DE602005004908T2

DE602005004908T2 - Dichtungseinrichtung für Wälzlager

Info

Publication number: DE602005004908T2
Application number: DE602005004908T
Authority: DE
Inventors: Angelo Vignotto; Claudio Savarese; Alfredo Monetti
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2005-07-18
Filing date: 2005-07-18
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2025-07-19
Also published as: CN1900544A; US20070014499A1; EP1746425B1; DE602005004908D1; CN1900544B; ATE386943T1; US7497629B2; EP1746425A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für Wälzlager.
Eine solche Dichtungsvorrichtung ist aus EP 1 447 240 A bekannt.
Insbesondere mag die vorliegende Erfindung vorteilhaft auf dem Gebiet der Wälzkontaktlager Anwendung finden, die mit einer Vorrichtung zum Lesen kinematischer Funktionsparameter ausgestattet sind und die durch einen Drehcodierer und einen fixierten Sensor, der dem Codierer zugewandt ist, definiert werden.
In der oben angesprochen Anmeldung, und wie schematisch in der FIGUR mit dem Titel "Stand der Technik" veranschaulicht ist, umfassen Dichtungsvorrichtungen eines bekannten Typs einen Schild 10, der aus einem metallischen Material besteht und der an einem äußeren Laufring 11 des Lagers 12 installiert sein kann, und eine Dichtlippe 13, die an dem Schild 10 beginnt, um in einer solchen Weise angeordnet zu werden, dass sie an einem inneren Laufring 14 des Lagers 12 selbst anliegt.
Der Schild 10 umfasst seinerseits eine zylindrische Seitenwand 15, die radial zwischen dem Codierer 16 und dem Sensor 17 angeordnet ist, und eine vordere geformte Wand 18, die integral mit der zylindrischen Seitenwand 15 ausgebildet ist und die sich axial in das Innere der zylindrischen Seitenwand 15 selbst faltet, um einen zusätzlichen Schutz für den Codierer 16 zu bilden und die Dichtlippe 13 zu stützen.
Zu dem Zweck, alle möglichen Störeinflüsse bezüglich des Lesens des Sensor 17 infolge der Dicke der zylindrischen Seitenwand 15 und auch infolge des metallischen Materials, aus dem sie besteht, so weit wie möglich zu reduzieren, ist bei den oben beschriebenen Dichtungsvorrichtungen in der zylindrischen Seitenwand 15 ein Passierfenster 19 ausgebildet, das durch den Sensor 17 teilweise in Eingriff genommen wird und durch eine Dichtungsmembran 20 abgedichtet wird, die aus Gummimaterial besteht.
Die Membran 20 ist dafür geeignet, mit dem Sensor 17 im Wesentlichen in Kontakt zu treten, und ist Teil einer Beschichtung 20' aus Gummimaterial, die in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie den Schild vollständig bedeckt, und die einstückig mit der Dichtlippe 13 ausgebildet ist.
Wie allgemein bekannt ist, schützen Dichtungsvorrichtungen Wälzlager vor dem Eindringen von Verunreinigungen, und sie verhindern auch das Austreten von Schmierfett aus dem Inneren der Lager selbst, und sie unterliegen auch dynamischen Belastungen aufgrund des Druckunterschieds zwischen der Innenseite und der Außenseite der Lager, der durch die Montage der Lager sowie durch Temperaturänderungen während des Betriebes der Lager hervorgerufen wird.
Diese dynamischen Belastungen wirken vor allem auf die Dichtungsmembran, die folglich im Lauf der Zeit geschwächt wird und die im schlimmsten Fall reißen kann, so dass Schmierfett aus dem Inneren des Lagers austritt, wodurch die Grenznutzungsdauer des Lagers verkürzt wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Dichtungsvorrichtung für Wälzkontaktlager, die frei von den oben beschriebenen Nachteilen sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Dichtungsvorrichtung für Wälzkontaktlager gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen Folgendes zu sehen ist:
1 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung für Wälzkontaktlager gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 veranschaulicht, in axialem Schnitt und unter Weglassung einiger Teile im Interesse der besseren Übersichtlichkeit, und in einem vergrößerten Maßstab, ein Detail, das in 1 gezeigt ist.
3 veranschaulicht, in axialem Schnitt und in einem vergrößerten Maßstab, ein Detail, das in FIGUR gezeigt ist.
