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WO2009109162A2 - Teilelement für ein dichtelement eines lagers - Google Patents

Teilelement für ein dichtelement eines lagers Download PDF

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WO2009109162A2
WO2009109162A2 PCT/DE2009/000194 DE2009000194W WO2009109162A2 WO 2009109162 A2 WO2009109162 A2 WO 2009109162A2 DE 2009000194 W DE2009000194 W DE 2009000194W WO 2009109162 A2 WO2009109162 A2 WO 2009109162A2
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
sub
bearing ring
sealing element
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2009/000194
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English (en)
French (fr)
Other versions
WO2009109162A3 (de
Inventor
Horst DÖPPLING
Erich Lunz
Ralph Painta
Peter Schuster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Publication of WO2009109162A2 publication Critical patent/WO2009109162A2/de
Publication of WO2009109162A3 publication Critical patent/WO2009109162A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F16C33/80—Labyrinth sealings
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    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7886—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted outside the gap between the inner and outer races, e.g. sealing rings mounted to an end face or outer surface of a race
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    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls

Definitions

  • the invention relates to a sub-element according to the preamble of claim 1 for a sealing element which is provided for a bearing with a bearing ring, a sealing element according to claim 6 or 7 for a bearing and a bearing according to claim 10.
  • DE 35 16 131 A1 describes a seal for a rolling bearing with two bearing rings, wherein the seal comprises a sealing element with two sub-elements, wherein the first sub-element is attached to an inner circumferential surface of the first bearing ring, and wherein the second sub-element at a recess of the inner circumferential surface of the second bearing ring is arranged.
  • the first sub-element and the second sub-element have axial projections which engage in a comb-like manner, so that a labyrinth seal is formed, in which the second sub-element engages over the first sub-element and partially the end face of the opposite, first bearing ring.
  • Such an arrangement has a considerable axial extension and requires a material removal on the inner circumferential surface of one of the two bearing rings, ie in the vicinity of the raceway of the rolling elements.
  • WO 2006/061096 A1 describes a seal for a roller bearing which comprises a centrifugal disk arranged on the end face of one of the bearing rings.
  • the seal further comprises a sealing element with a single sub-element, which is arranged on one of the bearing rings on a recess on the inner circumferential surface and sealingly abuts a recess of the inner circumferential surface of the other bearing ring, so that a contacting seal is formed.
  • a groove is attached at a distance from the end face of the bearing ring, which receives an O-ring.
  • the O-ring is structurally separated from the other components of the seal, in particular from the centrifugal disk and the one-piece sealing element.
  • the seal for a rolling bearing with a single bearing ring, wherein the mounted shaft assumes the function of the second bearing ring.
  • the seal comprises a sealing element with an axial and a radial portion, wherein the axial portion bears against the shaft and the radial portion partially overlaps an intermediate sleeve, which is outside of the bearing ring and between the bearing ring and the Bearing is arranged.
  • the sealing element and the intermediate sleeve form a gap seal with each other.
  • the second portion is fixable to an outer circumferential surface of the bearing ring, the sub-element and thus the sealing element having the sub-element can be easily fixed to the bearing ring.
  • the bearing ring can be made thin-walled in the region of the outer lateral surface, so that the second section does not protrude.
  • no structural changes to the inner circumferential surface of the bearing ring must be made, so that the given by the inner circumferential surface of the inner area of the bearing does not need to be widened in order to attach the sub-element or the sealing element can. Instead, the inner circumferential surface and its cross section remain unchanged, so that the interior to be sealed need not be widened.
  • the outer surface of the bearing ring can be processed and designed so that the second portion of the sub-element can be securely arranged.
  • the first section engages over an end face of the bearing ring at least in sections, in particular bears against the end face, the first section can rest on the end face or be supported on the latter, as is the case here that a sealing element is formed with only a very small axial extent, wherein the sub-element projects only slightly beyond the bearing.
  • the sealing element receives an additional support, which allows a simple and fast, correct position fitting of the sealing element.
  • the second portion of an elastic material in particular of plastic, especially an elastomer, is formed. Due to the elastic properties of the material at least the second portion of the sub-element this can be easily clipped to the outer surface of the bearing ring.
  • the second section comprises an elastic metal.
  • the second portion may be made entirely of the elastic metal, such as spring steel, wherein the spring steel is formed as circumferential tongues or claws or claws, alternatively, the elastic metal, especially the spring steel, added as a reinforcement in the plastic, for example of the Plastic, be.
  • the second portion comprises a pointing in the direction of the outer lateral surface mold portion, said mold portion is pressed in particular by the elastic properties of the second portion fixedly against the lateral surface.
  • the mold portion which is formed for example by a circumferential bead made of plastic, to engage in an associated receptacle, especially a groove on the outer surface of the bearing ring, so that a positive fixing of the sub-element of the sealing element is possible.
  • the positive fixing can be supported by the preferably elastic material properties of the partial element in the region of the second portion.
  • the second section may be formed from an elastomer and to expose the molding section as a circumferential bead element. shape.
  • This bead element is then inserted positively into a groove formed on the outer circumferential surface in order to fix the partial element to the bearing ring.
  • the bead element engages in the associated groove, so that both sections of the sub-element can be easily arranged in the correct position to the bearing ring.
  • the invention relates not only to the sub-element for the sealing element, but in particular also the sealing element as such, which comprises a sub-element according to the invention.
  • the sealing element may comprise a single sub-element and is thus fixed to the outer circumferential surface of a bearing ring, wherein it may abut against the end face or lateral surface of an opposite bearing ring and thereby forms a lip seal.
  • the sealing element comprising the single partial element can keep a distance from the end face or lateral surface of the other bearing ring and thus form a gap or labyrinth seal.
  • the sealing element may comprise two sub-elements, each of which is fixed to the outer circumferential surface of one of the two bearing rings.
  • the respective first portion of each of the two sub-elements can abut against the other first portion or a small distance, so that a lip seal or a non-contact gap seal is formed.
  • the first section of the first subelement can overlap the first section of the second subelement in sections and form a labyrinth seal.
  • the bearing ring of a bearing may have adjacent to the end face a circumferential recess, wherein the second portion of the sub-element is fixable in the recess.
  • the recess may be formed by a groove, in which engages the second portion, or by recordings for tongues, springs or similar locking means.
  • Fig. 1 shows a detail of a partially sectioned view of an embodiment of a sub-element according to the invention for an embodiment of a sealing element according to the invention in an embodiment of an inventive bearing, and
  • Fig. 2 shows a detail of a partially sectioned view of an embodiment of a partial element according to the invention for an embodiment of a sealing element according to the invention in one embodiment of a bearing according to the invention.
  • Fig. 1 shows a bearing 1, which is designed as a rolling bearing and a first bearing ring 2, which is designed as an outer ring, and a second bearing ring 3, which is designed as an inner ring comprises.
  • the two bearing rings 2, 3 include an interior space 4, are arranged in the rolling elements 5, which are guided by means of a cage 6.
  • the interior 4 is sealed axially on both sides by a seal having a sealing element 7, which is of similar design, so that only one of the two sealing elements 7 is described in more detail.
  • the sealing element 7 comprises a first sub-element 8 and a second sub-element 9, wherein the first sub-element 8 is fixed to the outer lateral surface 10 of the first bearing ring 2 and the second sub-element 9 on the outer circumferential surface 11 of the second bearing ring 3.
  • the first sub-element 8 Based on a bearing axis 12, the first sub-element 8 comprises a radially parked first portion 13 which engages over an end face 14 of the first bearing ring 2 and in particular rests against the first end face 14. Further, the first sub-element 8 comprises a relative to the bearing axis 12 axially aligned second portion 15 which is fixed to the lateral surface 10.
  • the second section 15 of the first sub-element 8 comprises a facing in the direction of the lateral surface 10 form portion 16 which is circumferentially formed circumferentially.
  • the mold section 16 has a bead profile in cross-section, which faces the lateral surface 10.
  • the mold section 16 is interrupted in sections in the circumferential direction, so that teeth 17 are formed, the axial extent of which ends at the level of the end face 14.
  • the teeth 17 form a bearing ring 2 revolving, partially interrupted bead element 18.
  • the second section 15 engages with the teeth 17 of the bead element 18 in a recess 19 in the lateral surface 10 of the first bearing ring 2.
  • This recess may be formed as the first bearing ring 2 outside circumferential groove; Alternatively, an undercut may be provided.
  • the recess 19 is mounted near the end face 14 and passes into this, so that in the region of the end face 14, the body of the first bearing ring 2 is less solid and the bearing ring 2 and thus the bearing 1 is reduced in total weight. Furthermore, the bearing ring 2 has a reduced moment of inertia with respect to the bearing axis 12.
  • the near the end face 14 defined in the recess 19 second portion 15 includes with its rear side 20 approximately flush with an axially spaced from the end face 14 portion 21 of the lateral surface 10 in height of the raceway of the rolling elements 4, so that the sealing element 7 radially outward not survive.
  • a gap, which remains between the second portion and the adjacent lateral surface or a connecting structure for the bearing 1, is filled in the bearing assembly.
  • the first section 13 has an axially outer outer surface 22, which forms a right angle with the outer surface 20 of the first section.
  • the first portion 13 has a thinned portion 23 and a widened portion 24, which are each closed by planar, in the interior 4 facing surfaces.
  • the second sub-element 9 of the sealing element 7 is formed substantially mirror-inverted to the first sub-element 8 and rests with a bead member 18 on the second portion 26 in the recess 19 of the lateral surface 11 of the second bearing ring 3.
  • the first portion 25 of the second sub-element 9 covers the end face of the second bearing ring 3 and abuts against this end face.
  • the second sub-element 9 has on the side facing away from the interior 4 of the bearing 1 side two surfaces, which complete a thinned portion 23 and a widened portion 24. At the side facing the interior 4 side of the first portion 25 of the second sub-element 9 is formed flat.
  • the first sub-element 8 engages with its first portion 13, the first portion 25 of the second sub-element 9 in sections such that the respective portions 23 and 24 as mutually complementary structures come to lie one above the other, that a thin, substantially radially extending gap is formed and a labyrinth seal arises. In this way, a seal is formed, which is effective, without causing a contact between the two sub-elements 8, 9.
  • Each of the sub-elements 8, 9 is made in one piece and consists of plastic, especially an elastomer.
  • the sub-elements 8, 9 are made separately from the bearing rings 2, 3 and then the sealing element 7 with the two sub-elements 8, 9 attached.
  • one of the teeth 17 is elastically slightly deformed, so that it can engage in the recess 19, after which the remaining teeth 17 of the circumferential bead element 18 can snap in or engage.
  • the sub-elements 8, 9 easily positionally correct to the respective bearing ring 2, 3 as well as position relative to each other, since both the recess 19 and the respective end face 14 of the bearing ring 2, 3 serve as a guide surface.
  • Fig. 2 shows a sealing element 7, which comprises a first sub-element 8 and a second sub-element 9, wherein the first sub-element 8 on the outer surface 10 of the first bearing ring 2 and the second sub-element 9 on the outer surface 11 of the second bearing ring 3 at a Recess 19 is fixed with a mold section 16.
  • the two sub-elements 8, 9 have radial sections 13, 25 and axial sections 15, 26, the one radial first section 13 covering the other first section 25 in sections.
  • 11 At the end facing away from the associated lateral surface 10, 11 each have a sealing lip 27, 28 is provided, which sealingly bears against the first part section 13, 25 of the respective other sub-element 9, 8.
  • the first section 15 of the first sub-element 8 partially covered the first section 26 of the second sub-element 9, but was spaced from the end face of the second bearing ring 3. It is understood that also provided may be that the first portion of one of the two sub-elements covers both end faces of the two bearing rings.
  • the gap may be formed by only two flat, parallel surfaces, as shown in partial detail in Fig. 2.
  • the two sections 13, 25 and 15, 26 of the two sub-elements 8, 9 were each formed integrally with each other.
  • the first portion may be made of a different material than the second portion.
  • spring tongues may be provided from spring steel, which engage in the recess 19, wherein the spring tongues or similar locking elements are accommodated in plastic, which forms the first portion.
  • the second portions 15, 26 may also have an insert made of elastic metal.
  • the second section 15, 26 was subsequently attached to the bearing ring 2, 3. It can also be provided that the second portion is first attached to the bearing ring 2.3, for example by encapsulating the bearing ring 2, 3 with a plastic, wherein the second portion can protrude beyond the end face 14, and that at a later time the first portion is attached to the second portion, for example, by inserting the first portion into a groove or receptacle located in the projection.
  • the second section which is fixed to the outer lateral surface 10, 11, to rest elastically prestressed on this lateral surface.
  • the second portion is firmly connected by the encapsulation with the outer lateral surface 10, 11.
  • the term 'sealing element' should also include elements such as slingers, etc., so that the above-described sealing element 7 may optionally be provided in addition to a further, the sealing of the bearing 1 serving element.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Teilelement (8, 9) für ein für ein Lager (1) mit einem Lagerring (2, 3) vorgesehenes Dichtelement (7), wobei das Dichtelement (7) an dem Lagerring (2, 3) festlegbar ist, umfassend einen ersten, sich im wesentlichen radial erstreckenden Abschnitt (13, 25), und einen zweiten, sich im wesentlichen axial erstreckenden Abschnitt (15, 26). Die Aufgabe, ein einfach anbringbares Dichtelement für ein Lager mit einem Lagerring anzugeben, wobei das Dichtelement nur einen geringen Platz beansprucht, wird für das eingangs genannte Teilelement (8, 9) erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Abschnitt (13, 25) eine Stirnfläche (14) des Lagerrings (2, 3) mindestens abschnittsweise übergreift, insbesondere an der Stirnfläche (14) anliegt, und daß der zweite Abschnitt (15, 26) an einer äußeren Mantelfläche (10, 11) des Lagerrings (2, 3) festlegbar ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Dichtelement (7) sowie ein Lager (1) mit einem Dichtelement (7).

Description

Bezeichnung der Erfindung
Teilelement für ein Dichtelement eines Lagers
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Teilelement nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 für ein Dichtelement, das für ein Lager mit einem Lagerring vorgesehen ist, ein Dichtelement nach Anspruch 6 oder 7 für ein Lager sowie ein Lager nach Anspruch 10.
Aus der Praxis ist bekannt, an Lagern, speziell an Wälzlagern mit zwei La- gerringen, eine Dichtung vorzusehen, die ein Dichtelement umfaßt, das wiederum zwei Teilelemente aufweist, die an den beiden Lagerringen befestigt sind und untereinander eine Spalt- oder Labyrinthdichtung ausbilden. Von Interesse sind solche Dichtungen mit Dichtelementen bzw. Teilelementen für Dichtelemente, die einfach anzubringen sind und wenig Platz einnehmen, aber eine sichere Dichtung, speziell eine Spalt- oder Labyrinthdichtung, auszubilden vermögen. DE 35 16 131 A1 beschreibt eine Dichtung für ein Wälzlager mit zwei Lagerringen, wobei die Dichtung ein Dichtelement mit zwei Teilelementen umfaßt, wobei das erste Teilelement an einer inneren Mantelfläche des ersten Lagerrings befestigt ist, und wobei das zweite Teilelement an einer Ausnehmung der inneren Mantelfläche des zweiten Lagerrings angeordnet ist. Das erste Teilelement und das zweite Teilelement weisen axiale Vorsprünge auf, die kammartig ineinandergreifen, so daß eine Labyrinthdichtung ausgebildet wird, bei der das zweite Teilelement das erste Teilelement sowie abschnittsweise die Stirnfläche des gegenüberliegenden, ersten Lagerrings übergreift. Eine derartige Anordnung weist eine beträchtliche axiale Erstreckung auf und erfordert einen Materialabtrag an der inneren Mantelfläche eines der beiden Lagerringe, also in der Nähe der Laufbahn der Wälzkörper.
DE 85 11 679 U1 beschreibt eine Dichtung für ein Wälzlager mit zwei Lager- ringen, wobei das jeweilige Korpus des Lagerrings im Bereich der Stirnflächen so ausgestaltet ist, daß die Lagerringe untereinander eine Labyrinthdichtung ausbilden. Ein von dem Wälzlager baulich getrenntes, an das Wälzlager anbringbares Dichtelement ist nicht beschrieben.
DE 102006 025 580 A1 beschreibt eine Abdichtung für ein Wälzlager mittels einer Dichtscheibe, deren erster, axial abgestellter Schenkel an einer Nut an der inneren Mantelfläche des ersten Lagerring anliegt und deren zweiter, axial abgestellter Schenkel in einer umlaufenden Sackbohrung nahe der inneren Mantelfläche des zweiten Lagerrings einsteckbar ist. Eine derartige Dichtung bzw. ein derartiges, aus einem einzigen Teilelement bestehendes Dichtelement erfordert massiv ausgelegte Lagerringe, in die die Sackbohrung ohne weiteres einbringbar sein muß, und setzt daher eine bestimmte geometrische Ausgestaltung mindestens eines der beiden Lagerringe voraus.
DE 73 08 303 U beschreibt eine Dichtung für ein Wälzlager mit einem Dichtelement, das zwei Teilelemente aufweist, deren jedes an der Stirnfläche ei- nes der beiden Lagerringe angeordnet ist, wobei die beiden Teilelemente kammartig ineinandergreifen. Die Dichtung weist eine hohe axiale Erstreckung auf.
WO 2006/061096 A1 beschreibt eine Abdichtung für ein Wälzlager, die eine an der Stirnseite eines der Lagerringe angeordnete Schleuderscheibe umfaßt. