WO2019110045A1 - Rolling bearing having integrated pressure sealing - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a rolling bearing with an integrated pressure seal according to the preamble of the independent claim.
- plastic rings made of a polyamide-imide are used. These plastic rings are designed as slotted rings in the manner of a piston ring and can be inserted by a corresponding expansion in grooves, in which they snap after withdrawal of the clamping force to stretch the ring. Operating pressures of up to 6 bar oil pressure with low leakage can be sealed by means of such polyamide imide rings.
- Such plastic rings are inserted in grooves on the dual-clutch transmission at suitable locations and are connected upstream of the roller bearings.
- the bearings have a sealing washer. The oil pressure presses the plastic ring in the axial direction against a flank of the groove in which the plastic ring is received, and thus activates the sealing effect of the plastic ring. As a result, the rolling bearing is not exposed to the high operating pressures, so that a simple sealing of the rolling bearing is possible or possibly completely eliminated.
- a disadvantage of the known solutions is that a plastic sealing ring arranged upstream of the roller bearing requires additional installation space. Further, at least one additional groove for locking the plastic sealing ring is necessary, whereby an additional processing of a component on the pressure side, in particular in a dual-clutch transmission is necessary.
- the object of the invention is to provide a rolling bearing with an integrated pressure seal, which allows a seal against the environment significantly increased operating pressures in a compact and inexpensive design.
- the object is achieved by a rolling bearing with an inner ring and an outer ring, wherein between the inner ring and the outer ring a plurality of rolling elements are arranged, and wherein between the outer ring and the inner ring, at least on the pressure side, an annular disc is arranged.
- the annular disc is received in a recess of the outer ring or of the inner ring in a form-locking and / or force-locking manner, wherein a shoulder is formed on the annular disc on which a closed sealing ring is mounted.
- the sealing ring is subjected to a pressure increase on the pressure side of the rolling bearing, i.
- the side, on which a higher operating pressure prevails, is displaced in such a way that it is pressed against a contact surface and can thus close a sealing gap.
- the sealing ring can be released again from the contact surface when the operating pressure on the pressure side falls, so that a suppression in the area of the rolling elements and a reduced lubrication of the rolling element caused thereby is avoided.
- a chamfer is provided on a side of the annular disc facing the rolling body, which kitchen ends at the landing.
- a shoulder is formed on the inner ring of the rolling bearing.
- the hydraulic activation of the sealing ring can be improved with an increase in pressure on the pressure side of the rolling bearing. In doing so, the sealing ring is flowed under a more favorable angle and on a more favorable surface, so that it can be activated more easily, i. is pressed in the axial direction against a stop surface.
- a sealing gap is formed, wherein the sealing gap extends in a first portion parallel to a support surface of the inner ring and in a second portion at an angle a to the first portion.
- a sealing gap can prevent larger particles from penetrating into the roller bearing and thus damaging the sealing ring or jamming the sealing ring, so that hydraulic activation of the sealing ring is no longer possible.
- a particularly favorable flow of the sealing ring for axial activation is possible, thereby avoiding that penetrated into the sealing gap Impurities can be deposited on the sealing surface and thus adversely affect the sealing effect of the sealing ring.
- a bevel is formed on the sealing ring on its side facing the shoulder.
- a bevel on the shoulder of the inner ring facing side of the sealing ring By a bevel on the shoulder of the inner ring facing side of the sealing ring, a deflection of the sealant can be carried out in the groove, whereby a particularly simple hydraulic activation of the sealing ring is possible.
- contaminants that have penetrated into the roller bearing through the sealing gap can deposit in the groove, so that they are kept away from the hydraulically sealing surfaces and are deposited on the groove base.
- the bevel has an angle ⁇ in the range of 10 ° to 45 °, preferably between 20 ° and 40 °.
- the flow of oil through the sealing gap on the sealing ring is best used to activate the sealing ring, so that the sealing ring starts axially against a contact surface of the inner ring and seals the second sealing gap.
- the inner diameter of the sealing ring is preferably in the range of ⁇ 1 mm of the shoulder diameter of the shoulder on the inner ring, so that an optimal activation of the sealing ring can take place.
- a groove for releasing the sealing ring is formed on the inner ring.
- a stop surface is formed, wherein between the sealing ring and the stop surface of the inner ring, a second sealing gap is formed.
- the sealing ring is made of a high-temperature-resistant, chemical and abrasion-resistant plastic material, preferably of a polyamide-imide material.
- Polyamideimide The high thermal stability up to more than 200 ° C and the high resistance to chemicals as well as the high abrasion resistance compared to other plastics. Therefore, a Polyamidimidring is particularly suitable as a sealing ring in a rolling bearing according to the invention, since even with the axial displaceability unlike a sealing ring made of an elastomer no increased wear and thus a correspondingly high durability is to be expected.
- a closed sealing ring made of a polyamideimide can be produced inexpensively in an injection molding process.
- the shoulder of the annular disc and the groove on the inner ring are each wider than the sealing ring, so that the sealing ring in the axial direction between corresponding stop surfaces on the inner ring and on the annular disc is displaceable. Due to the limitations of the axial mobility of the sealing ring on the annular disc and on the inner ring, a simple activation and deactivation of the sealing ring is possible. It is ensured that the sealing ring is not tilted or lost, since the width of the groove and the width of the stop surface are each only slightly wider than the width of the sealing ring.
- FIG. 1 shows an embodiment of a rolling bearing according to the invention with integrated pressure seal in a sectional view.