4 ist ein axialer Halbschnitt, in einem vergrößerten Maßstab, eines Details, das in 1 gezeigt ist.
In den Zeichnungen werden die gleichen Bezugszahlen verwendet, um die gleichen oder ähnliche Teile zu bezeichnen, die schon eingangs dieser Beschreibung beschrieben wurden. Wenden wir uns nun zunächst 1 zu, wo die Ziffer 1 eine Dichtungsvorrichtung für ein Wälzkontaktlager 12 in ihrer Ganzheit bezeichnet.
Die Vorrichtung 1 weist eine Mittelachse A auf und ist zwischen den zwei Laufringen 11 und 14 angeordnet, um das Lager 12 vor dem Eindringen von Verunreinigungen zu schützen und um das schlussendliche Austreten von Schmierfett aus dem Inneren des Lagers 12 selbst zu verhindern, und umfasst einen Schild 2, der aus einem metallischen Material besteht und der an dem äußeren Laufring 11 installiert sein kann, und zwei Dichtungselemente 13a und 13b, die integral mit dem Schild 2 ausgebildet sind.
Wie in 2 besser veranschaulicht ist, besteht der Schild 2 aus einem metallischen Material und umfasst eine zylindrische Seitenwand 21, die integral mit dem Laufring 11 ausgebildet ist, und eine vordere geformte Wand 22, die integral mit der Wand 21 ausgebildet ist und die sich axial im Inneren der zylindrischen Seitenwand 21 selbst faltet, um den Codierer 16 zusätzlich zu schützen und das Dichtungselement 13a zu stützen.
Genauer gesagt, umfasst die Wand 21 zwei zylindrische Abschnitte 21a und 21b und einen ringförmigen Abschnitt 21c, wovon: der Abschnitt 21a auf den Laufring 11 aufgeschrumpft ist; der Abschnitt 21b radial zwischen dem Codierer 15 und dem Sensor 17 angeordnet ist und einen Durchmesser D2 mit Abmessungen besitzt, die kleiner als ein Durchmesser D1 des Abschnitts 21a sind; und der Abschnitt 21c quer zu der Achse A angeordnet ist und mit beiden Abschnitten 21a und 21b verbunden ist, um die Abschnitte 21a und 21b selbst integral mit Bezug aufeinander auszubilden.
Die Wand 22 umfasst statt dessen zwei ringförmige Abschnitte 22a und 22b und einen zylindrischen Abschnitt 22c, wovon: der ringförmige Abschnitt 22a quer zu der Achse A angeordnet ist und mit dem Abschnitt 21b verbunden ist; der Abschnitt 22b parallel zu dem Abschnitt 22a verläuft und direkt die Lippe 13a stützt; und der Abschnitt 22c radial gegenüber dem Codierer 16 selbst relativ zu dem Abschnitt 21b angeordnet ist und mit beiden Abschnitten 22a und 22b verbunden ist, um die Abschnitte 22a und 22b selbst integral mit Bezug aufeinander auszubilden.
Außerdem ist die zylindrische Seitenwand 21 mit einem Passierfenster 29 versehen, das durch den Abschnitt 21b hindurch erhalten wird, damit der Sensor 17 dem Codierer 16 zugewandt sein kann, ohne dass sich Störeinflüsse durch metallisches Material bemerkbar machen. Das Fenster 29 erstreckt sich in einem Bogen von begrenzter Breite entlang dem Abschnitt 21b und definiert an dem Abschnitt 21b selbst zwei Seiten 21c, die parallel zu der Achse verlaufen, und wird axial durch zwei Seiten 29a und 29b begrenzt, die quer zu der Achse A verlaufen und an die Seiten 29c angrenzen, und von denen die Seite 29a durch einen halbkreisförmigen Teil des Abschnitt 21c definiert wird, während die Seite 29b durch einen halbkreisförmigen Teil des Abschnitts 22a definiert wird. Da sich das Fenster 29 außerdem durch einen Teil des Abschnitts 21c hindurch erstreckt, wird die Seite 29a außerdem radial in Richtung der Innenseite durch eine zylindrische Fläche 29s begrenzt.
Wie in 3 besser veranschaulicht ist, umfasst die Dichtungsvorrichtung 1 außerdem eine Abdeckung 40, die aus einem Kunststoffmaterial mit einer steifen Struktur besteht und die in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie das Fenster 29 schließt, und die infolge der Auswirkung der Druckveränderungen zwischen der Innenseite und der Außenseite des Lagers 12 selektiv beweglich ist zwischen: einer ersten äußersten Arbeitsposition, in der sie geeignet ist, das Fenster 29 im Wesentlichen abzudichten, und einer zweiten äußersten Arbeitsposition, in der sie radial durch das Fenster 29 angehoben wird, um eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Lagers 12 für die Zeit zu gestatten, die erforderlich ist, um einen Druckausgleich zwischen der Innenseite und der Außenseite des Lagers 12 selbst herzustellen, ohne jedoch das Entweichen von Schmierfett oder das Eindringen von Verunreinigungen zuzulassen.
Die Abdeckung 40 umfasst einen mittigen Körper 41, der mit einer Schrumpfpassung auf das Fenster 29 selbst aufgesetzt ist, und zwei seitliche Flügel 42, die integral mit dem Körper 41 ausgebildet sind und die sich in einer Richtung erstrecken, die dem Körper 41 selbst umfänglich entgegengesetzt ist, und die jeweils eine Kontur aufweisen, die zu einer Kontur des Abschnitts 21b der zylindrischen Seitenwand 21 passt, um in Kontakt mit der zylindrischen Seitenwand 21 selbst angeordnet zu werden, wenn sie sich in ihrer Arbeitsposition befindet.
Der mittige Körper 40 wird durch eine Kunststoffbahn 41a von einer extrem verringerten Dicke, die geringer als eine Dicke der Flügel 42 ist, und durch zwei einander gegenüberliegende Grenzen 41b definiert, von denen jede parallel zu der Achse A angeordnet ist, und eine Dicke aufweist, die im Wesentlichen das Doppelte der Dicke der Bahn 41a beträgt. Die Bahn 41a weist eine Bogenform auf, um direkt in einer Position zwischen dem Sensor 17 und dem Codierer 16 angeordnet zu werden, und wird radial durch eine untere zylindrische Fläche 41i und eine obere zylindrische Fläche 41e begrenzt, wobei sich die Fläche 41i von einer Grenze 41b zur anderen erstreckt, während die Fläche 41e mit dem Flügel 42 verbunden ist.
Jede Grenze 41b bildet mit dem relativen Flügel 42 eine jeweilige Stufe 43, die radial im Inneren des relativen Flügels 42 angeordnet ist, und eine Höhe aufweist, die im Wesentlichen gleich einer Dicke des Abschnitts 21b ist, und zwar in einer solchen Weise, dass sie in der ersten Arbeitsposition exakt einer relativen Grenze 29c zugewandt sein kann.
Die Abdeckung 40 umfasst außerdem zwei Längsgrenzen 45a und 45b, die quer zu den Grenzen 41b angeordnet sind, um in einer solchen Weise in Eingriff genommen zu werden, dass die Seiten 29a bzw. 29b abgedichtet werden, und wobei sich die Grenze 45a von dem Körper 41 radial zur Außenseite hin erstreckt, während sich die Grenze 45b von dem Körper 41 radial zur Innenseite hin erstreckt.
Die Grenze 45a begrenzt den Körper 41 axial in Richtung der Innenseite der Vorrichtung 1 und erstreckt sich zwischen den zwei Stufen 43 in einer solchen Weise, dass sie die Seite 29a des Fensters 29, wie bereits erläutert wurde, in Eingriff nimmt und abdichtet. Genauer gesagt, wird die Grenze 45a radial zur Innenseite hin durch eine konische Fläche 46 begrenzt, die mit der Fläche 41i verbunden ist, und weist ein seitliches Gehäuse 47 auf, das axial zur Innenseite und radial zur Außenseite der Vorrichtung 1 hin offen ist und durch die Seite 29a in einer solchen Weise in Eingriff genommen wird, dass eine eigene radiale zylindrische Fläche 47r zu der Fläche 29s weist, und eine eigene axiale Fläche 47a in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie an den Abschnitt 21c grenzt.
Die Grenze 45b begrenzt den Körper 41 axial in Richtung der Außenseite der Vorrichtung 1 und erstreckt sich zwischen den zwei Stufen 43 in einer solchen Weise, dass die Seite 29b des Fensters 29, wie bereits erläutert wurde, in Eingriff genommen und abgedichtet wird. Genauer gesagt, ist die Grenze 45b axial in einer solchen Weise angeordnet, dass die an dem Abschnitt 22a anliegt, und ist axial in Richtung der Außenseite der Vorrichtung 1 durch eine ringförmige Fläche 48 begrenzt, die im Wesentlichen in Kontakt mit dem Abschnitt 22a angeordnet ist, von dem sich eine kuppelförmige Ausformung 49 erstreckt, die in einer unlösbaren Weise in eine Nut 50 eingesetzt ist, die entlang der Grenze 29b ausgebildet ist.
Die Ausbildung der Grenzen 45a und 45b ermöglicht es, die Abdeckung 40 in das Fenster 29 einzuschnappen, und bestimmt einen radialen Verlauf der Abdeckung 40 selbst. Genauer gesagt, wird die Abdeckung 40 montiert, indem zuerst die Grenze 45a mit der Grenze 29a des Fensters 29 in Eingriff gebracht wird und anschließend die Grenze 45b gegen die Grenze 29b gedrückt wird, bis die Ausformung 49 in die Nut 50 eingesetzt ist, die einen inneren Krümmungsradius aufweist, der so bemessen ist, dass eine Freigrenze und eine radiale Bewegung für die Ausformung 49 selbst bleibt und definiert wird.
Nach der Montage weist die Fläche 47r zu der Fläche 29s, die als das Ende eines Verlaufs der radialen Bewegung der Abdeckung 40 dient, die gleich der Kopplung zwischen der Ausformung 49 und der Nut 50 ist, was nicht nur die seitliche Abdichtung der Abdeckung 40 verbessert, sondern auch das Blockieren der Abdeckung 40 selbst garantiert.
Aufgrund der unterschiedlichen Druckverhältnisse zwischen der Innenseite und der Außenseite der Vorrichtung 1 kann die Abdeckung 40 in ihrer ersten Arbeitsposition angeordnet sein, in der sie im Inneren des Fenster 29 angeordnet ist, wobei die Flügel 42 in Kontakt mit dem Abschnitt 21b stehen, oder sie kann im Fall eines Auftretens eines übermäßigen Drucks im Inneren des Lagers 12 und der Vorrichtung 1 in ihrer zweiten Arbeitsposition angeordnet sein, wobei die Flügel 42 von dem Abschnitt 21b in einer solchen Weise gelöst sind, dass eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Lagers 12 ermöglicht wird.
Es ist des Weiteren hervorzuheben, dass in der ersten Arbeitsposition die Dichtungsfähigkeit der Abdeckung 40 sowohl durch das Vorhandensein der Stufen 43, die in einem wesentlichen Kontakt mit den Grenzen 29c angeordnet sind, als auch durch den Kontakt der Fläche 47a mit der Grenze 29a und der Fläche 48 mit der Grenze 29b garantiert wird. Die Kontakte, die soeben beschrieben wurden, fungieren als eine gleiche Anzahl von Labyrinthdichtungen zwischen der Abdeckung 40 und dem Fenster 29 in einer solchen Weise, dass optimale Dichtungsbedingungen für die Vorrichtung 1 garantiert werden.
Außerdem verändert sich die seitliche Dichtung der Abdeckung 40, oder vielmehr die Dichtung entlang den Grenzen 45a und 45b, nicht wesentlich in bezug auf Veränderungen der Position der Abdeckung 40 selbst.
Da die Abdeckung 40 eine steife Struktur darstellt und aus Kunststoffmaterial besteht, schafft sie zwei weitere Vorteile mit bezug auf die Verwendung der Membran 20, die eingangs beschrieben wurde. Als erstes gestattet sie in gewisser Weise die Definierung des Bewegungsverlaufs der Abdeckung 40, und als zweites macht sie es möglich zu vermeiden, dass ein Überzug 20' aus Gummimaterial verwendet wird, um den Schild 10 vollständig zu bedecken, wodurch ein solcher Überzug 20' auf lediglich die Bereiche beschränkt wird, welche die Elemente 13a und 13b betreffen, wovon das erste, mit Bezug auf 2, durch eine Dichtlippe 51 definiert wird, die mit einem inneren elastischen Element 52 versehen ist, während das zweite zwei konische Lippen 53a und 53b umfasst, die axial in Richtung der Außenseite der Vorrichtung 1, ausgehend von dem Abschnitt 22a, hervorstehen und die entgegengesetzte Verjüngungseigenschaften aufweisen. Die Lippen 53a und 53b eignen sich dafür, in Kontakt mit einer äußeren Schulter (die nicht veranschaulicht ist) angeordnet zu werden, um eine Dichtung an der äußeren Schulter selbst zu bilden.
Aus der obigen Beschreibung ist zu erkennen, dass die Verwendung der Abdeckung 40 nicht nur die Lösung jeglicher Probleme ermöglicht, die in Bezug auf die Verwendung der Membran 20 auftreten können, was eine lange Grenznutzungsdauer des Lagers 12 garantiert, sondern auch die Optimierung der Produktion der Dichtungsvorrichtung 1 selbst gestattet, und zwar durch beträchtliche Einsparungen beim verwendeten Material wie auch bei der Produktionszeit.
Die vorliegende Erfindung darf nicht auf die Ausführungsformen beschränkt werden, die im vorliegenden Text beschrieben und veranschaulicht wurden: Diese sind lediglich als Ausführungsbeispiele einer Dichtungsvorrichtung für Wälzkontaktlager anzusehen.

Claims

Dichtungsvorrichtung (1) für Wälzlager, wobei die Dichtungsvorrichtung Folgendes umfasst: einen Schild (2), der an einem äußeren Laufring (11) des Lagers (12) installiert werden kann und der eine seitliche zylindrische Wand (21) aufweist, die dafür geeignet ist, in einer Position zwischen einem Codierer (16) und einem Lesesensor (17) des Lagers (12) angeordnet zu werden; ein Passierfenster (29), das durch die seitliche zylindrische Wand (21) hindurch ausgebildet ist, damit der Sensor (17) dem Codierer (16) zugewandt sein kann; wobei die Dichtungsvorrichtung (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine starre Abdeckung (40) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie das Fenster (29) schließt, und dass sie selektiv beweglich ist, um Druckveränderungen zwischen der Innenseite und der Außenseite des Lagers (12) zwischen zwei extremen Arbeitspositionen hervorzurufen, wobei die Abdeckung (40) in einer dieser äußersten Arbeitspositionen dafür geeignet ist, das Fenster (29) im Wesentlichen abzudichten; wobei die Abdeckung (40) einen mittigen Körper (41), der mit einer Schrumpfpassung in das Fenster (29) eingesetzt ist, und zwei seitliche Flügel (42) aufweist, die sich in einer Richtung erstrecken, die dem mittigen Körper (41) entgegengesetzt ist, und die ein jeweiliges Profil aufweisen, das zu einem Profil der seitlichen zylindrischen Wand (21) passt, um die seitliche zylindrische Wand (21) selbst in einer der beiden extremen Arbeitspositionen zu überlappen.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (40) eine erste Längsgrenze (45a) umfasst, die in abdichtender Weise mit einer jeweiligen ersten Längsseite (29a) des Fensters (29) im Eingriff steht und die ein Endzykluselement für eine der beiden äußersten Arbeitspositionen definiert.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Längsgrenze (45a) eine zylindrische Arretierungsfläche (47r) und eine ringförmige Dichtungsfläche (47a) aufweist, die quer zu der Arretierungsfläche (47r) verläuft und die im Wesentlichen in Kontakt mit der ersten Längsseite (29a) angeordnet ist, um in einer radialen Richtung in Kontakt mit der ersten Längsseite (29a) selbst zu laufen.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (40) eine zweite Längsgrenze (45b) umfasst, die so angeordnet ist, dass sie gegen eine zweite jeweilige Längsseite (29b) des Fensters (29) stößt, und die mit einer beweglichen Blockierausformung (49) in einer Nut (50) versehen ist, die in der zweiten Längsseite (29b) ausgebildet ist.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (40) für jeden Flügel (42) eine jeweilige Stufe (43) umfasst, die von einer jeweiligen axialen Seite (29c) des Fensters (29) fort weist, um mit der relativen axialen Seite (29c) selbst eine Dichtung zu bilden.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (40) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.