung, die eine nachteilige Lagererwärmung vermeidet, verbunden mit einem Schmierstoffverlust, der zu einem vorzeitigen Ausfall des Wälzlagers führt und die Lebensdauer des Wälzlagers reduziert.
Die erfindungsgemäße Wirkungsweise, die eine gewünschte fliehkraftgeregelte Vorspannung von Dichtlippen sicherstellt wird durch einen axialen Versatz zwischen der Stirnseite der Dichtscheibe und der Dichtkante der ersten Dichtlippe erzielt. Erfindungsgemäß sind die Dichtlippen der Abdichtung in der Einbaulage so angeordnet, dass sich eine radiale von der Dichtscheibe bestimmte Stützlinie einstellt, wobei sich für die erste Dichtung ein von der Stützlinie axial versetzter Massenschwerpunkt einstellt. Die in dem Massenschwerpunkt angreifende Fliehkraft löst eine im Uhrzeigersinn wirkende Kraftkomponente aus. Diese Wirkungsweise begünstigt die gewünschte mit zunehmender Drehzahl reduzierte Kontaktpressung zwischen der Dichtkante der Dichtlippe und der Wandung des Freistichs. Als eine unterstützende Maßnahme ist dazu die zweite Dichtlippe von der Armierung der Dichtscheibe ausgehend, schräg geneigt zur inneren Wandung des Freistichs ausgerichtet. Dieses Konzept begünstigt m Betriebszustand, bei rotierender Dichtscheibe, eine kontinuierliche Weiterleitung des auf die Innenseite der zweiten Dichtlippe auftreffenden Schmierstoffs an den rotierenden Außenring des Wälzlagers.
Durch eine entsprechende Ausrichtung und Dimensionierung der Dichtlippen kann empirisch ein Drehzahlbereich für das Wälzlager definiert werden, bei dem keine bzw. eine äußerst geringe Kontaktpressung entsteht. Beispielsweise kann die Dichtlippe so konzipiert werden, dass für ein Drehzahlniveau größer 10.000 Umdrehung/Minute die Dichtlippe nahezu kontaktlos der Freistichwandung zugeordnet ist, und folglich von der Dichtung keine nachteilige Erwärmung des Wälzlagers ausgeht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 1 bis 14. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Abstimmung eines Schulterdurchmessers des inneren Lagerrings mit einem Innendurchmesser der zweiten Dichtlippe vor. Vorteilhaft ist der Innendurchmesser der als Dichtungssporn gestalteten zweiten Dichtlippe kleiner als der Schulterdurchmesser des inneren Lagerrings. Dieses Konstruktionsprinzip bewirkt, dass aus dem Wälzkontakt zwischen dem Wälzkörper und dem Innenring des Wälzlagers axial verdrängte Schmierstoff unmittelbar von der Außenkontur bzw. der Schulter des Innenrings auf die Innenseite der zweiten Dichtlippe geleitet wird. Daraus stellt sich eine gewünschte Zirkulation des Schmierstoffs von dem Innen- ring zu dem Außenring ein. Von dem Außenring wird der Schmierstoff erneut von den Wälzkörpern aufgenommen, wodurch sich ein gewünschter, optimaler Kreislauf des Schmierstoffs im Wälzlager einstellt.
Die Auslegung der zweiten Dichtlippe erfolgt so, dass sich selbst bei einer ma- ximalen Wälzlagerdrehzahl ein axiales Abstandsmaß „a" größer 0 zwischen der inneren Wandung des Freistichs und dem freien Ende der zweiten Dichtlippe einstellt. Damit wird ein nachteiliger Dichtlippenkontakt zwischen der zweiten Dichtlippe und dem inneren Lagerring vermieden.
Zur Unterstützung der fliehkraftgeregelten Dichtlippenvorspannung ist die in der Dichtscheibe integrierte Armierung an dem zum inneren Lagerring gerichteten Ende mit einer Abwinkelung, einem Schenkel versehen, die in Richtung des Freistichs schräg geneigt ausgerichtet ist. Die sich daran anschließenden von dem gemeinsamen Dichtlippenfuß ausgehenden Dichtlippen begünstigen einen axialen Versatz zu der von der Dichtscheibe bestimmten Stützlinie. Dieses Konzept verstärkt bei einsetzender Fliehkraft den Effekt, dass die Abstützkraft, mit der die erste Dichtlippe an der Wandung des inneren Lagerring anliegt, mit zunehmender Drehzahl abnimmt.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass in der Einbaulage der Abdichtung die Dichtkante der ersten, äußeren Dichtlippe gegenüber der Stirnseite der Dichtscheibe axial nach innen versetzt ist. Diese Gestaltung ermöglicht einerseits eine axiale Abstützung der Dichtlippe an der äußeren Wandung des Freistichs. Andererseits begünstigt dieser Versatz die gewünschte abnehmende Vorspannung in Abhängigkeit der Drehzahl, mit der die Dichtlippe an der Freistichwandung anliegt.