- a rolling bearing 1 according to the invention comprises an outer ring 2 and an inner ring 9 and between the outer ring 2 and the inner ring 9 arranged rolling elements 3. Further, the rolling bearing 1 according to the invention comprises a fixed to the outer ring 2 annular disc 4, which is arranged on the pressure side between the inner ring 9 and the outer ring 2 is and closes the Wälzläger 1 on the pressure side to a sealing gap 12.
- the annular disc 4 is preferably pressed into the outer ring 2, wherein a shoulder 15 is provided on the outer ring 2, which serves as a stop for the annular disc 4 during pressing.
- a chamfer 8 is formed on its side facing the rolling element 3, in order to allow damage-free mounting of a closed sealing ring 5, in particular a closed sealing ring 5 made of a polyamide-imide material, on a shoulder 16 of the annular disc 4.
- the rolling bearing 1 is preferably formed as a ball bearing, but other forms of rolling elements 3 are possible.
- the inner ring 2 has, at its end facing the pressure side, a shoulder 7 which separates the sealing gap 12 from a groove 10 on the inner ring 9.
- the sealing ring 5 On its side facing the shoulder 7, the sealing ring 5 has a chamfer 19 with an angle ⁇ of 0 ° to 45 °, preferably of 20 ° to 40 °, through which the oil pressure p a of the pressure side in the rolling bearing 1 depressed oil 6 is passed through the sealing gap 12 on the chamfer 19 of the sealing ring 5, so that the sealing ring 5 is activated accordingly and axially against a stop surface 18 on the inner ring 9 is pressed.
- the sealing gap 12 has a first section 12a, which runs parallel to a support surface 17 of the inner ring 9 and a second section 12b, which at an angle a of 0 ° to 45 °, preferably 10 ° to 40 ° to first section runs, wherein the angle a substantially corresponds to the angle of the shoulder 7.
- a stop surface 20 is formed, which limits the axial movement of the closed sealing ring 5 in the direction of the pressure side.
- the Diameter DD of the sealing ring 5 is preferably in the range of ⁇ 1 mm of the shoulder diameter Ds, so that an optimal activation of the sealing ring 5 can take place.
- the groove 10 has a groove bottom 14 with a diameter DN, which lies below the shoulder 7. In this case, the groove bottom 14 is preferably 1 mm to 5 mm below the shoulder 7, so that in the radial direction sufficient space for the sealing ring 5 and a movement of the sealing ring 5 is present.
- the sealing ring thus has a rectangular cross section and the shoulder 7 coincides with the groove base 14 of the groove 10.
- This variant has the advantage that it is particularly easy to manufacture and inexpensive to produce, but can lead to a limited sealing effect and an associated increased leakage at the rolling bearing 1.
- the oil pressure p of the oil 6 increases on the pressure side of the rolling bearing 1 according to the invention, then this oil pressure p is throttled through the sealing gap 12. Furthermore, the sealing gap 12 prevents penetration of larger particles in the rolling bearing 1, which could damage the sealing ring 5.
- the oil pressure p shifts the sealing ring 5 in the axial direction in the direction of the abutment surface 18 on the inner ring 9, whereby the second sealing gap 13 between the sealing ring 5 and the inner ring 9 is closed. Due to the oil pressure p, the sealing ring 5 is pressed against this stop surface 18, whereby even medium pressures, in particular oil pressures p in the range of 2 to 12 bar, can be sealed off.
- Such oil pressures p can not be directly sealed in the rolling bearing 1 simple, known from the prior art, sealing elements, but require the rolling bearing 1 upstream seal.
Abstract
The invention relates to a rolling bearing (1) having an inner ring (9) and an outer ring (2), wherein rolling bodies (3) are arranged between the inner ring (9) and the outer ring (2). Furthermore, an annular disc (4) is arranged between the outer ring (2) and the inner ring (9), at least on the pressure side. There is provision that the annular disc (4) is received in a form-fitting manner in a recess (15) of the outer ring (2) or of the inner ring (9), and a shoulder (16) is formed on the annular disc (4), a closed sealing ring (5) being fitted onto said shoulder.
Description
Wälzlager mit integrierter Druckabdichtunq Rolling bearings with integrated pressure seal
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer integrierten Druckabdichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs. The invention relates to a rolling bearing with an integrated pressure seal according to the preamble of the independent claim.
Zum Abdichten von Drücken in Doppelkupplungsgetrieben werden Kunststoffringe aus einem Polyamidimid eingesetzt. Diese Kunststoffringe werden als geschlitzte Ringe nach Art eines Kolbenrings ausgeführt und können durch eine entsprechende Deh- nung in Nuten eingesetzt werden, in welchen sie nach Rücknahme der Spannkraft zum Dehnen des Rings einschnappen. Über solche Polyamidimid-Ringe können Be- triebsdrücke von bis zu 6 bar Öldruck mit geringer Leckage abgedichtet werden. Sol- che Kunststoffringe werden in Nuten an dem Doppelkupplungsgetriebe an geeigneten Stellen eingesetzt und sind den Wälzlagern vorgeschaltet. Die Wälzlager weisen eine Dichtscheibe auf. Der Öldruck drückt den Kunststoffring in axialer Richtung an eine Flanke der Nut, in welcher der Kunststoffring aufgenommen ist, und aktiviert somit die Dichtwirkung des Kunststoffrings. Das Wälzlager wird dadurch nicht den hohen Be- triebsdrücken ausgesetzt, sodass eine einfache Abdichtung des Wälzlagers möglich ist oder gegebenenfalls ganz entfallen kann. To seal off pressures in dual-clutch transmissions, plastic rings made of a polyamide-imide are used. These plastic rings are designed as slotted rings in the manner of a piston ring and can be inserted by a corresponding expansion in grooves, in which they snap after withdrawal of the clamping force to stretch the ring. Operating pressures of up to 6 bar oil pressure with low leakage can be sealed by means of such polyamide imide rings. Such plastic rings are inserted in grooves on the dual-clutch transmission at suitable locations and are connected upstream of the roller bearings. The bearings have a sealing washer. The oil pressure presses the plastic ring in the axial direction against a flank of the groove in which the plastic ring is received, and thus activates the sealing effect of the plastic ring. As a result, the rolling bearing is not exposed to the high operating pressures, so that a simple sealing of the rolling bearing is possible or possibly completely eliminated.
Aus der DE 10 2009 006 649 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem eine Getriebewelle mittels eines Wälzlagers drehbar gelagert ist. Dabei ist dem Wälz- lager ein Kunststoffdichtring vorgeschaltet, um die auf das Wälzlager wirkenden Öl- drucke zu reduzieren. From DE 10 2009 006 649 A1 discloses a dual-clutch transmission is known in which a transmission shaft is rotatably supported by means of a rolling bearing. The rolling bearing is preceded by a plastic sealing ring in order to reduce the oil pressure acting on the rolling bearing.
Nachteilig bei den bekannten Lösungen ist jedoch, dass ein dem Wälzlager vorge- schalteter Kunststoffdichtring zusätzlichen Bauraum benötigt. Ferner ist mindestens eine zusätzliche Nut zur Arretierung des Kunststoffdichtrings notwendig, wodurch eine zusätzliche Bearbeitung eines Bauteils auf der Druckseite, insbesondere in einem Doppelkupplungsgetriebe notwendig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wälzlager mit einer integrierten Druckabdichtung zu schaffen, welches eine Abdichtung auch gegenüber der Umgebung deutlich erhöhte Betriebsdrücke bei einer kompakten und kostengünstigen Ausführung ermöglicht. However, a disadvantage of the known solutions is that a plastic sealing ring arranged upstream of the roller bearing requires additional installation space. Further, at least one additional groove for locking the plastic sealing ring is necessary, whereby an additional processing of a component on the pressure side, in particular in a dual-clutch transmission is necessary. The object of the invention is to provide a rolling bearing with an integrated pressure seal, which allows a seal against the environment significantly increased operating pressures in a compact and inexpensive design.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Wälzlager mit einem Innenring und ei- nem Außenring gelöst, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring mehrere Wälzkörper angeordnet sind, und wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring zumindest auf der Druckseite eine Ringscheibe angeordnet ist. Dabei ist die Ring- scheibe in einer Ausnehmung des Außenrings oder des Innenrings formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufgenommen, wobei an der Ringscheibe ein Absatz ausge- bildet ist, auf welchen ein geschlossener Dichtring aufgezogen ist. Dadurch wird ein in axialer Richtung begrenzt verschiebbarer Dichtring in das Wälzlager integriert, sodass eine vergleichsweise hohe Dichtwirkung erreicht wird. Dabei wird der Dichtring bei ei- nem Druckanstieg auf der Druckseite des Wälzlagers, d.h. der Seite, auf der ein höhe- rer Betriebsdruck herrscht derart verschoben, dass er an eine Anlagefläche gepresst wird und somit einen Dichtspalt verschließen kann. Durch das Aktivieren des Dicht- rings durch den Betriebsdruck eines Betriebsfluids, insbesondere eines Öls, auf der Druckseite und das damit verbundene Anpressen des Dichtrings gegen eine Anlage- fläche können gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhte Betriebsdrücke von 2bar oder mehr abgedichtet werden, welche mit bekannten Dichtlippen an einem Wälzlager nicht abgedichtet werden können und zu einer Leckage führen. Durch die axiale Be- weglichkeit kann sich der Dichtring bei einem Absinken des Betriebsdrucks auf der Druckseite wieder von der Anlagefläche lösen, sodass ein Unterdrück im Bereich der Wälzkörper und eine dadurch verursachte verminderte Schmierung des Wälzkörper vermieden wird. According to the invention the object is achieved by a rolling bearing with an inner ring and an outer ring, wherein between the inner ring and the outer ring a plurality of rolling elements are arranged, and wherein between the outer ring and the inner ring, at least on the pressure side, an annular disc is arranged. In this case, the annular disc is received in a recess of the outer ring or of the inner ring in a form-locking and / or force-locking manner, wherein a shoulder is formed on the annular disc on which a closed sealing ring is mounted. As a result, a limited axially displaceable sealing ring is integrated into the rolling bearing, so that a comparatively high sealing effect is achieved. At the same time, the sealing ring is subjected to a pressure increase on the pressure side of the rolling bearing, i. The side, on which a higher operating pressure prevails, is displaced in such a way that it is pressed against a contact surface and can thus close a sealing gap. By activating the sealing ring by the operating pressure of an operating fluid, in particular an oil, on the pressure side and the associated pressing of the sealing ring against an abutment surface can be compared to the ambient pressure increased operating pressures of 2bar or more sealed, which with known sealing lips on a rolling bearing can not be sealed and lead to leakage. As a result of the axial movability, the sealing ring can be released again from the contact surface when the operating pressure on the pressure side falls, so that a suppression in the area of the rolling elements and a reduced lubrication of the rolling element caused thereby is avoided.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Wälzlagers möglich. The features listed in the dependent claims advantageous improvements and developments of the rolling bearing specified in the independent claim are possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer dem Wälzkörper zugewandten Seite der Ringscheibe eine Fase vorgesehen ist, wel-
che an dem Absatz endet. Durch eine Fase an der Ringscheibe kann das Aufziehen des Dichtrings erleichtert und die Gefahr einer Beschädigung des Dichtrings beim Aufziehen reduziert werden. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that a chamfer is provided on a side of the annular disc facing the rolling body, which kitchen ends at the landing. By a chamfer on the annular disc, the mounting of the sealing ring can be facilitated and the risk of damage to the sealing ring when mounting can be reduced.
