DE112007001500T5

DE112007001500T5 - Lageranordnung mit einer elastischen Dichtung

Info

Publication number: DE112007001500T5
Application number: DE112007001500T
Authority: DE
Inventors: John Cook
Original assignee: Emerson Power Transmission Manufacturing LP
Current assignee: Regal Beloit America Inc
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-05-07
Also published as: WO2008005299A3; MX2009000031A; CA2656664C; WO2008005299A2; US7637665B2; CN101501356A; CN101501356B; SE532747C2; SE0802675L; US20080002925A1; CA2656664A1

Abstract

Lageranordnung, umfassend:
einen Innenring, verbunden mit einem inneren Bauteil,
einen Außenring, verbunden mit einem äußeren Bauteil, wobei der Innenring zum Außenring beabstandet und gegenüberliegend angeordnet ist,
eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind,
ein Flanschelement, das entweder an den Innenring oder an dem Außenring angeordnet ist, wobei sich das Flanschelement im wesentlichen radial in Richtung des jeweils anderen Rings von dem Innenring und dem Außenring erstreckt, und
eine elastische Dichtung, welche an dem jeweils anderen Ring von dem Innenring und dem Außenring angeordnet ist, wobei sich die elastische Dichtung angrenzend zu dem Flansch erstreckt,
wobei das innere Bauteil und das äußere Bauteil relativ zueinander verdrehbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, insbesondere den Aufbau einer Abdichtung für eine Lageranordnung.
Nach dem Stand der Technik sind verschiedenen Lageranordnungen bekannt. Typische Lageranordnungen weisen einen umlaufenden Innenring, verbunden mit einem inneren Bauteil, beispielsweise einem rotierenden inneren Bauteil, wie einer Achse, sowie einen Außenring auf, wobei der Außenring dem Innenring gegenüberliegend, beabstandet angeordnet ist. Der Außenring ist mit einem äußeren Bauteil, wie beispielsweise einem feststehenden Teil verbunden. Eine Mehrzahl von Wälzkörpern, wie beispielsweise Kugeln, ist in der Regel zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet. Die Wälzkörper reduzieren Reibung und Verschleiß der beweglichen Teile und Oberflächen und die Lageranordnung enthält häufig ein Schmiermittel um die Wälzkörper und andere Teile vor übermäßiger Reibung und Verschleiß zu schützen. Beispielhafte Lageranordnungen sind bekannt aus den Druckschriften US 5,704,719 (Cook et al.), US 5,716,147 (Cook et al.), US 5,863,137 (Johnson et al.), US 5,927,864 (Feerick) und US 6,677,283 (Ni), welche alle durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen werden.
Lageranordnungen sind häufig rauen Betriebsbedingungen ausgesetzt, wobei die Lageranordnungen flüssigen, gasförmigen und festen Fremdstoffen ausgesetzt sind. Beispielsweise nehmen Lageranordnungen häufig Schmutz, Abriebmaterial, Metallpartikel, angreifende Chemikalien und Wasser auf. Fremdstoffe, welche in die Lageranordnung eindringen, können schnell zu einem Schaden und zum Verschleiß an den Wälzkörpern führen, welcher letztlich zu einem Versagen des Lagers führt.
Im Stand der Technik sind verschiedene Dichtungsanordnungen beschrieben, welche Lageranordnungen schützen. Eine typische Dichtungsanordnung ist dazu vorgesehen, den Eintritt von Fremdstoffen in die Lageranordnung, wo die Wälzkörper sich befinden, zu vermindern. Dichtungsanordnungen weisen häufig starre Dichtungselemente auf, welche üblicherweise eine oder mehrere, metallene, umlaufende Flanschelemente aufweisen, welche der inneren oder der äußeren Komponente zugeordnet sind und nah bei einer starren Einrichtung der jeweils anderen Komponente angeordnet sind, mit der sie zusammenwirken. In vielen Anwendungsbereichen sind Lageranordnungen jedoch Temperaturveränderungen während des Betriebs ausgesetzt, welche zu einer thermischen Ausdehnung und/oder Bewegung zwischen den Komponenten der Lageranordnung führen können.
Eine thermische Ausdehnung kann zu einer axialen und/oder radialen Ausdehnung führen, wodurch Bewegungen verschiedener Lageranordnungskomponenten relativ zueinander entstehen, welche die Wirksamkeit einer Abdichtung der Lageranordnung beeinflussen. Beispielsweise kann eine axiale und/oder radiale Ausdehnung auf Grund von Erwärmung und/oder auf Grund von Abnutzung der Lageranordnung zur Entstehung eines übermäßig großen Spalts in einer Abdichtung einer Lageranordnung führen. Derartige axiale und/oder radiale Ausdehnungen können ebenso dazu führen, dass Dichtungskomponenten der Lageranordnung miteinander in Berührung geraten und es dadurch zu Verschleiß kommt, oder dass dadurch die Abdichtung oder deren Komponenten beschädigt werden. Das bedeutet, dass die Wirksamkeit von Dichtungen zur Vermeidung des Eindringens von Fremdkörpern und/oder zum Zurückhalten des Schmiermittels in der Lageranordnung beeinträchtigt werden kann.
Die vorliegende Beschreibung stellt eine Lageranordnung zur Verfügung. Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Lageranordnung einen Innenring auf, welcher mit einem inneren Bauteil verbunden ist. Ein Außenring ist mit einem äußeren Bauteil verbunden und derart angeordnet, daß der Innenring gegenüberliegend und beabstandet zum Außenring liegt. Eine Mehrzahl von Wälzkörpern ist zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet. Ein Flanschelement ist entweder an dem Innenring oder an dem Außenring angeordnet. Das Flanschelement erstreckt sich im wesentlichen radial in Richtung des jeweils anderen Rings von dem Innenring und dem Außenring. An diesem anderen Ring von dem Innenring und dem Außenring ist eine elastische Dichtung angeordnet, wobei die elastische Dichtung sich angrenzend zu dem Flanschelement erstreckt. Das innere Bauteil und das äußere Bauteil sind relativ zueinander verdrehbar.
Weitere Ausführungsformen der Lageranordnung weisen einen Innenring auf, welcher mit einem inneren Bauteil verbunden ist. Ein Außenring ist an einem äußeren Bauteil angeordnet, wobei der Außenring dem Innenring gegenüberliegend und beabstandet angeordnet ist. Eine Mehrzahl von Wälzkörpern ist zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet. Ein Flanschelement ist an dem Innenring angeordnet und erstreckt sich im wesentlichen radial in Richtung des Außenrings. Eine elastische Dichtung ist an dem Außenring angeordnet und erstreckt sich im wesentlichen angrenzend zu dem Flanschelement. Das innere Bauteil und das äußere Bauteil sind relativ zueinander verdrehbar. Die elastische Dichtung verbleibt, während einer axialen und/oder radialen Bewegung des Flanschelementes relativ zu der elastischen Dichtung angrenzend zu dem Flanschelement angeordnet.
Weitere Ausführungsformen der Lageranordnung weisen einen Innenring auf, welcher mit einem inneren Bauteil verbunden ist. Ein Außenring ist an einem äußeren Bauteil angeordnet, wobei der Außenring dem Innenring gegenüberliegend und beabstandet angeordnet ist. Ein Flanschelement ist an dem Innenring angeordnet und erstreckt sich im wesentlichen radial in Richtung des Außenrings. Ein Dichtungsträger ist an dem anderen Ring angeordnet und erstreckt sich im wesentlichen radial in Richtung des Innenrings. Eine elastische Dichtung ist an dem Dichtungsträger angeordnet und erstreckt sich angrenzend zu dem Flanschelement. Das innere Bauteil und das äußere Bauteil sind relativ zueinander verdrehbar. Die elastische Dichtung verbleibt während einer thermischen Ausdehnung angrenzend zu dem Flanschelement angeordnet.
Die Erfindung betrifft des weiteren Ausführungsformen der Lageranordnung, welche einen Innenring aufweisen, der mit einem inneren Bauteil verbunden ist. Ein Außenring ist an einem äußeren Bauteil angeordnet, wobei der Außenring dem Innenring gegenüberliegend und beabstandet angeordnet ist. Eine Mehrzahl von Wälzkörpern ist zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet. Eine Dichtungsanordnung weist ein erstes starres Bauteil mit einem Rastelement auf, wobei das Rastelement das erste starre Bauteil mit einem entsprechenden Rastelement an entweder dem Innenring oder dem Außenring verbindet. Das erste starre Bauteil erstreckt sich im wesentlichen radial in Richtung des jeweils anderen Rings von dem Innenring und dem Außenring. Eine elastische Dichtung wirkt mit dem ersten starren Bauteil zur Herstellung einer Abdichtung zusammen, um einen inneren Bereich der Lageranordnung vor der äußeren Umgebung zu schützen.
Die Zeichnungen, welche hier beschrieben werden, dienen der Erläuterung und schränken den Offenbarungsgehalt in keiner Weise ein.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Lageranordnung mit einer elastischen Dichtung;
2A ist eine geschnittene Teilansicht einer Lageranordnung mit einer elastischen Dichtung;
2B ist eine geschnittene Teilansicht einer alternativen Ausführungsform einer Lageranordnung mit einer elastischen Dichtung;
2C ist eine geschnittene Teilansicht einer alternativen Ausführungsform einer Lageranordnung mit einer elastischen Dichtung;
3A ist eine geschnittene Teilansicht einer alternativen Ausführungsform einer Lageranordnung mit einer elastischen Dichtung;
3B ist eine geschnittene Teilansicht einer alternativen Ausführungsform einer Lageranordnung mit einer elastischen Dichtung;
3C ist eine geschnittene Teilansicht einer alternativen Ausführungsform einer Lageranordnung mit einer elastischen Dichtung;
4 ist eine geschnittene Teilansicht einer alternativen Ausführungsform einer Lageranordnung mit einer elastischen Dichtung, wobei eine axiale Bewegung der Lageranordnung in Strichlinien dargestellt ist.
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und schränkt den Offenbarungsgehalt, die Anwendbarkeit oder Verwendung der Erfindung nicht ein. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen beziehen sich auf gleiche oder zusammenhängende Teile und Einrichtungen der verschiedenen Ausführungsformen, auch wenn der unmittelbare strukturelle Zusammenhang der Einrichtungen geringfügig voneinander abweichen kann. „Ein" und „eine" sind dahingehend zu verstehen, dass „mindestens ein", beziehungsweise „mindestens eine" von dem jeweils beschriebenen Element vorhanden ist; eine Mehrzahl dieser Elemente kann vorhanden sein, wenn dies möglich ist.
In den 1 und 2A ist beispielhaft eine Ausführungsform einer Lageranordnung 10 dargestellt, mit einer elastischen Dichtung 24, die an einem inneren Bauteil, welches eine Welle 16 sein kann, angeordnet und innerhalb eines Gehäuses 12 aufgenommen ist. Ein äußeres Bauteil kann mit der Lageranordnung 10 verbunden sein, beispielsweise durch die Verwendung von Stiften (nicht dargestellt) in den Bohrungen 15 in Flanschen 13 des Gehäuses 12. Die Lageranordnung 10 weist einen Innenring 14 auf, welcher auf der Welle 16 angeordnet ist, sowie einen Außenring 18, welcher so angeordnet ist, dass eine Wälzkörperoberfläche 15 des Innenrings 14 gegenüber und beabstandet zu einer Wälzkörperoberfläche 19 des Außenrings 18 angeordnet ist. Eine Mehrzahl von Wälzkörpern 20 ist zwischen dem Innenring 14 und dem Außenring 18 angeordnet. Es versteht sich, daß wenngleich die Wälzkörper 20 in 2A kugelförmig dargestellt sind, diese ebenso eine beliebige Anzahl verschiedener Arten von Wälzkörpern 20 umfassen können, beispielsweise Nadelrollen, Kegelrollen und versetzte Kegelrollen. Des weiteren kann, obwohl nur eine einzelne Reihe von Wälzkörpern 20 dargestellt ist, eine Mehrzahl von Reihen von Wälzkörpern 20 in der Lageranordnung 10 angeordnet sein.
Ein starres Bauteil, wie ein Flanschelement 22 ist direkt an dem Innenring 14 angebracht, wobei das Flanschelement 22 sich im wesentlichen radial in Richtung des Außenrings 18 erstreckt. In dieser im wesentlichen radialen Richtung erstreckt sich ein rechtwinkliger Abschnitt 22a und ein abgewinkelter Abschnitt 22b. Gemäß der dargestellten Ausführungsform kann der Außenring 18 (wie der Innenring 14) aus mehreren Komponenten, 18a, 18b zusammengefügt sein. Eine elastische Dichtung 24 ist an dem Außenring 18 angebracht und erstreckt sich von dort derart, dass sie angrenzend zu der Außenseite 26 des Flanschelementes 22 liegt, wie dargestellt. In dieser Ausführungsform sind das Flanschelement 22 und die angrenzende elastische Dichtung 24 dicht beieinanderliegend dargestellt, wodurch sich ein schmaler Spalt 30 zwischen dem Flanschelement 22 und der elastischen Dichtung 24 ergibt, wie beispielsweise in 2A dargestellt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die elastische Dichtung 24 das Flanschelement 22 berühren, wie beispielsweise in den 2B und 2C dargestellt.
Der Begriff „angrenzend" zur Beschreibung der räumlichen Beziehung zwischen der elastischen Dichtung 24 und dem Flanschelement 22 umfasst Ausführungsformen mit einem schmalen Spalt 30 zwischen der elastischen Dichtung 24 und dem Flanschelement 22 (Beispiele in 2A und 3A), Ausführungsformen in denen die elastische Dichtung 24 an dem Flanschelement 22 anliegt (Beispiele in 2B, 2C, 3B und 3C), sowie Ausführungsformen in denen die elastische Dichtung 24 außerhalb 26 des Flanschelementes (Beispiele in 2A, 2C, 3A und 3C) oder innerhalb 28 des Flanschelementes 22 (Beispiele in 2B und 3B) angeordnet ist. Beipielsweise kann der Kontakt zwischen dem Flanschelement 22 und der angrenzenden elastischen Dichtung 24 direkt oder über ein als Lippendichtung ausgeformtes Dichtungsprofil 32 hergestellt sein, welche sich von der elastischen Dichtung 24 erstreckt, wie in 2C und 3C dargestellt. In weiteren Ausführungsformen der Dichtungsanordnung 10 ist die elastische Dichtung 24 auf einem wesentlichen Teil der Länge des Flanschelementes 22 benachbart zu diesem angeordnet, oder lediglich das entfernte Ende der elastischen Dichtung 24 ist benachbart zu dem Flanschelement 22 angeordnet. Bei Ausführungsformen, in denen die elastische Dichtung 24 das Flanschelement 22 berührt, kann durch das Fehlen eines Spalts eine geschlossene, spaltfreie Abdichtung zwischen der elastischen Dichtung 24 und dem Flanschelement 22 erreicht werden.
Die elastische Dichtung 24 kann aus verschiedenen Materialien hergestellt sein; typischerweise besteht die elastische Dichtung 24 aus einem Polymer, Gummi oder einem elastomeren Material. Beispielhafte Materialien für die elastische Dichtung 24 sind: Nylon; Polypropylen, Fluoropolymer, so wie TEFLON von DuPont; Fluoroelastomer, so wie VITON; Nitril; Ethylen-Acrylat-Katschuk, Acrylic Elastomer, so wie VAMAC; Urethan; Polyimide, so wie VESPEL; oder andere Polymere, Gummi, Elastomere und Mischungen dieser Stoffe. Andere Materialien, insbesondere solche, die für das Ultraschallschweißen geeignet sind, sind beispielsweise: Poly-Acrylnitril, -butadien, -styrol, d. h. ABS Copolymer; Acryl; Butadien-Styrol, Phenylen-Oxid basierte Harze; Polycarbonate; Polyetherimid; Polyethersulfon; Polystyrol; Polyvinylchlorid; Acetal; Cellulose; Fluorpholymer; Nylon; Polyester; Polyetheretherketon (PEEK); Polyethylen; Polymethylpenten; Polyphenylsulfid und Polypropylen. Im wesentlichen kann jedes biegweiche Material verwendet werden, soweit es den zu erwartenden umgebungsbedingten Betriebsbedingungen der Lageranordnung 10 angepasst ist; beispielsweise sollte es chemisch und thermisch stabil im Hinblick auf die vorgesehene Anwendung sein.