Die erfindungsgemäße Abdichtung sieht weiterhin einen definierten axialen Versatz zwischen den beiden Dichtlippen in der Einbaulage vor. Der Versatz ist so dimensioniert, dass sich einerseits eine unterschiedliche fliehkraftbedingte Verlagerung der Dichtlippen zueinander einstellt, wobei es gleichzeitig zu keiner nachteiligen Beeinflussung der Dichtlippen kommt. Eine unterschiedliche Verlagerung der Dichtlippen kann beispielsweise mittels voneinander abweichenden Wandstärken der Dichtlippen realisiert werden.
Zur Erzielung einer vergrößerten Masse der äußeren Dichtlippe ist diese außenseitig, auf der zur zweiten Dichtlippe gewandten Seite mit einer Wulst ver- sehen. In der Einbaulage der Abdichtung unterstützt die Wulst den fliehkraftbedingten Effekt, mit dem die Abstützkraft der äußeren Dichtlippe mit zunehmender Drehzahl reduziert werden kann.
Ein weiteres Gestaltungsmerkmal der erfindungsgemäßen Abdichtung sieht vor, die Wandungshöhen des Freistichs unterschiedlich zu gestalten. Ein bevorzugtes Konzept sieht vor, die von der Schulterhöhe des inneren Lagerrings bestimmte Höhe der inneren Freistichwandung so auszulegen, dass diese sowohl den Innendurchmesser der zweiten Dichtlippe als auch den Durchmesser eines Abschnitts des inneren Lagerrings übertrifft, welcher sich zwischen dem Freistich und der Stirnseite des inneren Lagerrings einstellt. Ein solcher Aufbau ermöglicht eine einfache zerstörungsfreie Montage der Abdichtung, insbesondere der inneren Dichtlippe, da diese bei einer axialen Zuführung der Abdichtung in das Wälzlager nicht mit dem inneren Lagerring in Berührung tritt. Die Differenzhöhe zwischen den Freistichwandungen ist so gewählt, dass auch die biegeweiche äußere Dichtlippe zerstörungsfrei, beispielsweise mit Hilfe eines Werkzeugs in den Freistich einsetzbar ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der äußeren Dichtlippe bezieht sich auf die Gestaltung der Dichtkante. Zur Vermeidung eines Überdruckzustandes bzw. zum Ausgleich von Druckdifferenzen zwischen dem Innenraum und der äußeren Umgebung des Wälzlagers, ist im Bereich der Dichtkante eine Entlüf- tungsnut vorgesehen. Die Dimensionierung der radial oder geneigt in die Dichtlippe im Bereich der Dichtkante eingebrachte Entlüftungsnut vermeidet einerseits einen nachteiligen Eintritt von Flüssigkeit oder Verunreinigungen in den Innenraum des Wälzlagers und gleichzeitig einen Schmierstoffaustritt aus dem Wälzlager. Bedarfsabhängig schließt die Erfindung weiterhin die Anordnung von mehreren eventuell kleineren umfangsverteilt angeordneten Entlüftungsnuten ein.
Die erfindungsgemäße Abdichtung ist beispielsweise für ein Wälzlager einsetzbar, das in einer Spannrolle oder einer Umlenkrolle eines Zugmitteltriebs vorgesehen ist. Zur Bauteiloptimierung bietet es sich an, die erfindungsgemäße Abdichtung unmittelbar einer Laufscheibe der Spannrolle oder der Umlenkrolle zuzuordnen. Dazu ist die Dichtscheibe drehstarr mit der an einem Zugmittel abgestützten Laufscheibe verbunden, die gleichzeitig die Funktion des äußeren rotierenden Lagerrings des Wälzlagers übernimmt.
Die Erfindung ist weiterhin auf ein Wälzlager einer Spannrolle oder einer Umlenkrolle übertragbar, bei der ein Aufnahmebolzen oder Tragkörper gleichzeitig die Funktion des inneren Lagerrings ausübt. Der im eingebauten Zustand drehstarre Aufnahmebolzen oder Tragkörper ist dazu mit einem Freistich ver- sehen zur Aufnahme der Dichtlippen der erfindungsgemäßen Abdichtung.
Die ausreichende Festigkeit bzw. Steifigkeit der Abdichtung wird mittels einer Armierung erzielt, die weitestgehend scheibenartig gestaltet, sich über einen großen Abschnitt des kreisringförmigen Abstandes zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerring des Wälzlagers erstreckt. Die zumindest außenseitig von dem Dichtwerkstoff der Abdichtung umspritzte Armierung bildet erfindungsgemäß außenseitig eine rechtwinklige Abkantung im Bereich der am Lageraußenring vorgesehenen Befestigung. An dem zu den Dichtlippen gerichte- ten Innenumfang ist die Armierung mit einem schräg in Richtung des Freistichs gerichteten Schenkel versehen, der allseitig vom Dichtwerkstoff umspritzt ist und an den sich unmittelbar der Dichtlippenfuß anschließt. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird anhand einer Figur dargestellt, aus der die erfindungsgemäße Abdichtung im eingebauten Zustand ersichtlich ist. Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In der einzigen Figur ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Abdichtung 1 für ein Wälzlager 2 im eingebauten Zustand dargestellt. Die Abdichtung 1 umfasst eine Dichtscheibe 3, die an einem Außenumfang elastisch in eine Ringnut 4 eines äußeren umlaufenden Lagerrings 5 formschlüssig lagefixiert ist. Die mit dem Lagerring 5 umlaufende Dichtscheibe 3 schließt einen kreisringförmigen Einbauraum 6 des Wälzlagers 2, in dem in einem Wälzkörperkäfig 7 geführte Wälzkörper 8 eingesetzt sind, die in Laufbahnen des äußeren Lagerrings 5 und eines inneren Lagerrings 9 geführt sind. Die aus einem elastischen Dichtwerk- stoff hergestellte Dichtscheibe 3 ist zur Versteifung mit einer Armierung 10 versehen, die scheibenartig gestaltet ist. In Richtung des äußeren Lagerrings 5 bildet die Armierung 10 einen rechtwinklig abgekanteten Bord 11. In Richtung des inneren Lagerrings 9 schließt die Armierung 10 einen nach innen geneigten Schenkel 12.
Übereinstimmend ist der Bord 11 und der Schenkel 12 vollständig von dem- Dichtwerkstoff der Dichtscheibe 3 umspritzt. An dem freien Ende des Schenkels 12 schließt sich ein aus dem Dichtwerkstoff gebildeter Dichtlippenfuß 13 an. Der Dichtlippenfuß 13 bildet die Basis für zwei Dichtlippen 14, 15, die ei- nem in dem inneren Lagerring 9 eingebrachten Freistich 16 zugeordnet sind. Die Dichtlippe 14 stützt sich über eine Dichtkante 17 an einer nahezu radial ausgerichteten äußeren Wandung 18 des Freistichs 16 ab. Die weitere Dichtlippe 15 ist in Verlängerung des Schenkels 12 der Armierung 10 verlaufend in Richtung der inneren Wandung 19 des Freistichs 16 ausgerichtet. Im eingebauten Zustand ist das freie Ende der Dichtlippe 15 bis auf ein Abstandsmaß „a" an die innere Wandung 19 geführt.
Weitere Gestaltungsmerkmale des inneren Lagerrings 9 in Verbindung mit den Dichtlippen 14, 15 beziehen sich auf Durchmesserverhältnisse sowie auf axiale Abstände. Ein Schulterdurchmesser „Di" des inneren Lagerrings 9 übertrifft maßlich den Innendurchmesser ,,D2" der als Dichtungsspom ausgebildeten inneren Dichtlippe 15. Diese konstruktive Auslegung gewährleistet, dass vom Wälzkontakt zwischen dem Wälzkörper 8 und dem inneren Lagerring 9 verdrängter Schmierstoff axial von dem Lagerring 9 auf eine Innenseite 20 der Dichtlippe 15 geleitet wird. Von der rotierenden Dichtscheibe 3 und der damit in Verbindung stehenden Dichtlippe 15 wird der Schmierstoff fliehkraftbedingt an die Innenseite des äußeren Lagerrings 5 gefördert wird, bevor es wieder zu den Wälzkörpern 8 gelangt.
Die Wandungen 18, 19, welche den Freistich 16 axial begrenzen, besitzen unterschiedliche Wandungshöhen. Das Maß der inneren Wandung 19 bestimmt der Schulterdurchmesser „Di", wobei dieser Durchmesser den Durch- messer eines radial gestuften Abschnitts 21 übertrifft, der sich zwischen dem Freistich 16 und einer Stirnseite 22 des inneren Lagerrings 9 einstellt. Die Dichtkante 17 ist im eingebauten Zustand axial versetzt, gekennzeichnet durch das Maß „b", welches sich zwischen der Stirnseite 23 der Dichtscheibe 3 und der Kontaktfläche der Dichtkante 17 an der äußeren Wandung 18 einstellt. Die zueinander gespreizt angeordneten Dichtlippen 14, 15 bilden ein Abstandsmaß ,,c", das so gewählt ist, dass zum einen eine ungehinderte, zerstörungsfreie Montage der Dichtscheibe 3 sichergestellt ist und zum anderen die Dichtlippen 14, 15 sich im eingebauten Zustand nicht gegenseitig behindern. Die Dichtlippe 14 weist auf der von der Dichtkante 17 abgewandten Seite außenseitig eine Wulst 24 auf, mit der bewusst eine vergrößerte Masse der Dichtlippe 14 im Außenbereich erzielbar ist. Die Wulst 24 vergrößert die Masse der Dichtlippe 14 in der Außenzone. Dabei stellt sich ein Massenschwerpunkt 25 ein, der zu einer radialen, durch die Dichtscheibe 3 gebildeten Stützlinie axial versetzt angeordnet ist. Mit zunehmender Drehzahl des Wälzlagers, d. h. rotierendem äußeren Lagerring 5 in Verbindung mit der Dichtscheibe 3 und den zugehörigen Dichtlippen 14, 15 löst die im Massenschwerpunkt 25 angreifende Fliehkraft eine gemäß Pfeilrichtung, im Uhrzeigersinn, wirkende Kraftkomponente aus. Dadurch kommt es zu einer drehzahlabhängigen, fliehkraftgeregelten Vorspannung der Dichtlippe 14, bei der die Abstützkraft der Dichtlippe 14 im Bereich der Dichtkante 17 synchron zum Drehzahlanstieg abnimmt. Die Dichtlippe 14 weist weiterhin im Bereich der Dichtkante 17 eine Entlüftungsnut 26 auf, die einen wirksamen Druckausgleich zwischen dem Einbauraum 6 und der äuße- ren Umgebung der Atmosphäre des Wälzlagers 2 sicherstellt.
Bezugszahlen
Abdichtung
Wälzlager
Dichtscheibe
Ringnut
Lagerring (außen)
Einbauraum
Wälzkörperkäfig
Wälzkörper
Lagerring (innen)
Armierung
Bord
Schenkel
Dichtlippenfuß
Dichtlippe
Dichtlippe
Freistich
Dichtkante
Wandung
Wandung
Innenseite
Abschnitt
Stirnseite
Stirnseite
Wulst
Massenschwerpunkt Entlüftungsnut a Abstandsmaß (zwischen Dichtlippe 15 und Wandung 19) b axialer Versatz (zwischen der Stirnseite 23 der Dichtscheibe 3 und der Dichtkante 17) c Abstandsmaß (zwischen den Dichtlippen 14, 15)
D-i Schulterdurchmesser (innerer Lagerring 9)
D2 Innendurchmesser (Dichtlippe 15)
D3 Durchmesser von Abschnitt 21 (zwischen Freistich 16 und Stirnseite 22 des Lagerrings 9)

Claims

Patentansprüche
1. Abdichtung für ein Wälzlager (2), umfassend eine mit einem äußeren Lagerring (5) oder einem Gehäuse umlaufende, elastische, eine Armierung (10) aufweisende Dichtscheibe (3), die formschlüssig in einer Aufnahme oder einer Ringnut (4) lagefixiert ist, wobei die Dichtscheibe (3) mit einer biegeweichen Dichtung in einen Freistich (16) eines inneren Lagerrings (9) eingreift und mittels einer Dichtkante (17) an einer Wandung (18) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (14) an der äußeren Wandung (18) des Freistichs (16) axial abgestützt ist und eine zweite Dichtlippe (15) der inneren Wandung (9) des Freistichs (16) spielbehaftet zugeordnet ist, wobei eine Masse der ersten Dichtlippe (14) einen Massenschwerpunkt (25) bildet, der in einer Einbaulage der Abdichtung (1 ) so zu einer von der Dichtscheibe (3) be- timmten Stützlinie versetzt ist, dass die im Massenschwerpunkt (25) angreifende Fliehkraft eine im Uhrzeigersinn wirkende Kraftkomponente auslöst.
2. Abdichtung nach Anspruch 1 , bei der ein Schulterdurchmesser (D^ des inneren Lagerrings (9) einen Innendurchmesser (D2) der inneren Dichtlippe (15) übertrifft.
3. Abdichtung nach Anspruch 2, bei der ein Abstandsmaß (a) zwischen der inneren Wandung (19) des Freistichs (16) und einem freien Ende der zweiten Dichtlippe (15) so ausgelegt ist, dass dieses auch bei einer maximalen Drehzahl des Wälzlagers (2) ein Abstandsmaß (a) > 0 sicherstellt.
4. Abdichtung nach Anspruch 1 , wobei die erste und die zweite Dichtlippe (14, 15) von einem gemeinsamen Dichtlippenfuß (13) der Dichtscheibe (13) ausgehend gestaltet sind.
5. Abdichtung nach Anspruch 1 , wobei in einer Einbaulage beider Dichtlippen (14, 15) sich ein axialer Versatz (b) zwischen einer Stirnseite (23) der Dichtscheibe (3) und der Dichtkante (17) der ersten Dichtlippe (14) einstellt.
6. Abdichtung nach Anspruch 1 , bei dem die zweite schräg geneigt zu der inneren Wandung (19) ausgerichtete, als ein Dichtungssporn gestaltete Dichtlippe (15) mit einem Abstandsmaß (c) axial versetzt zu der ersten Dichtlippe (14) angeordnet ist.
7. Abdichtung nach Anspruch 1 , wobei die erste Dichtlippe (14) an der zur zweiten Dichtlippe (15) gewandten Seite außenseitig eine Wulst (24) aufweist.
8. Abdichtung nach Anspruch 1 , deren Freistich (16) in dem inneren Lagerring (9) unterschiedliche Wandungshöhen aufweist, wobei die von dem Schulterdurchmesser (Di) des Lagerrings (9) definierte Höhe der inneren Wandung (19) das Maß von dem Durchmesser (D3) des Lagerrings (9) im Bereich zwischen dem Freistich (16) und der Stirnseite (22) übertrifft und weiterhin den Innendurchmesser (D2) der zweiten Dichtlippe (15).
9. Abdichtung nach Anspruch 1 , wobei die erste Dichtlippe (14) im Bereich der Dichtkante (17) mit zumindest einer Entlüftungsnut (26) versehen ist.
10. Abdichtung nach Anspruch 9, deren Entlüftungsnut (26) radial oder geneigt verlaufend ausgerichtet ist.
11. Abdichtung nach Anspruch 1 , die für ein Wälzlager (2) vorgesehen ist, das in einer Spannrolle oder einer Umlenkrolle eines Spannsystems eingesetzt ist, mit dem ein Zugmittel eines Zugmitteltrieb vorgespannt wird.
12. Abdichtung nach Anspruch 11 , wobei der Aufbau der Spannrolle oder Umlenkrolle eine das Wälzlager umschließende Laufscheibe umfasst, die gleichzeitig die Funktion eines äußeren umlaufenden Lagerriπgs übernimmt.
13. Abdichtung nach Anspruch 11 , bei dem die Spannrolle oder Umlenkrolle einen drehstarr angeordneten Aufnahmebolzen oder Tragkörper für das Wälzlager einschließt, der gleichzeitig die Funktion eines inneren, dreh- starren Lagerrings einschließt.
14. Abdichtung nach Anspruch 1 , wobei die scheibenartig ausgebildete Armierung (10) der Dichtscheibe (3) zumindest einseitig von einem elastischen Dichtwerkstoff der Abdichtung (1 ) umspritzt ist und die Armierung (10) außenseitig einen abgewinkelten Bord (11) sowie innenseitig einen in Richtung des Freistichs (16) schräg geneigten Schenkel (12) bildet.
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