In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Innenring des Wälzlagers eine Schulter ausgebildet ist. Durch eine Schulter kann die hydrauli- sche Aktivierung des Dichtrings bei einer Druckerhöhung auf der Druckseite des Wälzlagers verbessert werden. Dabei wird der Dichtring unter einen günstigeren Win- kel und an einer günstigeren Fläche angeströmt, sodass er sich leichter aktivieren lässt, d.h. in axialer Richtung gegen eine Anschlagfläche gedrückt wird. In a further improvement of the invention, it is provided that a shoulder is formed on the inner ring of the rolling bearing. Through a shoulder, the hydraulic activation of the sealing ring can be improved with an increase in pressure on the pressure side of the rolling bearing. In doing so, the sealing ring is flowed under a more favorable angle and on a more favorable surface, so that it can be activated more easily, i. is pressed in the axial direction against a stop surface.
Bevorzugt ist dabei, wenn zwischen der Ringscheibe und dem Innenring ein Dichtspalt ausgebildet ist, wobei der Dichtspalt in einem ersten Abschnitt parallel zu einer Aufla- gefläche des Innenrings und in einem zweiten Abschnitt unter einem Winkel a zu dem ersten Abschnitt verläuft. Durch einen Dichtspalt kann verhindert werden, dass größe- re Partikel in das Wälzlager eindringen und somit den Dichtring beschädigen oder für ein Verklemmen des Dichtrings sorgen, sodass eine hydraulische Aktivierung des Dichtrings nicht mehr möglich ist. Durch einen Dichtspalt, welcher im ersten Abschnitt parallel zu einer Auflagefläche des Innenrings verläuft und in einem zweiten Abschnitt unter einen Winkel zu diesem ersten Abschnitt verläuft, ist eine besonders günstige Anströmung des Dichtrings zur axialen Aktivierung möglich, dabei wird vermieden, dass in den Dichtspalt eingedrungene Verunreinigungen sich an der Dichtfläche abla- gern und somit die Dichtwirkung des Dichtrings negativ beeinflussen können. It is preferred if between the annular disc and the inner ring, a sealing gap is formed, wherein the sealing gap extends in a first portion parallel to a support surface of the inner ring and in a second portion at an angle a to the first portion. A sealing gap can prevent larger particles from penetrating into the roller bearing and thus damaging the sealing ring or jamming the sealing ring, so that hydraulic activation of the sealing ring is no longer possible. By a sealing gap, which extends in the first portion parallel to a support surface of the inner ring and extends in a second portion at an angle to this first portion, a particularly favorable flow of the sealing ring for axial activation is possible, thereby avoiding that penetrated into the sealing gap Impurities can be deposited on the sealing surface and thus adversely affect the sealing effect of the sealing ring.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn an dem Dichtring an seiner der Schulter zuge- wandten Seite eine Abschrägung ausgebildet ist. Durch eine Abschrägung an der der Schulter des Innenrings zugewandten Seite des Dichtrings kann eine Umlenkung des Dichtmittels in die Nut erfolgen, wodurch eine besonders einfache hydraulische Akti- vierung des Dichtrings möglich ist. Zudem können sich durch den Dichtspalt in das Wälzlager eingedrungene Verunreinigungen in der Nut ablagern, sodass diese von den hydraulisch dichtenden Flächen ferngehalten werden und sich am Nutgrund abla- gern.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ab- schrägung einen Winkel ß im Bereich von 10° bis 45°, vorzugsweise zwischen 20° und 40° aufweist. Durch eine Abschrägung mit einem Winkel von 10° bis 45° wird der durch den Dichtspalt auf den Dichtring geleitet Ölstrom bestmöglich genutzt, um den Dichtring zu aktivieren, sodass der Dichtring axial an einer Anlagefläche des Innen- rings anläuft und den zweiten Dichtspalt abdichtet. Der Innendurchmesser des Dicht- rings liegt dabei vorzugsweise im Bereich von ± 1 mm des Schulterdurchmessers der Schulter am Innenring, damit eine optimale Aktivierung des Dichtrings erfolgen kann. It is particularly preferred if a bevel is formed on the sealing ring on its side facing the shoulder. By a bevel on the shoulder of the inner ring facing side of the sealing ring, a deflection of the sealant can be carried out in the groove, whereby a particularly simple hydraulic activation of the sealing ring is possible. In addition, contaminants that have penetrated into the roller bearing through the sealing gap can deposit in the groove, so that they are kept away from the hydraulically sealing surfaces and are deposited on the groove base. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the bevel has an angle β in the range of 10 ° to 45 °, preferably between 20 ° and 40 °. Through a chamfer at an angle of 10 ° to 45 °, the flow of oil through the sealing gap on the sealing ring is best used to activate the sealing ring, so that the sealing ring starts axially against a contact surface of the inner ring and seals the second sealing gap. The inner diameter of the sealing ring is preferably in the range of ± 1 mm of the shoulder diameter of the shoulder on the inner ring, so that an optimal activation of the sealing ring can take place.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem In- nenring eine Nut zur Freistellung des Dichtrings ausgebildet ist. Durch eine entspre- chende Nut am Innenring kann in radialer Richtung hinreichend viel Platz geschaffen werden, sodass sich der Dichtring zum einen ohne Kontakt am Innenring in axialer Richtung verschieben und somit aktivieren und deaktivieren lässt. Zum anderen wird damit ein Raum geschaffen, in welchem sich in den Dichtspalt eingedrungene Verun- reinigungen ablagern können, ohne gegen den Dichtring gedrückt zu werden und so- mit ohne zu einem erhöhten Verschleiß am Dichtring zu führen. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that on the inner ring a groove for releasing the sealing ring is formed. By means of a corresponding groove on the inner ring, sufficient space can be created in the radial direction so that the sealing ring can be displaced in the axial direction without contact on the inner ring and thus activated and deactivated. On the other hand, this creates a space in which impurities that have penetrated into the sealing gap can deposit without being pressed against the sealing ring and thus without leading to increased wear on the sealing ring.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Innenring eine Anschlagfläche ausgebildet ist, wobei zwischen dem Dichtring und der Anschlagfläche des Innenrings ein zweiter Dichtspalt ausgebildet ist. Durch eine in den Innenring integrierte Anschlagfläche kann auf einfache und kostengünstige Art ein axialer Anschlag für den Dichtring ausgebildet werden. Zudem kann durch den zwei- ten Dichtspalt, sofern er bei einem Nichtanliegen des Dichtrings am Anschlag geöffnet ist, ein Nachströmen von Schmiermittel in den Bereich der Wälzkörper erfolgen, so- dass die Gefahr eines Unterdrucks im Lager und einer damit verbundenen verminder- ten Schmierstoffversorgung gebannt wird. According to a preferred embodiment of the invention it is provided that on the inner ring, a stop surface is formed, wherein between the sealing ring and the stop surface of the inner ring, a second sealing gap is formed. By an integrated into the inner ring stop surface can be formed in a simple and inexpensive way, an axial stop for the sealing ring. In addition, as a result of the second sealing gap, provided that it is open when the sealing ring is not in contact with the stop, lubricant flows into the area of the rolling elements, so that the danger of a negative pressure in the bearing and a concomitant reduced lubricant supply is eliminated becomes.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Dicht- ring aus einem hochtemperaturfesten, Chemikalien- und abriebsfesten Kunststoffmate- rial, bevorzugt aus einem Polyamidimid-Werkstoff, hergestellt ist. Polyamidimid zeich-
net sich durch eine hohe thermische Stabilität bis über 200°C sowie eine hohe Chem i- kalienbeständigkeit sowie eine im Vergleich zu anderen Kunststoffen hohe Abriebs- festigkeit aus. Daher ist ein Polyamidimidring als Dichtring in einem erfindungsgemä- ßen Wälzlager besonders geeignet, da auch bei der axialen Verschiebbarkeit anders als bei einem Dichtring aus einem Elastomer kein erhöhter Verschleiß und somit eine entsprechend hohe Dauerhaltbarkeit zu erwarten ist. Zudem kann ein geschlossener Dichtring aus einem Polyamidimid kostengünstig in einem Spritzgußverfahren herge- stellt werden. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the sealing ring is made of a high-temperature-resistant, chemical and abrasion-resistant plastic material, preferably of a polyamide-imide material. Polyamideimide The high thermal stability up to more than 200 ° C and the high resistance to chemicals as well as the high abrasion resistance compared to other plastics. Therefore, a Polyamidimidring is particularly suitable as a sealing ring in a rolling bearing according to the invention, since even with the axial displaceability unlike a sealing ring made of an elastomer no increased wear and thus a correspondingly high durability is to be expected. In addition, a closed sealing ring made of a polyamideimide can be produced inexpensively in an injection molding process.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Wälzlagers ist vorgesehen, dass der Absatz der Ringscheibe und die Nut am Innenring jeweils breiter als der Dichtring sind, sodass der Dichtring in axialer Richtung zwischen entsprechenden Anschlagflä- chen am Innenring und an der Ringscheibe verschiebbar ist. Durch die Begrenzungen der axialen Beweglichkeit des Dichtrings an der Ringscheibe und am Innenring ist ei- ne einfache Aktivierung und Deaktivierung des Dichtrings möglich. Dabei wird sicher- gestellt, dass der Dichtring sich nicht verkantet oder verloren geht, da die Breite der Nut und die Breite der Anschlagfläche jeweils nur geringfügig breiter als die Breite des Dichtrings sind. According to an advantageous development of the rolling bearing is provided that the shoulder of the annular disc and the groove on the inner ring are each wider than the sealing ring, so that the sealing ring in the axial direction between corresponding stop surfaces on the inner ring and on the annular disc is displaceable. Due to the limitations of the axial mobility of the sealing ring on the annular disc and on the inner ring, a simple activation and deactivation of the sealing ring is possible. It is ensured that the sealing ring is not tilted or lost, since the width of the groove and the width of the stop surface are each only slightly wider than the width of the sealing ring.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinier- bar. The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless stated otherwise in the individual case, advantageously combinable with each other.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment and the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagers mit in- tegrierter Druckabdichtung in einer Schnittdarstellung. 1 shows an embodiment of a rolling bearing according to the invention with integrated pressure seal in a sectional view.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagers 1 mit einer integrierten Druckabdichtung dargestellt. Das erfindungsgemäße Wälzlager 1 umfasst
einen Außenring 2 und einen Innenring 9 sowie zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 9 angeordnete Wälzkörper 3. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Wälz- lager 1 eine an dem Außenring 2 fixierte Ringscheibe 4, welche auf der Druckseite zwischen dem Innenring 9 und dem Außenring 2 angeordnet ist und das Wälzläger 1 auf der Druckseite bis auf einen Dichtspalt 12 verschließt. Die Ringscheibe 4 ist vor- zugsweise in den Außenring 2 eingepresst, wobei an dem Außenring 2 ein Absatz 15 vorgesehen ist, welcher beim Einpressen als Anschlag für die Ringscheibe 4 dient. An der Ringscheibe 4 ist auf ihrer dem Wälzkörper 3 zugewandten Seite eine Fase 8 ausgebildet, um eine beschädigungsfreie Montage eines geschlossenen Dichtrings 5, insbesondere einen geschlossenen Dichtring 5 aus einem Polyamidimid-Material, auf einen Absatz 16 der Ringscheibe 4 zu ermöglichen. Das Wälzlager 1 ist vorzugsweise als Kugellager ausgebildet, es sind jedoch auch andere Formen von Wälzkörpern 3 möglich. In Fig. 1, an embodiment of a rolling bearing 1 according to the invention is shown with an integrated pressure seal. The rolling bearing 1 according to the invention comprises an outer ring 2 and an inner ring 9 and between the outer ring 2 and the inner ring 9 arranged rolling elements 3. Further, the rolling bearing 1 according to the invention comprises a fixed to the outer ring 2 annular disc 4, which is arranged on the pressure side between the inner ring 9 and the outer ring 2 is and closes the Wälzläger 1 on the pressure side to a sealing gap 12. The annular disc 4 is preferably pressed into the outer ring 2, wherein a shoulder 15 is provided on the outer ring 2, which serves as a stop for the annular disc 4 during pressing. On the annular disc 4, a chamfer 8 is formed on its side facing the rolling element 3, in order to allow damage-free mounting of a closed sealing ring 5, in particular a closed sealing ring 5 made of a polyamide-imide material, on a shoulder 16 of the annular disc 4. The rolling bearing 1 is preferably formed as a ball bearing, but other forms of rolling elements 3 are possible.
Der Innenring 2 weist an seinem der Druckseite zugewandten Ende eine Schulter 7 auf, welche den Dichtspalt 12 von einer Nut 10 an dem Innenring 9 trennt. Der Dicht- ring 5 weist auf seiner der Schulter 7 zugewandten Seite eine Abschrägung 19 mit ei- nem Winkel ß von 0° bis 45°, vorzugsweise von 20° bis 40° auf, durch welche der Öl- druck p eines von der Druckseite in das Wälzlager 1 gedrückten Öls 6 durch den Dichtspalt 12 auf die Abschrägung 19 des Dichtrings 5 geleitet wird, so dass der Dichtring 5 entsprechend aktiviert wird und axial gegen eine Anschlagfläche 18 am In- nenring 9 gedrückt wird. Dadurch wird ein Dichtspalt 13 zwischen dem Dichtring 5 und dem Innenring 9 geschlossen, sodass der Bereich der Wälzkörper 3 gegen den Öl- druck p auf der Druckseite des Wälzlagers 1 abgedichtet ist. Durch die Verschiebung des Dichtrings 5 vergrößert sich ein Dichtraum 11 , welcher von der Schulter 7, der Nut 10, dem Dichtring 5 und der Ringscheibe 4 begrenzt wird. Der Dichtspalt 12 weist ei- nen ersten Abschnitt 12a auf, welcher parallel zu einer Auflagefläche 17 des Innen- rings 9 verläuft und einen zweiten Abschnitt 12b, welcher unter einem Winkel a von 0° bis 45°, vorzugsweise von 10° bis 40° zum ersten Abschnitt verläuft, wobei der Winkel a im Wesentlichen dem Winkel der Schulter 7 entspricht. The inner ring 2 has, at its end facing the pressure side, a shoulder 7 which separates the sealing gap 12 from a groove 10 on the inner ring 9. On its side facing the shoulder 7, the sealing ring 5 has a chamfer 19 with an angle β of 0 ° to 45 °, preferably of 20 ° to 40 °, through which the oil pressure p a of the pressure side in the rolling bearing 1 depressed oil 6 is passed through the sealing gap 12 on the chamfer 19 of the sealing ring 5, so that the sealing ring 5 is activated accordingly and axially against a stop surface 18 on the inner ring 9 is pressed. As a result, a sealing gap 13 between the sealing ring 5 and the inner ring 9 is closed so that the area of the rolling elements 3 is sealed against the oil pressure p on the pressure side of the rolling bearing 1. By the displacement of the sealing ring 5, a sealing space 11, which is bounded by the shoulder 7, the groove 10, the sealing ring 5 and the annular disc 4 increases. The sealing gap 12 has a first section 12a, which runs parallel to a support surface 17 of the inner ring 9 and a second section 12b, which at an angle a of 0 ° to 45 °, preferably 10 ° to 40 ° to first section runs, wherein the angle a substantially corresponds to the angle of the shoulder 7.
An der Ringscheibe 4 ist eine Anschlagfläche 20 ausgebildet, welche die axiale Be- wegung des geschlossenen Dichtrings 5 in Richtung der Druckseite begrenzt. Der
Durchmesser DD des Dichtrings 5 liegt vorzugsweise im Bereich von ± 1 mm des Schulterdurchmessers Ds, damit eine optimale Aktivierung des Dichtrings 5 erfolgen kann. Die Nut 10 weist einen Nutgrund 14 mit einem Durchmesser DN auf, welcher un- terhalb der Schulter 7 liegt. Dabei liegt der Nutgrund 14 vorzugsweise 1 mm bis 5mm unter der Schulter 7, sodass in radialer Richtung hinreichend viel Platz für den Dicht- ring 5 und eine Bewegung des Dichtrings 5 vorhanden ist. On the annular disc 4, a stop surface 20 is formed, which limits the axial movement of the closed sealing ring 5 in the direction of the pressure side. The Diameter DD of the sealing ring 5 is preferably in the range of ± 1 mm of the shoulder diameter Ds, so that an optimal activation of the sealing ring 5 can take place. The groove 10 has a groove bottom 14 with a diameter DN, which lies below the shoulder 7. In this case, the groove bottom 14 is preferably 1 mm to 5 mm below the shoulder 7, so that in the radial direction sufficient space for the sealing ring 5 and a movement of the sealing ring 5 is present.
In einer vereinfachten Ausführungsform der Erfindung werden sowohl der Winkel a zwischen der Schulter 7 und der Auflagefläche 17 des Innenrings 9 als auch der Win- kel ß am Dichtring = 0° gewählt. Bei dieser vereinfachten Ausführungsform weist der Dichtring also einen rechteckigen Querschnitt auf und die Schulter 7 fällt mit dem Nut- grund 14 der Nut 10 zusammen. Diese Variante hat den Vorteil, dass sie fertigungs- technisch besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist, kann jedoch zu einer begrenzten Dichtwirkung und einer damit verbundenen erhöhten Leckage am Wälzla- ger 1 führen. In a simplified embodiment of the invention, both the angle a between the shoulder 7 and the support surface 17 of the inner ring 9 and the angle ß are selected on the sealing ring = 0 °. In this simplified embodiment, the sealing ring thus has a rectangular cross section and the shoulder 7 coincides with the groove base 14 of the groove 10. This variant has the advantage that it is particularly easy to manufacture and inexpensive to produce, but can lead to a limited sealing effect and an associated increased leakage at the rolling bearing 1.
Steigt der Öldruck p des Öls 6 auf der Druckseite des erfindungsgemäßen Wälzlagers 1 an, so wird dieser Öldruck p durch den Dichtspalt 12 gedrosselt. Ferner verhindert der Dichtspalt 12 ein Eindringen von größeren Partikeln in das Wälzlager 1 , welche den Dichtring 5 beschädigen könnten. Der Öldruck p verschiebt den Dichtring 5 in axi- aler Richtung in Richtung der Anschlagfläche 18 am Innenring 9, wodurch der zweite Dichtspalt 13 zwischen dem Dichtring 5 und dem Innenring 9 geschlossen wird. Durch den Öldruck p wird der Dichtring 5 an diese Anschlagfläche 18 angedrückt, wodurch auch mittlere Drücke, insbesondere Öldrücke p im Bereich von 2 bis 12 bar, abgedich- tet werden können. Solche Öldrücke p können einfachen, aus dem Stand der Technik bekannten, Dichtelementen nicht im Wälzlager 1 direkt abgedichtet werden, sondern erfordern eine dem Wälzlager 1 vorgeschaltete Dichtung. If the oil pressure p of the oil 6 increases on the pressure side of the rolling bearing 1 according to the invention, then this oil pressure p is throttled through the sealing gap 12. Furthermore, the sealing gap 12 prevents penetration of larger particles in the rolling bearing 1, which could damage the sealing ring 5. The oil pressure p shifts the sealing ring 5 in the axial direction in the direction of the abutment surface 18 on the inner ring 9, whereby the second sealing gap 13 between the sealing ring 5 and the inner ring 9 is closed. Due to the oil pressure p, the sealing ring 5 is pressed against this stop surface 18, whereby even medium pressures, in particular oil pressures p in the range of 2 to 12 bar, can be sealed off. Such oil pressures p can not be directly sealed in the rolling bearing 1 simple, known from the prior art, sealing elements, but require the rolling bearing 1 upstream seal.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass durch das vorgeschlagene Wälzlager mit einer integrierten Druckabdichtung eine Ausführungsform geschaffen wird, welche eine Abdichtung auch gegenüber der Umgebung deutlich erhöhte Betriebsdrücken bei einer kompakten und kostengünstigen Ausführung ermöglicht.
Bezuqszeichenliste In summary, it can be stated that an embodiment is provided by the proposed rolling bearing with an integrated pressure seal, which allows a seal also against the environment significantly increased operating pressures in a compact and inexpensive design. LIST OF REFERENCES
1 Wälzlager 1 rolling bearing
2 Außenring 2 outer ring
3 Wälzkörper 3 rolling elements
4 Ringscheibe 4 annular disc
5 Dichtring 5 sealing ring
6 Öl 6 oil
7 Schulter 7 shoulder
8 Fase 8 chamfer
9 Innenring 9 inner ring
10 Nut 10 groove
11 Dichtraum 11 sealing space
12 erster Dichtspalt 12 first sealing gap
13 zweiter Dichtspalt 13 second sealing gap
14 Nutgrund 14 groove base
15 Ausnehmung 15 recess
16 Absatz 16 paragraph
17 Auflagefläche 17 bearing surface
18 Anschlagfläche 18 stop surface
19 Abschrägung 19 bevel
20 Anschlagfläche 20 stop surface
a Winkel am Innenring a angle on the inner ring
ß Winkel am Dichtring ß angle on the sealing ring
DD Durchmesser Dichtring DD diameter sealing ring
DN Durchmesser Nutgrund DN diameter groove bottom
Ds Schulterdurchmesser Ds shoulder diameter
p Öldruck
p oil pressure
Claims
1. Wälzlager (1 ) mit einem Innenring (9) und einem Außenring (2), wobei zwi- schen dem Innenring (9) und dem Außenring (2) Wälzkörper (3) angeordnet sind, und wobei zwischen dem Außenring (2) und dem Innenring (9) zumindest auf der Druckseite eine Ringscheibe (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeich- net, dass die Ringscheibe (4) in einer Ausnehmung (15) des Außenrings (2) oder des Innenrings (9) aufgenommen ist, und an der Ringscheibe (4) ein Ab- satz (16) ausgebildet ist, auf welchen ein geschlossener Dichtring (5) aufgezo- gen ist. 1. rolling bearing (1) having an inner ring (9) and an outer ring (2), wherein between the inner ring (9) and the outer ring (2) rolling elements (3) are arranged, and wherein between the outer ring (2) and the inner ring (9) is arranged at least on the pressure side of an annular disc (4), characterized in that the annular disc (4) in a recess (15) of the outer ring (2) or the inner ring (9) is received, and at a shoulder (16) is formed on the annular disc (4), onto which a closed sealing ring (5) is raised.
2. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem Wälzkörper (3) zugewandten Seite der Ringscheibe (4) eine Fase (8) vorgese- hen ist, welche an dem Absatz (16) endet. 2. rolling bearing (1) according to claim 1, characterized in that on one of the rolling elements (3) facing side of the annular disc (4) hen a chamfer (8) is provided, which ends at the shoulder (16).
3. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Innenring (9) des Wälzlagers (1 ) eine Schulter (7) ausgebildet ist. 3. Rolling bearing (1) according to claim 1 or 2, characterized in that on the inner ring (9) of the rolling bearing (1) has a shoulder (7) is formed.
4. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ringscheibe (4) und dem Innenring (9) ein Dichtspalt (12) ausgebildet ist, wo bei der Dichtspalt (12) in einem ersten Abschnitt (12a) parallel zu einer Auflage- fläche (17) des Innenrings (9) und in einem zweiten Abschnitt (12b) unter ei- nem Winkel a zu dem ersten Abschnitt (12a) verläuft. 4. rolling bearing (1) according to claim 3, characterized in that between the annular disc (4) and the inner ring (9) a sealing gap (12) is formed, where at the sealing gap (12) in a first portion (12 a) parallel to a bearing surface (17) of the inner ring (9) and in a second portion (12b) at an angle a to the first portion (12a) extends.
5. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Dichtring (5) an seiner der Schulter (7) zugewandten Seite eine Abschrägung (19) ausgebildet ist. 5. Rolling bearing (1) according to claim 3 or 4, characterized in that on the sealing ring (5) on its shoulder (7) side facing a chamfer (19) is formed.
6. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschrä- gung (19) einen Winkel ß von 10° bis 45° aufweist.
6. rolling bearing (1) according to claim 5, characterized in that the bevel (19) has an angle ß of 10 ° to 45 °.
7. Wälzlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Innenring (9) eine Nut (10) zur Freistellung des Dichtrings (5) ausgebildet ist. 7. rolling bearing (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the inner ring (9) has a groove (10) for releasing the sealing ring (5) is formed.
8. Wälzlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Innenring (9) eine Anschlagfläche (18) ausgebildet ist, wobei zwi- schen dem Dichtring (5) und der Anschlagfläche (18) des Innenrings (9) ein zweiter Dichtspalt (13) ausgebildet ist. 8. rolling bearing (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the inner ring (9) has a stop surface (18) is formed, wherein between the sealing ring (5) and the stop surface (18) of the inner ring ( 9), a second sealing gap (13) is formed.
9. Wälzlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring aus einem Polyamid im id-Werkstoff hergestellt ist. 9. rolling bearing (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sealing ring is made of a polyamide in the id material.
10. Wälzlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (16) der Ringscheibe (4) und die Nut (10) am Innenring (9) je- weils breiter als der Dichtring (5) sind, sodass der Dichtring (5) in axialer Rich- tung zwischen entsprechenden Anschlagflächen (18, 20) am Innenring (9) und an der Ringscheibe (4) verschiebbar ist.
10. Rolling bearing (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the shoulder (16) of the annular disc (4) and the groove (10) on the inner ring (9) are each wider than the sealing ring (5) in that the sealing ring (5) is displaceable in the axial direction between corresponding abutment surfaces (18, 20) on the inner ring (9) and on the annular disc (4).
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