WO2012052101A1 - Wälzlageranordnung - Google Patents

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WO2012052101A1
WO2012052101A1 PCT/EP2011/004742 EP2011004742W WO2012052101A1 WO 2012052101 A1 WO2012052101 A1 WO 2012052101A1 EP 2011004742 W EP2011004742 W EP 2011004742W WO 2012052101 A1 WO2012052101 A1 WO 2012052101A1
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WO
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ring
bearing
rolling
rolling bearing
labyrinth seal
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/004742
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tomas Smetana
Peter Schuster
Michael Bogner
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/447—Labyrinth packings
    • F16J15/4476—Labyrinth packings with radial path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/80—Labyrinth sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/43—Clutches, e.g. disengaging bearing

Definitions

  • the invention relates to a roller bearing assembly, comprising a rolling bearing with a fixed and a relatively rotating bearing ring and between the bearing rings in a WälzSystemfactraum rolling rolling elements, wherein the Wälz- body receiving space is sealed on at least one side by means of a labyrinth seal, wherein the formation of the labyrinth seal two at least partially axially adjacent ring elements are provided.
  • Rolling bearing assemblies are known in a variety of different types and applications. For example, these in the form of both radial and axial loads receiving angular contact ball bearings can be used approximately in Aus Weglageran extracten, that is, as a release bearing.
  • non-contact seals which do not heat up during rotation of the rolling bearing
  • labyrinth seals which are regularly formed by means of at least two axially adjacent ring elements, which delimit a narrow labyrinthine gap space. Due to the widespread in the axial direction seal shape of the lubricant or grease space is increased, resulting in longer lubrication intervals.
  • the invention is therefore based on the problem, a rolling bearing assembly with improved protection against the ingress of impurities from the outside, in particular wastewater specify.
  • a rolling bearing assembly of the type mentioned which is characterized in that a first ring element associated with the rotating bearing ring and has surface structuring at least in sections, via the on the rotation of the rotatable bearing ring and thus the first ring member from the outside into the labyrinth seal penetrating or penetrated dirt by at the axially adjacent second Ringele ment at least partially formed openings from the labyrinth seal to the outside to get promoted.
  • the invention presents a novel principle by which solid and / or liquid contaminants, in particular sprayed water, penetrating from the outside into the labyrinth seal through the gap formed between the ring elements, or penetrating the labyrinth seal, penetrate into the rolling body receiving space are hindered.
  • the invention is based on the utilization of axially outwardly directed centrifugal or centrifugal forces arising on rotation of the rotating bearing ring, which together with the surface structuring formed on the first ring element convey said contaminations in the axial direction out of the rolling bearing.
  • corresponding apertures or apertures are provided on the first annular element, axially opposite, that is, with respect to the rolling bearing axially outer second annular element, through which the contaminants are conveyed to the outside. Consequently, contamination occurs in the labyrinth seal, experience this rotationally realized by the surface structuring on the first ring element, directional change or influencing their flow direction from the labyrinth seal and thus out of the rolling bearing.
  • the number of surface textures or openings may vary by design. Basically, the above-described effect is enhanced with a correspondingly high number of surface structuring or openings. The number of surface structures does not have to correspond to the number of openings.
  • the openings formed on the second ring element also allow contaminants to enter the labyrinth seal, but due to the countercurrent caused by the surface structuring, these immediately escape from the openings.
  • the geometry of the openings can advantageously be chosen such that, while permitting the outflow of contaminants, it is difficult or prevent the penetration of contaminants.
  • the surface structuring and the openings are expediently formed on respective radial ring element sections of the ring elements.
  • the radial ring element sections which extend in the direction of the radially inner or radially outer bearing ring, depending on where the respective ring element is arranged, that is, whether it is assigned to the radially outer or the radially inner bearing ring, serve as a preferred location for the arrangement of the surface structures respectively the openings, since in this way the centrifugally oriented flow influencing according to the invention is particularly effective.
  • the ring element sections can at least partially overlap or at least partially run parallel to form the gap space forming the labyrinth seal.
  • the radial ring element sections extend at least in sections angled with respect to the bearing axis, which may be beneficial to the inventive principle, that is, the transport of contaminants substantially axially outward from the rolling bearing in terms of flow optimization.
  • other locations of the arrangement of the surface structures or openings may be provided on the respective ring elements.