Die Verschleißeigenschaften des Materials, welches für die elastische Dichtung 24 ausgewählt wird, ist ebenfalls von Bedeutung. Typischerweise verursacht jeder Kontakt zwischen der elastischen Dichtung 24 und dem Flanschelement 22 einen geringeren Verschleiß, sowohl an der elastischen Dichtung 24 als auch an dem Flanschelement 22, verglichen mit Dichtungselementen aus starren Materialien, wie Metall. Berührung zwischen einem metallenen Dichtungselement und einem metallenen Flanschelement 22 können beispielsweise zu einem schnellen Verschleiß des metallenen Dichtelements und des metallenen Flanschelementes 22 führen, was die Wirksamkeit der Dichtung dauerhaft herabsetzt. Die Biegsamkeit der elastischen Dichtung 24 erlaubt es hier, sich zu verformen, wenn das Flanschelement 22 die elastische Dichtung 24 berührt. Des weiteren erlaubt die flexible und biegsame Eigenschaft der elastischen Dichtung 24, Bewegungen zwischen der elastischen Dichtung 24 und dem Flanschelement 22 auszugleichen, wobei weiterhin eine wirksame Ab dichtung gewährleistet wird. Des weiteren erlaubt die Biegsamkeit der elastischen Dichtung 24, dass diese gegen das Flanschelement 22 vorgespannt werden kann. Ausführungsformen der elastischen Dichtung 24 können des weiteren eine konische Form aufweisen, so daß die elastische Dichtung 24, wenn diese gegen das Flanschelement 22 vorgespannt ist, auch bei Verschleiß in Kontakt mit dem Flanschelement 22 bleibt.
Wie in den Ausführungsformen gemäß 2A bis 2C dargestellt, ist die elastische Dichtung 24 an dem Außenring 18 durch Einpressen in eine Aufnahmenut 34 verbunden. Die elastische Dichtung kann jedoch alternativ mit dem Außenring durch verschiedene Methoden, welche nach dem Stand der Technik bekannt sind, verbunden sein. Derartige Verbindungstechniken (nicht dargestellt) umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Ultraschallschweißen, adhäsives Kleben und Aufschmelzen der elastischen Dichtung 24 in Löcher oder Ausnehmungen, welche in dem Außenring 18 eingeformt sind. Der Fachmann wird erkennen, dass die Verbindungstechnik und die Auswahl des Materials für die elastische Dichtung 24 sich gegenseitig bedingen können. Beispielsweise sollte eine polymerische elastische Dichtung 24 mit einem Kleber verträglich sein, welcher zur Verbindung der elastischen Dichtung 24 an dem Außenring 18 verwendet wird.
Die Lageranordnung 10 kann in jeder geeigneten Art und Weise an dem inneren Bauteil angeordnet sein, welches eine Welle 16 sein kann. In den Figuren ist eine Methode exemplarisch dargestellt, wobei der Innenring 14 eine Verlängerung 36 in axialer Richtung mit einer Gewindebohrung 38 zur Aufnahme einer Stellschraube 40 aufweist. Die Stellschraube 40 wird fest gegen die Welle 16 angezogen um den Innenring 14 und die Lageranordnung 10 auf der Welle 16 zu befestigen. Mehr als eine axiale Verlängerung und/oder Stellschraube 40 können verwendet werden. Andere Befestigungsvorrichtungen können zur Anbringung der Lageranordnung 10 auf der Welle 16 verwendet werden, wie beispielsweise verpressbare ringförmige Sicherungskragen, wie beschrieben im US Patent 5,863,137 und US Patent 6,908,230 , welche hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der Anmeldung aufgenommen werden.
Eine Schmierung der Lageranordnung 10 und der elastischen Dichtung 24 kann mittels eines Schmiernippels 42 erfolgen. Der Schmiernippel 42 leitet Schmierfett oder andere Schmiermittel durch den Außenring 18, um die Wälzkörper 20 zu schmieren. Die elastische Dichtung 24 hält das Schmiermittel innerhalb der Lageranordnung 10, zusätzlich zu ihrer Funktion, Fremdstoffe von außerhalb der Lageranordnung zurückzuhalten. Des weiteren wird jede Lücke zwischen dem Flanschelement 22 und der angrenzenden elastischen Dichtung 24, so wie der schmale Spalt 30, mit Schmierfett oder Schmiermittel gefüllt, sobald die Lageranordnung 10 geschmiert wird.
Die Lageranordnung 10 mit der elastischen Dichtung 24 kann weiterhin ein starres Bauteil umfassen, wie einen Dichtungsträger 44 und ein entsprechendes flexibles Dichtungsteil 46. Der Dichtungsträger 44 ist in 2A mit dem Außenring 18 verbunden dargestellt und erstreckt sich im wesentlichen radial in Richtung des Innenrings 14. Der Dichtungsträger 44 kann aus Metall hergestellt sein. Das flexible Dichtungsteil 46 kann an dem Innenring 14 über das Flanschelement 22 befestigt sein. Das flexible Dichtungsteil 46 weist mindestens einen Dichtungsschenkel 48 auf, welcher abdichtend an dem Dichtungsträger 44 anliegt. Das flexible Dichtungsteil 46 kann die Funktion ähnlich eines Ein-Wege-Ventils haben, welches den Austritt von Schmiermittel zulässt, jedoch den Eintritt von Schmiermittel und Fremdstoffen in die Lageranordnung verhindert. Alternativ (nicht dargestellt) kann das flexible Dichtungsteil 46 an dem Außenring 18 angeordnet sein (beispielsweise über den Dichtungsträger 44) und mit mindestens einem Dichtungsschenkel 48 abdichtend an dem Flanschelement 22 anliegen. Das flexible Dichtungsteil 46 kann aus den selben Materialien hergestellt sein, welche zuvor im Zusammenhang mit der elastischen Dichtung 24 angeführt wurden.
Der Dichtungsträger 44 kann mit dem Außenring 18, wie in 2A bis 3C dargestellt, durch Verrasten des Dichtungsträgers 44 über einen nach innen abgewinkelten Rand 45 verbunden werden. Wie in den Figuren dargestellt, wird die Rastverbindung dadurch hergestellt, dass der Dichtungsträger 44 ein abgewinkeltes Endstück aufweist, welches mit dem nach innen abgewinkelten Rand 45 zusammenwirkt. Ein Bauteil des Außenrings 18b kann so ausgeführt sein, dass es eine Aussparung für den Rand des Dichtungsträgers 44 aufweist, so daß der Dichtungsträger 44, wenn er auf den Außenring 18b aufgepresst wird, in den nach innen abgewinkelten Rand 45 am Außenring 18b einrastet. Durch die Rastverbindung des Dichtungsträgers 44 mit dem Außenring 18b wird ein radialer Presssitz und eine in axialer Richtung wirkende Kraft erreicht, welche den Dichtungsträger 44 gegen den Außenring 18b zieht und den Dichtungsträger 44 so in Position hält. Selbstverständlich sind dem Fachmann alternative Rastverbindungen bekannt, welche hier ebenso anwendbar wären.
Weitere, den Erfindungsgegenstand nicht einschränkende Beispiele (hier nicht dargestellt) umfassen eine Lageranordnung 10 mit Innenring 14, einen Außenring 18, eine Mehrzahl an Wälzkörpern 20 und eine Dichtungsanordnung, wobei der Innenring 14 und der Außenring 18 relativ zueinander verdrehbar sind. Der Innenring 14 ist mit einem inneren Bauteil und der Außenring 18 ist mit einem äußeren Bauteil verbunden, wobei die Ringe 14, 18 so angeordnet sind, dass der Innenring 14 dem Außenring 18 gegenüberliegend, beanstandet angeordnet ist. Die Mehrzahl von Wälzkörpern 20 ist zwischen dem Innenring 14 und dem Außenring 18 angeordnet. Die Dichtungsanordnung 10 umfasst ein erstes starres Bauteil und eine elastische Dichtung 24. Das erste starre Bauteil weist ein Rastmittel auf, welches das erste starre Bauteil mit entweder dem Innenring 14 oder dem Außenring 18 verbindet, so dass das erste starre Bauteil sich im wesentlichen radial in Richtung des jeweils anderen Rings von dem Innenring 14 und dem Außenring 18 erstreckt. Die elastische Dichtung 24 ist an dem jeweils anderen Ring von dem Innenring 14 und dem Außenring 18 angeordnet und erstreckt sich benachbart zum ersten starren Bauteil. Die Lageranordnung 10 kann des weiteren ein zweites starres Bauteil aufweisen, wobei das zweite starre Bauteil mit dem jeweils anderen Ring von dem Innenring 14 und dem Außenring 18 verbunden ist, beispielsweise durch eine Rastverbindung. Die elastische Dichtung 24 kann ebenso mit dem jeweils anderen Ring von dem Innenring 14 und dem Außenring 18 durch das zweite starre Bauteil verbunden sein.
Eine alternative Ausführungsform, dargestellt in 2B ist im wesentlichen identisch mit der Lageranordnung 10 aus 2A, wobei das Flanschelement 22 jedoch an seinem Ende nicht gebogen ist und die elastische Dichtung 24 sich derart von dem Außenring 18 erstreckt, dass sie auf der Innenseite 18 des Flanschelementes 22 liegt.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform, dargestellt in 2C, kann die elastische Dichtung 24 eine äußere Oberfläche des Flanschelementes 22 berühren, so daß im wesentlichen kein Spalt besteht, beziehungsweise eine geschlossene spaltfreie Abdichtung zwischen der elastischen Dichtung 24 und dem Flanschelement 22 entsteht. Durch einen oder mehrere als Lippendichtung 32 ausgeformte Dichtungsprofile, welche sich von der elastischen Dichtung 24 aus erstrecken, kann der Kontakt zu dem Flanschelement 22 hergestellt werden. Ein oder mehrere der als Lippendichtung 32 ausgeformten Dichtungsprofile können vorteilhaft unterstützend wirken, um das Eindringen von Fremdstoffen in die Lageranordnung zu verhindern, beziehungsweise um Schmierfett oder Schmiermittel zwischen der elastischen Dichtung 24 und dem Flanschelement 22 zu halten. Des weiteren kann das flexible Dichtungsteil 46 durch einen Filzeinsatz 50 gebildet sein, welcher zwischen dem Dichtungsträger 44 und dem Flanschelement 22 angeordnet ist. Der Filzeinsatz 50 kann ebenfalls das Eindringen von Fremdstoffen und das Austreten von Schmierstoffen verhindern und so die Vorteile der elastischen Dichtung 24 unterstützen.
Weitere Ausführungsformen einer Lageranordnung 10 mit elastischer Dichtung 24 sind in den 3A bis 3C dargestellt. In diesen Ausführungsformen wird der Dichtungsträger 44 dazu genutzt, die elastische Dichtung 24 mit dem Außenring 18 zu verbinden. Beispielsweise, wie in 3A dargestellt, ist die elastische Dichtung 24 mit dem Außenring 18 verbunden. Dies wird dadurch erreicht, dass die elastische Dichtung 24 direkt mit dem Dichtungsträger 44 verbunden ist, welcher wiederum direkt mit dem Außenring 18 verbunden ist.
Die elastische Dichtung 24 kann mit dem Dichtungsträger 44 durch verschiedene, typischerweise nach dem Stand der Technik bekannte Techniken verbunden werden. Diese Verbindungstechniken umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, das Einpressen in eine Aufnahmenut (nicht dargestellt) in dem Dichtungsträger 44, Ultraschallschweißen, adhäsives Kleben und Aufschmelzen der elastischen Dichtung 24 in Löcher oder Ausnehmungen (nicht dargestellt) in dem Dichtungsträger 44.
Wie in 3A dargestellt, erstreckt sich die elastische Dichtung 24 auf eine Außenseite 26 des Flanschelementes 22. Die elastische Dichtung 24 bildet einen Spalt 30 zwischen sich und dem Flanschelement 22. In 3B ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die elastische Dichtung 24 mit dem Dichtungsträger 44 verbunden ist und sich bis an die Innenseite 28 des Flanschelementes 22 erstreckt und, wie dargestellt, in direktem Kontakt zu dem Flanschelement 22 steht. Zusätzliche Einrichtungen zur Abdichtung, sowie ein flexibles Dichtungsteil 46 (eine exemplarische Ausführungsform ist in 3B dargestellt) oder ein Filzeinsatz 50 (eine exemplarische Ausführungsform ist in 3C dargestellt) können Teil der Lageranordnung 10 sein. In 3C ist eine Ausführungsform dargestellt, worin die elastische Dichtung 24 mit dem Außenring 18 über den Dichtungsträger 44 verbunden ist, wobei die elastische Dichtung 24 mit dem Flanschelement 22 über ein als Lippendichtung 32 ausgeformtes Dichtungsprofil in Kontakt steht.
In der 4 ist eine Bewegung des Flanschelementes 22 und der elastischen Dichtung 24 relativ zueinander dargestellt. Eine solche Bewegung kann durch thermische Ausdehnung der gesamten Lageranordnung 10 oder durch thermische Ausdehnung verschiedener Komponenten der Lageranordnung 10 hervorgerufen werden. Ebenso kann eine Bewegung durch Verschleiß an Bauteilen der Lageranordnung hervorgerufen werden. Die Bewegung innerhalb der Lageranordnung 10 kann radial und/oder axial gerichtet sein; ein Beispiel axialer Bewegung ist in 4 dargestellt. Das Flanschelement 22 ist an dem inneren Ring 14 angeordnet dargestellt und die elastische Dichtung 24 ist gegen das Flanschelement 22 vorgespannt. Da der Innenring 14 und der Außenring 18 sich in radialer Richtung relativ zueinander bewegen, bewegt sich die elastische Dichtung 24, welche gegen das Flanschelement 22 vorgespannt ist, entlang des Flanschelementes 22, beziehungsweise schleift daran entlang, wobei jedoch stets ein Kontakt zu dem Flanschelement 22 oder ein schmaler Spalt 30 besteht, da die elastische Dichtungen 24 biegsam ist. Daher kann die elastische Dichtung 24 eine wirksame Abdichtung gegenüber dem Flanschelement 22 aufrechterhalten, obwohl die Lageranordnung 10 sich ausdehnt und/oder sich auf Grund von Temperaturveränderungen und/oder Verschleiß bewegt.
Alternative Ausführungsformen (nicht dargestellt) können eine Lageranordnung 10 mit einer elastischen Dichtung 24 umfassen, wobei die Anordnung des Flanschelementes 22 und der elastischen Dichtung 24 an den Innenring 14 und dem Außenring 18 umgekehrt ist, beispielsweise kann ein Flanschelement 22 alternativ an dem Außenring 18 der Lageranordnung 10 angeordnet sein, wobei das Flanschelement 22 sich in dem Fall in einer radialen Richtung zu dem Innenring 14 erstrecken würde. Dementsprechend wäre die elastische Dichtung 24 an dem Innenring 14 angeordnet und würde sich im wesentlichen radial in Richtung des Außenrings 18 erstrecken, um angrenzend an dem Flanschelement 22 zu liegen. Alternative Ausführungsformen bestehen auch darin, dass das Flanschelement 22 an dem Außenring 18 angeordnet ist und der Dichtungsträger 44 an dem Innenring 14 angeordnet ist. In diesen Ausführugsformen ist die elastische Dichtung 24 an dem Dichtungsträger 44 angeordnet und würde sich im wesentlichen radial in Richtung des Außenrings 18 erstrecken um angrenzend an das Flanschelement 22 zu liegen.
Ebenso können weitere Ausführungsformen der Lageranordnung 10 mit elastischer Dichtung 24 zusätzliche Strukturteile, Hilfsdichtungen und Abschlusskappen, welche üblicherweise in Lageranordnungen verwendet werden, aufweisen. Derartige Strukturen, einschließlich einer Gleitringdichtung sind beispielsweise in US Patent 5,704,719 beschrieben, beziehungsweise eine Abschlusskappe ist im US Patent 6,581,939 beschrieben, welche hiermit durch Bezugnahme in dem Offenbarungsgehalt der Anmeldung aufgenommen werden.
Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich exemplarisch, so dass Abwandlungen, welche nicht von der allgemeinen Erfindungsidee abweichen unter den Umfang der Erfindung fallen. Derartige Abwandlungen können nicht als abweichend von der Erfindungsidee und dem Erfindungsumfang angesehen werden.
Zusammenfassung
Lageranordnung, umfassend:
einen Innenring verbunden mit einem inneren Bauteil,
einen Außenring verbunden mit einem äußeren Bauteil, wobei der Innenring zum Außenring beabstandet und gegenüberliegend angeordnet ist,
eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5704719 [0002, 0038]
- US 5716147 [0002]
- US 5863137 [0002, 0026]
- US 5927864 [0002]
- US 6677283 [0002]
- US 6908230 [0026]
- US 6581939 [0038]

Claims

Lageranordnung, umfassend: einen Innenring, verbunden mit einem inneren Bauteil, einen Außenring, verbunden mit einem äußeren Bauteil, wobei der Innenring zum Außenring beabstandet und gegenüberliegend angeordnet ist, eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind, ein Flanschelement, das entweder an den Innenring oder an dem Außenring angeordnet ist, wobei sich das Flanschelement im wesentlichen radial in Richtung des jeweils anderen Rings von dem Innenring und dem Außenring erstreckt, und eine elastische Dichtung, welche an dem jeweils anderen Ring von dem Innenring und dem Außenring angeordnet ist, wobei sich die elastische Dichtung angrenzend zu dem Flansch erstreckt, wobei das innere Bauteil und das äußere Bauteil relativ zueinander verdrehbar sind.
Lageranordnung nach Patentanspruch 1, wobei die elastische Dichtung mit dem jeweils anderen Ring von dem Innenring und dem Außenring durch Einpressen in eine Aufnahmenut verbunden ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 1, wobei die elastische Dichtung mit dem jeweils anderen Ring von dem Innenring und dem Außenring durch Ultraschallschweißen verbunden ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 1, wobei die elastische Dichtung mit dem jeweils anderen Ring von dem Innenring und dem Außenring durch Kleben verbunden ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 1, wobei die elastische Dichtung zumindest eine angeformte Lippendichtung aufweist, welche das Flanschelement berührt.
Lageranordnung nach Patentanspruch 1, wobei durch das Verbinden der elastischen Dichtung mit dem jeweils anderen Ring von dem Innenring und dem Außenring eine Vorspannung der elastischen Dichtung in Richtung des Flanschelementes entsteht.
Lageranordnung nach Patentanspruch 1, weiterhin aufweisend: einen Dichtungsträger, welcher sich im wesentlichen radial in Richtung entweder des Innenrings oder des Außenrings erstreckt, wobei der Dichtungsträger mit dem jeweils anderen Ring von dem Innenring und dem Außenring verbunden ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 7, wobei der Dichtungsträger mit dem jeweils anderen Ring von dem Innenring und dem Außenring mittels eines nach innen abgewinkelten Randes verrastet ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 7, wobei die elastische Dichtung mit dem jeweils anderen Ring von dem inneren Ring und dem äußeren Ring über den Dichtungsträger verbunden ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 7, weiterhin aufweisend: ein flexibles Dichtungsteil, verbunden mit entweder dem Dichtungsträger oder dem Flanschelement, wobei das flexible Dichtungsteil mindestens einen Dichtungsschenkel aufweist, welcher das jeweils andere Teil von dem Dichtungsträger und dem Flanschelement berührt.
Lageranordnung nach Patentanspruch 7, weiterhin aufweisend: einen Filzeinsatz, welcher zwischen dem Dichtungsträger und dem Flanschelement angeordnet ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 1, wobei die elastische Dichtung bei einer axialen und/oder einer radialen Relativbewegung des Flanschelementes und der elastischen Dichtung angrenzend zu dem Flanschelement angeordnet bleibt.
Lageranordnung, aufweisend: einen Innenring, verbunden mit einem inneren Bauteil, einen Außenring, verbunden mit einem äußeren Bauteil, wobei der Innenring zum Außenring beabstandet und gegenüberliegend angeordnet ist, eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind, ein Flanschelement, angeordnet an dem Innenring, wobei das Flanschelement sich im wesentlichen radial in Richtung des Außenrings erstreckt, und eine elastische Dichtung, angeordnet an dem Außenring, wobei die elastische Dichtung sich angrenzend zu dem Flanschelement erstreckt, wobei das innere Bauteil und das äußere Bauteil relativ zueinander verdrehbar sind und wobei die elastische Dichtung bei einer axialen und/oder radialen Relativbewegung des Flanschelementes und der elastischen Dichtung angrenzend zu dem Flanschelement angeordnet bleibt.
