DE1970790U - Waelzlagerdichtung. - Google Patents

Description

Wälzlagerdichtung

Die Erfindung betrifft die Gestaltung eines Dichtringes für Wälzlager, dessen Schließkraft vom Betriebszustand der Lagerstelle abhängig ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Dichtring für Wälzlager, der sich eingebaut zwischen Innen- und Außenring erstreckt und an einem dieser Lagerteile gehalten ist, dabei am anderen Teil bei Raumtemperatur des Lagers unter Vorspannung anliegt.

Bekanntlich gibt es in der Technik eine große Anzahl von Maschinen, die über längere Zeiträume stillstehen. Zu diesen Maschinen gehören insbesondere alle Arten von Hilfsaggregaten, Notstromaggregaten und ähnliche Vorrichtungen, die nur beim Ausfall der entsprechenden Hauptvorrichtungen in Betrieb gesetzt werden. Derartige Maschinen müssen auch nach längeren Stillstandszeiten unbedingt zuverlässig arbeiten, d.h. in einwandfreiem Betriebszustand vorliegen. Dies macht eine gegenüber laufend betriebenen Maschinen wesentlich häufigere Wartung erforderlich, die im übrigen noch dadurch erschwert ist, daß die Mehrzahl der besagten Maschinen an nur schlecht zugänglichen Stellen angeordnet ist.

Eine häufigere Wartung ist deswegen erforderlich, weil

bei langen Stillstandszeiten die Gefahr besteht, daß durch Schwitzwasser und Rostbildung die Einsatzbereitsehaft und Funktionsfähigkeit der Maschinen vermindert oder gar vollständig ausgeschlossen ist. Insbesondere sind die mit Wälzlagern bestückten Lagerstellen derartiger Maschinen für Schaden anfällig, die sich aus den geschilderten Umständen ergeben. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß bei Wälzlagern mit Labyrinthdichtungen diese ihre abdichtende Wirkung verlieren, wenn die Lager längere Zeit stillstehen und das Fett in den Labyrinthen und im Lager absinkt. In diesem Pail ist ein freier Zutritt von Lufx in das Lagerinnere gegeben. Kunststoff- oder Gummidichtungen verspröden dagegen und werden beim ersten Anlaufen der Maschine nach längerer Stillstandszeit von den angerosteten Dichtungsgleitstellen wegen ihrer dauernden schleifenden Anlage sehr schnell zerstört.

Federnde Metalldichtscheiben, die sich zwischen dem Außen- und Innenring der Wälzlager erstrecken und an einem dieser Hinge gehalten sind, während sie am anderen Eing fest anliegen, dichten zwar gut, erzeugen aber im Betrieb ständig unerwünscht hone Temperaturen und unterliegen einem erhöhten Verschleiß.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.

Dies ist mit einem Dichtring für Wälzlager, der sich - eingebaut - zwischen Innen- und Außenring erstreckt und an einem dieser Lagerteile gehalten ist, dabei am anderen Teil bei Raumtemperatur des Lagers unter Vorspannung anliegt, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Eing aus zwei übereinanderliegenden, miteinander verbundenen Scheiben mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, so daß der Ring mit seiner freien Kante bei erhöhter Temperatur mit

verminderter Vorspannung an demjenigen Lagerring anliegt und gegebenenfalls davon abhebt, der dem den Dichtring haltenden Lagerring gegenüberliegt.

Der derart ausgestaltete, erfindungsgemäße Dichtring vermittelt eine Wälzlagerabdichtung, die sowohl betriebssicher als auch verschleißfest ist. Diese Eigenschaften sind darauf zurückzuführen, daß die Schließkraft des Dichtringes vom Betriebszustand des Lagers bzw. der Lagerstelle abhängig ist. Dies ist eine Folge der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dichtringes als bimetallscheibenähnliches bzw. -gleiches Gebilde. Dieses liegt beim Stillstand der Maschine, in welche es eingebaut ist, unter Yorspannung an dem entsprechenden Lagerring an, wobei diese Vorspannung bzw. der Anpreßdruck des Dichtringes an dem besagten Lagerring sich beim Betrieb der Maschine bzw. des betreffenden Lagers infolge der Erwärmung und des Bimetallcharakters des erfindungsgemäßen Dichtringes vermindert. Dieser kann im Bedarfsfalle so ausgebildet sein, daß sogar bei Erreichen einer bestimmten Lagertemperatur und somit einer bestimmten Dichtringtemperatur seine Abhebung von dem Lagerring erfolgt, an dem er anliegt.

Eine Wärmeentwicklung im Lager ist zunächst einmal gegeben auf Grund der festen Anlage des Dichtringes an demjenigen gegenüber dem Dichtring umlaufenden Lagerring, der dem den Dichtring haltenden Lagerring gegenüberliegt. Bei längerem Betrieb wird diese Wärmequelle ergänzt bzw. ersetzt durch die allgemeine Lagererwärmung. Die Temperaturerhöhung, die mit dem letztgenannten Umstand verbunden ist, bleibt solange bestehen, bis die Maschine wieder stillgesetzt wird. Die danach vonstatten gehende Abkühlung des betreffenden Lagers hat zur Folge, daß der erfindungsgemäße Dichtring wieder schließt bzw. der Dichtdruck zwischen

Dichtring und demjenigen lagerring wieder ansteigt, an dem die Dichtscheibe anliegt. Das Lager ist für die nächste Stillstandsperiode wieder sicher abgedichtet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der erfindungsgemäße Dichtring einen äußeren Überzug aus elastischem Material, vorzugsweise aus Kunststoff oder Gummi, aufweisen» Zuzätzlich dazu oder stattdessen kann der erfindungsgemäße Dichtring einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung zufolge auch mit einem inneren Überzug aus elastischem Material, vorzugsweise aus Kunststoff oder Gummi, versehen sein. Diese Ausgestaltungen sind insbesondere dann von Vorteil, wenn der Dichtring metallangreifenden Medien ausgesetzt ist.

In weiterer Vervollkommnung der Erfindung kann der von den beiden besagten Scheiben gebildete Ring schließlich aus einem schmalen Eingabschnitt und daraus radial hervorragenden Zungen bestehen und auf seiner Innen- und/oder Außenseite einen Überzug aus elastischem Material, vorzugsweise aus Kunststoff oder Gummi, aufweisen. Der bimetallische Ring dient in diesem Fall als Stütze bzw. Armierung für die Kunststoff- bzw. Gummischicht, die auch als getrennter Dichtring ausgeoildet sein kann. Auch diese Ausgestaltung ist von Vorteil bei solchen Anwendungen der Dichtscheibe, wo sie korrosiven, metallangreifenden Medien ausgesetzt ist, Darüberhinaus ist eine leichtere Druckverminderung bzw. -steigerung an der Dichtstelle auf Grund von Temperaturänderungen im Lager bzw. im Dichtring gegeben, da die Formsteifigkeit der beiden Dichtringscheiben geringer ist.

Einem letzten kennzeichnenden Merkmal der Erfindung zufolge können mit den übereinanderliegenden, den erfindungs-

gemäßen Dielrtring bildenden Scheiben zusammenwirkende Heizorgane vorgesehen sein. Mit diesen kann auf die oben beschriebene Art und Weise der Dichtdruck und gegebenenfalls das Öffnen der Dichtung bzw. des Dichtringes von außen gesteuert werden. Es kann sich dabei vorzugsweise um elektrische Heizspiralen handeln.

Nachstehend werden zwei Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. In dieser zeigt

Pig. 1 die teilweise Ansicht eines Längsschnittes durch ein einseitig erfindungsgemäß abgedichtetes, einreihiges Radialkugellager in kaltem Zustand.

. 2 gibt die der Fig. 1 entsprechende Ansicht derselben Lagerstelle in warmem Zustand wieder.

I¹Ig. 5 zeigt die Draufsicht auf einen Abschnitt eines mit Zungen versehenen Bimetallringes, welcher Hing gemäß

Fig. 4 als Armierung bzw. Stütze für eine Schicht aus elastischem Material dient und mit dieser zusammen einen Dichtring bildet. Pig. 4 zeigt die teilweise Ansicht des Längsschnittes durch diesen Dichtring.

Wie aus Pig. 1 ersichtlich, ist zur einseitigen Dicntung des Kugellagers 1 zwischen der Stirnseite des Außenringes 2 und einem Deckel 3 der Dichtring 4 eingeklemmt. Dieser weist einen etwa L-förmigen Längsschnitt auf und erstreckt sich bis zum Innenring 5, an dem er mit der Stirnfläche 6 anliegt. Der Dichtring 4 besteht aus zwei übereinanderliegenden

miteinander verbundenen Scheiben 7 und 8 mit verschiedenem Wärmeausdehnungskoeffizienten,
ν

In kaltem Zustand der Lagerstelle, d.h. während des Stillstandes des Lagers liegt der Dichtring 4 über seine Stirnfläche 6 mit erhöhter Vorspannung bzw. erhöhtem Druck am Innenring 5 an. Wird das Lager in Betrieb gesetzt, so ergibt sich schon auf Grund der Reibung zwischen Stirnfläche 6 und Innenring 5 eine Erwärmung des Ringes 4· Auf Grund ihres unterschiedlichen Wärmekoeffizienten dehnen sich dabei die Scheiben 7 und 8 verschieden aus, so daß sich der Anpreßdruck des Dichtrings 4 am Innenring 5 vermindert.

Durch geeignete Auswahl der Werkstoffe für die Schei-Den 7 und 8 sowie durch eine geeignete Gestaltung des Dichtringes 4, wie sie beispielsweise in der Zeichnung wiedergegeben ist, kann erreicht werden, daß bei einer bestimmten Temperatur der Scheiben 7 und 8 der Ring 4 vom Innenring 5 abhebt. Es entsteht dann zwischen der Stirnfläche 6 des Dichtringes 4 und dem Innenring 5 ein Spalt 9, wie aus I¹Xg. 2 hervorgeht. Ist dieser Zustand erreicht, dann erfolgt keinerlei Erwärmung des Dichtringes 4 mehr auf Grund der Gleitreibung zwischen diesem und dem Innenring 5· Der Spalt 9 bleibt jedoch auf Grund der allgemeinen Lagererwärmung, die auch auf den Dichtring 4 übergeht, erhalten.

Nach dem Stillsetzen der Maschine kühlt das Lager 1 wieder aus, so daß der Dichtring 4 in seine in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage zurückkehrt und das Lager vollkommen abschließt.

Besonders günstig ist die in den Fig. 3 und 4 wiedergegebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtringes. Dabei besteht der aus den beiden Scheiben 7 und 8 mit unter-

schiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildete Ring 4 aus einem schmalen Ringaloschnitt 10, aus dem Zungen 11 radial nach innen hervorragen, wie aus Fig. 5 hervorgeht. Der Fig. ist zu entnehmen, daß die Scheiben 7, 8 einseitig mit einem Überzug 12 aus elastischem Material, vorzugsweise aus Kunststoff oder Gummi, versehen sind. Die Scheiben 7, 8 vermitteln die Formänderung des gesamten Gebildes bei Erwärmung, während die Dichtheit durch den Überzug 12 erzielt wird. Dieser gewährleistet außerdem einen sicheren Schutz der Scheiben 7, 8 gegen die Einwirkung schädlicher Stoffe, beispielsweise ist er dann in dieser Hinsicht von besonderem Vorteil, wenn die Scheiben 7, 8 aus Metall bestehen und außen korrosive Medien vorhanden sind.

In gleicher Weise kann auch der Dichtring 4 nach den Fig. 1 und 2 einen Überzug aus einem derartigen Material aufweisen, der im übrigen statt auf der Außen- auch auf der Innenseite des Ringes 4 angebracht bzw. den Ring 4 vollständig umschließen kann, d.h.. diesen sowohl innen als auch außen bedeckt. Als Überzug 12 können auch ringförmige Scheiben aus entsprechendem Material verwendet werden.

Bei der mit Zungen 11 versehenen Ausführungsform ist nicht nur die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausbildung mit geschlossenem äußeren Ringabschnitt 10 und innenliegenden Zungen 11 möglich, sondern auch eine solche Ausgestaltung, bei der der geschlossene Ringabschnitt 10 innen liegt und die Zungen 11 radial nach außen ragen. Die gegenseitige Lage von Ringabschnitt 10 und Zungen 11 hängt davon ab, ob der Dichtring 4 am Außenring oder am Innenring des abzudichtenden Lagers festgeklemmt wird.

Der Dichtring 4 kann auch auf andere Weise befestigt

werden, als in den Jig. 1 und 2 dargestellt ist. Es sind alle bekannten Möglichkeiten zur Befestigung von Dichtscheiben gegeben, oeispielsweise kann der erfindungsgemäße Dichtring eine um etwas mehr als 90° umgebogene Außenkante aufweisen, üie in einer entsprechenden Nut des Lageraußenringes festgelegt ist. Diese Befestigung kann stattdessen auch am Lagerinnenring erfolgen.

Desgleichen sind andere Formen der Scheiben 7,8 möglich, als sie in den Pig. Ί bis 4 wiedergegeben sind. Die Form dieser Scheiben richtet sich in erster Linie nach der Art des Lagers, bei aem der Dichtring 4 Verwendung finden soll. Beispielsweise können bei Kegelrollenlagern andere Scheibenformen erforderlich, werden.

Selbstverständlich Können die erfindungsgemäßen Dichtringe nicht nur zur einseitigen Abdichtung von Wälzlagern nerangezogen werden, sondern auch auf oeiden Seiten eines Wälzlagers vorgesehen werden, falls dies erforderlich ist.

Claims (5)

Ansprüche

1. Dichtring für Wälzlager, der sich eingebaut zwischen Innen- und Außenring erstreckt und an einem dieser lagerteile gehalten ist, dabei am anderen Teil bei Raumtemperatur des Lagers unter Vorspannung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (4) aus zwei übereinanderliegenden miteinander verbundenen Scheiben (7, ö) mit unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, so daß der Ring mit seiner freien Kante (6) bei erhöhter Temperatur mit verminderter Vorspannung an demjenigen Lagerring (2 bzw. 5) anliegt und gegebenenfalls davon abhebt, der dem den Dichtring (4) haltenden Lagerring (2 bzw. 5) gegenüberliegt.

2. Dichtring nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen äußeren Überzug (12) aus elastischem Material, vorzugsweise aus Kunststoff oder Gummi.

3. Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen inneren Überzug (12) aus elastischem Material, vorzugsweise aus Kunststoff oder Gummi.

4. Dichtring nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der von den beiden Scheiben (7, 8) gebildete Ring einen schmalen Ringabschnitt (10) und daraus radial hervorragende Zungen (11) aufweist.

5. Dichtring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Scheiben (7, 8) zusammenwirkende Heizorgane vorgesehen sind.