  • the surface structuring on an axially with respect to the roller bearing ring element and the openings are formed on an element arranged opposite this and with respect to the rolling bearing axially outer ring element section.
  • the openings and the surface structuring are arranged distributed uniformly on the respective ring element sections or ring elements. In this way, a constant effect of the correspondingly structured or perforated ring elements is given. In exceptional cases, the surface structuring or openings may also be arranged differently or distributed unevenly.
  • the openings are formed as longitudinal slots.
  • Longitudinal slots that is elongate openings require a large passage area through the second ring element respectively the radial ring element section and thus support the escape of even relatively large amounts of dirt.
  • the longitudinal slots preferably extending in the direction of rotation may have a flow-optimized shape in order to be optimized in terms of their shape in view of different levels of contamination.
  • the longitudinal slots are preferably designed such that the corresponding ring element section of the second ring element has the required mechanical properties.
  • other opening geometries than longitudinal slots, for example, at least partially radially extending openings conceivable.
  • the surface structures are preferably formed as rising against the direction of rotation, with respect to the rolling bearing axially outwardly standing blade-like elevations.
  • the correspondingly shaped blade-like elevations can be introduced, for example, by embossing operations in the ring member and are useful due to their trained against their preferred against the direction of rotation tendency of the axial transport of contaminants from the rolling bearing.
  • the surface structuring or a part of these may also increase in the direction of rotation.
  • the opening angles of the respective blade-like elevations which accordingly also show preferably against the direction of rotation, should not be too great.
  • Good results of the dirt-repellent effect achieved by the surface structuring can be achieved, for example, with opening angles in the range of approximately 20 to 40 °, in particular approximately 30 °. Of course, exceptionally larger or smaller than the above-mentioned opening angle can be realized.
  • the effect of the blade-like elevations can be greatly improved if they extend radially obliquely outwardly with respect to the first ring element.
  • the dirt in the labyrinth seal "paddling" can be further increased, since in addition a radial influence on the flow direction of the contaminants can be generated, that is, the dirt acting forces are increased, which is why they are pushed axially from the labyrinth seal to a greater extent.
  • the first ring element is assigned to the radially inner bearing ring and the second ring element is assigned to the radially outer bearing ring.
  • the radially inner bearing ring is insofar rotatable relative to the radially outer bearing ring, which also results in that the first ring element rotates relative to the second ring element.
  • a reverse arrangement is possible, so therefore an arrangement of the first ring member on the radially outer rotating bearing ring, which rotates in this case relative to the fixed inner ring.
  • the ring element assigned to the radially outer bearing ring is fastened on the outer circumference of the radially outer bearing ring, in particular by engagement in an undercut formed on the outer circumference of the radially outer bearing ring, in particular a groove.
  • the radially outer bearing ring associated ring element is so easily accessible and easy to attach to the radially outer bearing ring and optionally detachable from this. Undercuts such as grooves or the like can cause a mechanical anchoring of the ring member and thus increase the strength of the connection between the ring member and the radially outer bearing ring.
  • a tailor-made positioning is possible in such a way, since the undercut receives a mounting portion of the ring member and this is so far in a defined position or position with respect to the outer bearing ring can be arranged.
  • the ring element is fastened, for example via a press fit on the outer circumference. Other convenient types of attachment are also conceivable.
  • Figure 1 is a sectional view through a rolling bearing assembly of an exemplary
  • Figure 2 is a perspective sectional view through a rolling bearing assembly of an exemplary embodiment
  • Figure 3 is a perspective sectional view through a rolling bearing assembly of an exemplary embodiment
  • Figure 4 is a perspective view of a first ring member of an exemplary embodiment
  • FIG. 5 is a perspective view of a second ring element of an exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a section of a first ring element
  • FIG. 7 shows a detail of a second ring element.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a rolling bearing assembly 1 of an exemplary embodiment.
  • the roller bearing assembly 1 associated rolling bearing 2 which is designed for example as greased angular contact ball bearings, comprises as essential parts a radially outer bearing ring in the form of the outer ring 3, a radially inner bearing ring in the form of the inner ring 4, and in a between the outer ring 3 and the inner ring 4 trained WälzSystemabilityraum 5 arranged rolling elements 6, here in the form of balls.
  • WälzSystemicaraum 5 is also a lubricant (not shown), which improves the running properties of the rolling bearing 2, in particular by reducing frictional and wear phenomena.
  • the rolling bearing 2 shown in Figure 1 has a rotating inner ring 4 and a fixed outer ring 3.
  • the rolling bearing 2 is sealed in the left area via a labyrinth seal 7.
  • the labyrinth seal 7 is essentially formed over two cross-sectionally S-shaped ring elements 8, 9 as well as parts of the inner circumference of the outer ring 3, so that a labyrinth-like gap space 10 is formed.
  • the gap 10 there is in principle an entry possibility for externally present solid and / or liquid contaminants, in particular spray water, into the labyrinth seal 7 and possibly further into the rolling element receiving space 5.
  • the inventive principle for preventing undesired entry of dirt into the interior of the rolling bearing 2 deliberately allows the entry of contaminants in the labyrinth seal 7 to a certain degree, since in the following the specially designed ring elements 8, 9 during operation of the rolling bearing 2, thus in the shown embodiment of Figure 1 upon rotation of the inner ring 4 and thus the ring member 8 allow a substantially axial transport of contaminants from the labyrinth seal 7 and thus from the rolling bearing 2.
  • the principle of the invention applies equally, that is, the generated by the blade-like elevations 12 flow from the rolling bearing 2 and the labyrinth seal 7 acts on the longitudinal slots 14 entering Against soiling, so that they are conveyed directly from the area of the labyrinth seal 7.
  • the ring elements 8, 9 are specially designed at corresponding radial ring element sections 8a, 9a, that is to say that in the exemplary embodiments, the first ring element 8 connected in a rotationally fixed manner to the inner ring 4 comprises axially outward Blade-like elevations 12 whose opening angle against the indicated by the arrow 13 (see Figure 2, 3) direction of rotation of the rolling bearing 2, that is, the inner ring 4 with an opening angle of about 30 ° increases.
  • the blade-like elevations 12 and the longitudinal slots 14 are circumferentially arranged evenly distributed.
  • the blade-like elevations 12 also extend obliquely outward.
  • the blade-like elevations 12 and the longitudinal slots 14 are z. B. produced by simple stamping / stamping process, provided that the ring elements 8, 9 are formed of metallic materials. If the ring elements 8, 9 are made of plastic, for example, the blade-like elevations or the longitudinal slots 14 can be produced by correspondingly formed shaping injection molding tools via plastic injection molding.
  • Figures 2, 3 also show the formation of a circumferentially circumferential groove 15 on the outer ring 3 of the rolling bearing 2, in which an axial ring element portion 9b of the ring member 9 engages and is preferably secured via an interference fit produced by caulking. Also, the ring member 8 may be secured via a press fit on the inner ring 4.

Landscapes

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

Abstract

Wälzlageranordnung (1), umfassend ein Wälzlager (2) mit einem feststehenden (3) und einem relativ dazu drehenden Lagerring (4) und zwischen den Lagerringen in einem Wälzkörperaufnahmeraum (5) wälzenden Wälzkörpern (6), wobei der Wälzkörperaufnahmeraum (5) an wenigstens einer Seite mittels einer labyrinthdichtung (7) abgedichtet ist, wobei zur Bildung der Labyrinthdichtung (7) zwei wenigstens abschnittsweise axial benachbarte Ringelemente vorgesehen sind, wobei ein erstes Ringelement (8) dem drehenden Lagerring zugeordnet ist und wenigstens abschnittsweise Oberflächenstrukturierungen aufweist, über die bei Rotation des drehbaren Lagerrings und damit des ersten Ringelements (8) von aussen in die Labyrinthdichtung (7) eindringende oder eingedrungene Verschmutzungen durch an dem axial benachbarten zweiten Ringelement ( 9 ) wenigstens abschnittsweise ausgebildete Öffnungen aus der Labyrinthdichtung (7) nach aussen befördert werden.

Description

1.1 Bezeichnung der Erfindung
1.1.1
1.1.2 Wälzlageranordnung
1.1.3
1.2 Beschreibung
1.2.1
1.2.2 Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit einem feststehenden und einem relativ dazu drehenden Lagerring und zwischen den Lagerringen in einem Wälzkörperaufnahmeraum wälzenden Wälzkörpern, wobei der Wälz- körperaufnahmeraum an wenigstens einer Seite mittels einer Labyrinthdichtung abge- dichtet ist, wobei zur Bildung der Labyrinthdichtung zwei wenigstens abschnittsweise axial benachbarte Ringelemente vorgesehen sind.
1.3 Hintergrund der Erfindung
Wälzlageranordnungen sind in einer Vielzahl unterschiedlicher Bauarten und Anwendungsgebieten bekannt. Beispielsweise können diese in Form sowohl radiale als auch axiale Belastungen aufnehmender Schrägkugellager etwa in Ausrücklageranordnungen, das heißt als Ausrücklager eingesetzt werden.
Zur Abdichtung von Wälzlagern gegen das Austreten von Lagerschmiermitteln wie beispielsweise Lagerfetten oder dergleichen sind unterschiedliche Dichtungsmöglichkeiten bekannt. Dabei sind sogenannte berührungslose Dichtungen, die sich bei Rotation des Wälzlagers nicht erwärmen, häufig bevorzugt. Hierzu zählen insbesondere Labyrinthdichtungen, welche regelmäßig durch über zwei wenigstens abschnittsweise axial benachbarte Ringelemente, die einen engen labyrinthartigen Spaltraum begrenzen, gebildet werden. Durch die in axialer Richtung verbreitete Dichtungsform wird der Schmiermittel- bzw. Fettraum vergrößert, wodurch sich längere Schmierintervalle ergeben.
Jedoch ist es bei mit Labyrinthdichtungen abgedichteten Wälzlagern möglich, dass feste und/oder flüssige Verschmutzungen, das heißt insbesondere Spritzwasser, durch die Labyrinthgänge in das Lagerinnere gelangen können, was zum einen unmittelbar nachteilig für die Laufeigenschaften des Lagers sein kann und zum anderen zu für das Lager ebenfalls nachteiligen Korrosionseffekten führen kann.
1.4 Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Wälzlageranordnung mit einem verbesserten Schutz gegen das Eindringen von von außen anstehenden Verschmutzungen, insbesondere Schmutzwasser, anzugeben.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch eine Wälzlageranordnung der eingangs genannten Art gelöst, welche sich dadurch auszeichnet, dass ein erstes Ringelement dem drehenden Lagerring zugeordnet ist und wenigstens abschnittsweise Oberflächenstrukturierungen aufweist, über die bei Rotation des drehbaren Lagerrings und damit des ersten Ringelements von außen in die Labyrinthdichtung eindringende oder eingedrungene Verschmutzungen durch an dem axial benachbarten zweiten Ringele- ment wenigstens abschnittsweise ausgebildete Öffnungen aus der Labyrinthdichtung nach außen befördert werden.
Die Erfindung stellt somit ein neuartiges Prinzip vor, durch welches von außen über den durch den zwischen den Ringelementen ausgebildeten Spaltraum in die Laby- rinthdichtung eindringende oder bereits teilweise eingedrungene feste und/oder flüssige Verschmutzungen, insbesondere Spritzwasser, an einem Eindringen in den Wälz- körperaufnahmeraum gehindert sind. Die Erfindung beruht auf der Ausnutzung von bei Rotation des drehenden Lagerrings entstehenden axial nach außen gerichteten Zentrifugal- bzw. Fliehkräften, welche zusammenwirkend mit den am ersten Ringelement ausgebildeten Oberflächenstrukturierungen die genannten Verschmutzungen in axialer Richtung aus dem Wälzlager befördern. Um dies zu ermöglichen, sind an dem dem ersten Ringelement axial gegenüberliegenden, das heißt bezüglich des Wälzlagers axial äußeren zweiten Ringelement entsprechende Öffnungen bzw. Durchbrüche vorgesehen, durch welche die Verschmutzungen nach außen befördert werden. Treten folglich Verschmutzungen in die Labyrinthdichtung ein, erfahren diese rotationsbedingt eine durch die Oberflächenstrukturierungen am ersten Ringelement realisierte, gerichtete Änderung bzw. Beeinflussung ihrer Strömungsrichtung aus der Labyrinthdichtung und damit aus dem Wälzlager heraus. Die Anzahl der Oberflächenstrukturierungen respektive der Öffnungen kann konstruktionsbedingt variieren. Grundsätzlich ist mit einer entsprechend hohen Anzahl an Oberflächenstrukturierungen bzw. Öffnungen der vorstehend beschriebene Effekt verstärkt. Die Anzahl der Oberflächenstrukturierungen muss nicht der Anzahl der Öffnungen entsprechen.
Die an dem zweiten Ringelement ausgebildeten Öffnungen lassen grundsätzlich auch einen Eintritt von Verschmutzungen in die Labyrinthdichtung zu, wobei diese aufgrund der durch die Oberflächenstrukturierungen bedingten Gegenströmung jedoch sofort wieder aus den Öffnungen austreten. Ebenfalls kann die Geometrie der Öffnungen vorteilhaft so gewählt sein, dass diese zwar ein Herausströmen von Verschmutzungen zulässt, ein Eindringen von Verschmutzungen jedoch erschwert bzw. verhindert.
Die Oberflächenstrukturierungen und die Öffnungen sind zweckmäßig an jeweiligen radialen Ringelementabschnitten der Ringelemente ausgebildet. Die radialen Ringelementabschnitte, welche sich in Richtung des radial inneren oder radial äußeren Lagerrings erstrecken, je nachdem wo das jeweilige Ringelement angeordnet ist, das heißt ob es dem radial äußeren oder dem radial inneren Lagerring zugeordnet ist, dienen als bevorzugte Stelle für die Anordnung der Oberflächenstrukturierungen respektive der Öffnungen, da derart die erfindungsgemäße zentrifugal ausgerichtete Strömungsbeeinflussung besonders wirksam ist. Dabei können sich die Ringelementabschnitte unter Ausbildung des die Labyrinthdichtung bildenden Spaltraums wenigstens ab- schnittsweise übergreifen bzw. wenigstens abschnittsweise parallel verlaufen. Es ist denkbar, dass die radialen Ringelementabschnitte wenigstens abschnittsweise gewinkelt bezüglich der Lagerachse verlaufen, was dem erfindungsgemäßen Prinzip, das heißt der Beförderung von Verschmutzungen im Wesentlichen axial nach außen aus dem Wälzlager im Sinne einer Strömungsoptimierung gegebenenfalls zuträglich sein kann. In Ausnahmefällen können selbstverständlich auch andere Orte der Anordnung der Oberflächenstrukturierungen bzw. Öffnungen an den jeweiligen Ringelementen vorgesehen sein. In Weiterbildung der Erfindung sind die Oberflächenstrukturierungen an einem bezüglich des Wälzlagers axial inneren Ringelement und die Öffnungen an einem diesem gegenüberliegend angeordneten und bezüglich des Wälzlagers axial äußeren Ring- elementabschnitt ausgebildet. Diese Anordnung ist wesentlich für die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Prinzips, wobei die Oberflächenstrukturierungen feste und/oder flüssige Verschmutzungen axial nach außen durch die Öffnungen des axial benachbarten Ringelements bzw. des diesem zugehörigen radialen Ringelementabschnitts aus dem Wälzlager bzw. der Labyrinthdichtung befördern.
Um die Verschmutzungen möglichst gleichmäßig bezüglich des Umfangs der Ringelemente aus dem Wälzlager zu befördern, ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die Öffnungen und die Oberflächenstrukturierungen an den jeweiligen Ringelementabschnitten bzw. Ringelementen gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Derart ist um- fangsmäßig eine konstante Wirkung der entsprechend strukturierten bzw. durchbrochenen Ringelemente gegeben. In Ausnahmen können die Oberflächenstrukturierungen respektive Öffnungen auch verschieden gruppiert bzw. ungleichmäßig verteilt angeordnet sein.
Bevorzugt sind die Öffnungen als Längsschlitze ausgebildet. Längsschlitze, das heißt langgezogene Öffnungen bedingen eine große Durchtrittsfläche durch das zweite Ringelement respektive dessen radialen Ringelementabschnitt und unterstützen somit den Austritt auch vergleichsweise großer Mengen an Verschmutzungen. Die vorzugsweise in Drehrichtung verlaufenden Längsschlitze können eine strömungsoptimierte Form aufweisen, um in Anbetracht unterschiedlich anstehender Verschmutzungen in ihrer Gestalt optimiert zu sein. Gleichermaßen sind die Längsschlitze bevorzugt derart ausgelegt, dass der entsprechende Ringelementabschnitt des zweiten Ringelements die geforderten mechanischen Eigenschaften aufweist. Selbstverständlich sind auch andere Öffnungsgeometrien als Längsschlitze, beispielsweise sich wenigstens teilwei- se radial erstreckende Öffnungen denkbar.
Die Oberflächenstrukturierungen sind bevorzugt als gegen die Drehrichtung ansteigende, bezüglich des Wälzlagers axial nach außen stehende schaufelartige Erhöhungen ausgebildet. Die entsprechend gestalteten schaufelartigen Erhöhungen können beispielsweise durch Prägevorgänge in das Ringelement eingebracht sein und sind aufgrund ihrer gegen ihre bevorzugt gegen die Drehrichtung ausgebildeten Neigung der axialen Beförderung von Verschmutzungen aus dem Wälzlager dienlich. Gegebenenfalls können die Oberflächenstrukturierungen oder ein Teil dieser auch in Drehrichtung ansteigen. Grundsätzlich sollten die Öffnungswinkel der jeweiligen schaufelarti- gen Erhöhungen, welche demnach ebenso bevorzugt gegen die Drehrichtung zeigen, nicht zu groß sein. Gute Ergebnisse der durch die Oberflächenstrukturierungen erzielten schmutzabweisenden Wirkung können beispielsweise mit Öffnungswinkeln im Bereich von ca. 20 bis 40°, insbesondere etwa 30°, erzielt werden. Selbstverständlich sind ausnahmsweise auch größere bzw. kleinere als die vorstehend genannten öff- nungswinkel realisierbar.
Die Wirkung der schaufelartigen Erhöhungen kann weiten verbessert werden, wenn diese bezüglich des ersten Ringelements radial schräg nach außen verlaufen. Die die Verschmutzungen in axial aus der Labyrinthdichtung„schaufelnde" Wirkung kann hierdurch weiter erhöht werden, da zusätzlich eine radiale Beeinflussung der Strömungsrichtung der Verschmutzungen erzeugt werden kann, das heißt die auf die Ver- schmutzungen wirkenden Kräfte werden erhöht, weshalb diese in stärkerem Maße axial aus der Labyrinthdichtung gedrängt werden.
Es ist bevorzugt, dass das erste Ringelement dem radial inneren Lagerring und das zweite Ringelement dem radial äußeren Lagerring zugeordnet ist. Dabei ist der radial innere Lagerring insofern relativ zu dem radial äußeren Lagerring drehbar, woraus sich gleichermaßen ergibt, dass das erste Ringelement relativ zu dem zweiten Ringelement dreht. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich, mithin also eine Anordnung des ersten Ringelements am radial äußeren drehenden Lagerring, wobei dieser in diesem Fall relativ zu dem feststehenden Innenring dreht.
Es ist denkbar, dass das dem radial äußeren Lagerring zugeordnete Ringelement am Außenumfang des radial äußeren Lagerrings, insbesondere durch Eingriff in einen am Außenumfang des radial äußeren Lagerrings ausgebildeten Hinterschnitt, insbesonde- re eine Nut, befestigt ist. Das dem radial äußeren Lagerring zugeordnete Ringelement ist derart gut zugänglich und einfach an dem radial äußeren Lagerring anbringbar bzw. gegebenenfalls von diesem lösbar. Hinterschnitte wie beispielsweise Nuten oder dergleichen können eine mechanische Verankerung des Ringelements bewirken und somit die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Ringelement und dem radial äuße- ren Lagerring steigern. Gleichermaßen ist derart auch eine passgenaue Positionierung möglich, da der Hinterschnitt einen Befestigungsabschnitt des Ringelements aufnimmt und dieses insofern in definierter Lage bzw. Position bezüglich des äußeren Lagerrings anordbar ist. Das Ringelement ist beispielsweise über einen Presssitz am Außenumfang befestigt. Andere zweckmäßige Befestigungsarten sind ebenso denkbar.
1.5 Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittansicht durch eine Wälzlageranordnung einer beispielhaften
Ausführungsform;
Figur 2 eine perspektivische Schnittansicht durch eine Wälzlageranordnung einer beispielhaften Ausführungsform;
Figur 3 eine perspektivische Schnittansicht durch eine Wälzlageranordnung einer beispielhaften Ausführungsform;
Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ringelements einer beispielhaften Ausführungsform;
Figur 5 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ringelements einer beispielhaf- ten Ausführungsform;
Figur 6 einen Ausschnitt eines ersten Ringelements; und
Figur 7 einen Ausschnitt eines zweiten Ringelements. 1.6 Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch eine Wälzlageranordnung 1 einer beispielhaften Ausführungsform. Das der Wälzlageranordnung 1 zugehörige Wälzlager 2, welches beispielsweise als befettetes Schrägkugellager ausgeführt ist, umfasst als wesentliche Teile einen radial äußeren Lagerring in Form des Außenrings 3, einen radial inneren Lagerring in Form des Innenrings 4, sowie in einem zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 4 ausgebildeten Wälzkörperaufnahmeraum 5 angeordnete Wälzkörper 6, hier in Form von Kugeln. In dem Wälzkörperaufnahmeraum 5 befindet sich ferner ein Schmiermittel (nicht gezeigt), welches die Laufeigenschaften des Wälzlagers 2 verbessert, indem es insbesondere Reibungs- und Verschleißerscheinungen mindert. Das in Figur 1 gezeigte Wälzlager 2 weist einen drehenden Innenring 4 und einen feststehenden Außenring 3 auf. Gleichwohl wäre eine inverse Konfiguration denkbar. Um den Austritt von Schmiermittel aus dem Wälzkörperaufnahmeraum 5 und somit aus dem Wälzlager 2 zu verhindern bzw. zu reduzieren, ist das Wälzlager 2 im linken Bereich über eine Labyrinthdichtung 7 abgedichtet. Die Labyrinthdichtung 7 ist im Wesentlichen über zwei querschnittlich S-förmige Ringelemente 8, 9 sowie Teile des In- nenumfangs des Außenrings 3 gebildet, so dass sich ein labyrinthartig verlaufender Spaltraum 10 bildet. Ersichtlich besteht über den Spaltraum 10 prinzipiell eine Eintrittsmöglichkeit für von außen anstehende feste und/oder flüssige Verschmutzungen, insbesondere Spritzwasser, in die Labyrinthdichtung 7 und gegebenenfalls weiter in den Wälzkörperaufnahmeraum 5.
Das erfindungsgemäße Prinzip zur Verhinderung eines unerwünschten Eintritts von Verschmutzungen in das Innere des Wälzlagers 2 erlaubt bewusst den Eintritt von Verschmutzungen in die Labyrinthdichtung 7 zu einem bestimmten Grad, da im Weiteren die besonders ausgestalteten Ringelemente 8, 9 im Betrieb des Wälzlagers 2, mithin also im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bei Rotation des Innen- rings 4 und damit des Ringelements 8 eine im Wesentlichen axiale Beförderung der Verschmutzungen aus der Labyrinthdichtung 7 und somit aus dem Wälzlager 2 ermöglichen. Dies ist durch den Pfeil 1 1 dargestellt, der die bevorzugte Strömungsrichtung fester und/oder flüssiger Verschmutzungen bei Rotation des Innenrings 4 bzw. des Ringelements 8 anzeigt.
Für den ebenso möglichen Fall, dass Verschmutzungen auch durch die Längsschlitze 14 in die Labyrinthdichtung 7 eindringen gilt das erfindungsgemäße Prinzip gleichermaßen, das heißt die durch die schaufelartigen Erhöhungen 12 erzeugte Strömung aus dem Wälzlager 2 bzw. der Labyrinthdichtung 7 wirkt den über die Längsschlitze 14 eintretenden Verschmutzungen entgegen, so dass diese unmittelbar aus dem Bereich der Labyrinthdichtung 7 gefördert werden.
Wie insbesondere aus den Figuren 2 bis 7 zu sehen ist, sind die Ringelemente 8, 9 an entsprechenden radialen Ringelementabschnitten 8a, 9a besonders ausgestaltet, das heißt, dass in den beispielhaften Ausführungsformen drehfest mit dem Innenring 4 verbundene erste Ringelement 8 umfasst axial nach außen stehende schaufelartige Erhöhungen 12 deren Öffnungswinkel gegen die durch den Pfeil 13 (vgl. Figur 2, 3) angedeutete Drehrichtung des Wälzlagers 2, das heißt des Innenrings 4 mit einem Öffnungswinkel von etwa 30° ansteigt. Hieraus ergibt sich bei Rotation des Innenrings 4 und damit des Ringelements 8 eine im Wesentlichen axial nach außen gerichtete Fliehkraft und weiter insbesondere eine„schaufelnde Wirkung", welche die Verschmutzungen durch an dem axial benachbarten zweiten Ringelement 9, das heißt die an dessen radialem Ringelementabschnitt 9a ausgebildeten Öffnungen in Form der Längsschlitze 14 nach außen befördert (vgl. Pfeil 11 , Figur 1).
Wie insbesondere aus den Figuren 4 und 5 zu erkennen ist, sind die schaufelartigen Erhöhungen 12 bzw. die Längsschlitze 14 umfangsmäßig gleichmäßig verteilt angeordnet. Die schaufelartigen Erhöhungen 12 verlaufen zudem schräg nach außen.
Die schaufelartigen Erhöhungen 12 sowie die Längsschlitze 14 sind z. B. durch einfache Stanz-/Prägeverfahren herstellbar, sofern die Ringelemente 8, 9 aus metallischen Werkstoffen gebildet sind. Sind die Ringelemente 8, 9 beispielsweise aus Kunststoff gefertigt, können die schaufelartigen Erhöhungen bzw. die Längsschlitze 14 durch entsprechend ausgebildete formgebende Spritzgießwerkzeuge über Kunststoffspritzgießen hergestellt werden.
Die Figuren 2, 3 zeigen zudem die Ausbildung einer am Außenring 3 des Wälzlagers 2 umfangsmäßig umlaufenden Nut 15, in welche ein axialer Ringelementabschnitt 9b des Ringelements 9 eingreift und vorzugsweise über einen etwa durch Verstemmen hergestellten Presssitz befestigt ist. Auch das Ringelement 8 kann über einen Presssitz am Innenring 4 befestigt sein.
Bezugszahlenliste
1 Wälzlageranordnung
2 Wälzlager
3 Außenring
4 Innenring
5 Wälzkörperaufnahmeraum
6 Wälzkörper
7 Labyrinthdichtung
8 Ringelement
8a Ringelementabschnitt
9 Ringelement
9a Ringelementabschnitt
9b Ringelementabschnitt
10 Spaltraum
1 1 Pfeil
12 schaufelartige Erhöhung
13 Pfeil
14 Längsschlitz
15 Nut

Claims

1.1 Patentansprüche
1. Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit einem feststehenden und ei- nem relativ dazu drehenden Lagerring und zwischen den Lagerringen in einem
Wälzkörperaufnahmeraum wälzenden Wälzkörpern, wobei der Wälzkörperauf- nahmeraum an wenigstens einer Seite mittels einer Labyrinthdichtung abgedichtet ist, wobei zur Bildung der Labyrinthdichtung zwei wenigstens abschnittsweise axial benachbarte Ringelemente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ringelement (8) dem drehenden Lagerring zugeordnet ist und wenigstens abschnittsweise Oberflächenstrukturierungen aufweist, über die bei Rotation des drehbaren Lagerrings und damit des ersten Ringelements (8) von außen in die Labyrinthdichtung (7) eindringende oder eingedrungene Verschmutzungen durch an dem axial benachbarten zweiten Ringelement (9) wenigstens abschnittsweise aus- gebildete Öffnungen aus der Labyrinthdichtung (7) nach außen befördert werden.
2. Wälzlageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturierungen und die Öffnungen an jeweiligen radialen Ringelementabschnitten (8a, 9a) der Ringelemente (8, 9) ausgebildet sind.
3. Wälzlageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturierungen an einem bezüglich des Wälzlagers (2) axial inneren Ringelementabschnitt (8a) ausgebildet sind und die Öffnungen an einem diesem gegenüberliegend angeordneten, bezüglich des Wälzlagers (2) axial äußeren Ringele- mentabschnitt (9a) ausgebildet sind.
4. Wälzlageranordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen und die Oberflächenstrukturierungen an den jeweiligen Ringelementabschnitten (8a, 9a) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
5. Wälzlageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen als Längsschlitze (14) ausgebildet sind.
6. Wälzlageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturierung als gegen die Drehrichtung ansteigende, bezüglich des Wälzlagers (2) axial nach außen stehende schaufelartige Erhöhungen (12) ausgebildet sind.
7. Wälzlageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die schau- feiartigen Erhöhungen (12) bezüglich des ersten Ringelements (8) radial schräg nach außen verlaufen.
8. Wälzlageranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ringelement (8) dem radial inneren Lagerring (4) und das zweite Ringelement (9) dem radial äußeren Lagerring (3) zugeordnet ist.
9. Wälzlageranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das dem radial äußeren Lagerring (3) zugeordnete Ringelement am Außenumfang des radial äußeren Lagerrings (3), insbesondere durch Eingriff in einen am Außen- umfang des radial äußeren Lagerrings (3) ausgebildeten Hinterschnitt, insbesondere eine Nut ( 5), befestigt ist.
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