Lageranordnung nach Patentanspruch 13, weiterhin aufweisend: einen Dichtungsträger, angeordnet an dem Außenring, wobei der Dichtungsträger sich im wesentlichen radial in Richtung des Innenrings erstreckt.
Lageranordnung nach Patentanspruch 14, wobei der Dichtungsträger mit dem Außenring durch einen nach innen abgewinkelte Rand verrastet ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 14, wobei die elastische Dichtung mit dem Außenring über den Dichtungsträger verbunden ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 14, weiterhin aufweisend: ein flexibles Dichtungsteil, verbunden mit entweder dem Dichtungsträger oder dem Flanschelement, wobei das flexible Dichtungsteil mindestens einen Dichtungsschenkel aufweist, welcher das jeweils andere Teil von dem Dichtungsträger und dem Flanschelement berührt.
Lageranordnung, aufweisend: einen Innenring, verbunden mit einem inneren Bauteil, einen Außenring, verbunden mit einem äußeren Bauteil, wobei der Innenring zum Außenring beabstandet und gegenüberliegend angeordnet ist, eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind, ein Flanschelement, angeordnet an dem Innenring, wobei das Flanschelement sich im wesentlichen radial in Richtung des Außenrings erstreckt, einen Dichtungsträger, angeordnet an dem Außenring, wobei der Dichtungsträger sich im wesentlichen in Richtung des Innenrings erstreckt, und eine elastische Dichtung, angeordnet an dem Dichtungsträger, wobei die elastische Dichtung sich angrenzend zu dem Flanschelement erstreckt, wobei das innere Bauteil und das äußere Bauteil relativ zueinander verdrehbar sind und die elastische Dichtung bei einer thermischen Ausdehnung der Lageranordnung angrenzend zu dem Flanschelement angeordnet bleibt.
Lageranordnung nach Patentanspruch 18, weiterhin aufweisend: ein flexibles Dichtungsteil, angeordnet an entweder dem Dichtungsträger oder dem Flanschelement, wobei das flexible Dichtungsteil mindestens einen Dichtungsschenkel aufweist, welcher das jeweils andere Teil von dem Dichtungsträger und dem Flanschelement berührt.
Lageranordnung nach Patentanspruch 18, wobei der Dichtungsträger mit dem Außenring durch einen nach innen abgewinkelten Rand verrastet ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 18, wobei die elastische Dichtung mit dem Dichtungsträger durch Ultraschallschweißen verbunden ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 18, wobei die elastische Dichtung mit dem Dichtungsträger durch Verkleben verbunden ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 18, wobei die elastische Dichtung bei einer axialen und/oder radialen Relativbewegung des Flanschelementes und der elastischen Dichtung angrenzend zu dem Flanschelement angeordnet bleibt.
Lageranordnung, aufweisend: einen Innenring, verbunden mit einem inneren Bauteil, einen Außenring, verbunden mit einem äußeren Bauteil, wobei der Innenring zum Außenring beabstandet und gegenüberliegend angeordnet ist, eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind und eine Dichtungsanordnung, aufweisend: ein erstes starres Bauteil mit einem Rastmittel zur Verbindung mit einem mit dem Rastmittel zusammenwirkenden, weiteren Rastmittel an entweder dem Innenring oder dem Außenring, wobei das erste starre Bauteil sich im wesentlichen radial in Richtung des jeweils anderen Rings von dem Innenring und dem Außenring erstreckt und eine elastische Dichtung, welche mit dem ersten starren Bauteil so zusammenwirkt, dass ein innerer Bereich der Lageranordnung gegenüber der äußeren Umgebung abgedichtet und geschützt wird.
Lageranordnung nach Patentanspruch 24, wobei die elastische Dichtung mit dem ersten starren Bauteil zur Herstellung einer Abdichtung zusammenwirkt, indem die elastische Dichtung mit dem ersten starren Bauteil verbunden ist und sich von diesem aus erstreckt, wobei das erste starre Bauteil ein Dichtungsträger ist.
Dichtungsanordnung nach Patentanspruch 24, wobei die elastische Dichtung zur Herstellung einer Abdichtung mit dem ersten starren Bauteil zusammenwirkt, indem sich die elastische Dichtung an das erste starre Bauteil angrenzend erstreckt und wobei das erste starre Bauteil ein Flanschelement ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 24, weiterhin aufweisend: ein zweites starres Bauteil angeordnet an dem jeweils anderen Ring von dem Innenring und dem Außenring, wobei das zweite starre Bauteil sich im wesentlichen radial in Richtung des erstgenannten Rings von dem Innenring und dem Außenring erstreckt, wobei die elastische Dichtung sich angrenzend zu dem zweiten starren Bauteil erstreckt.
Lageranordnung nach Patentanspruch 27, wobei das zweite starre Bauteil ein Flanschelement ist und wobei die elastische Dichtung mit dem ersten starren Bauteil zur Herstellung einer Abdichtung zusammenwirkt, indem die elastische Dichtung mit dem ersten starren Bauteil verbunden ist und sich von diesem aus erstreckt und wobei das erste starre Bauteil ein Dichtungsträger ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 28, wobei die elastische Dichtung mit dem Dichtungsträger durch Ultraschallschweißen verbunden ist.
Lageranordnung nach Patentanspruch 28, wobei die elastische Dichtung mit dem Dichtungsträger durch Verkleben verbunden ist.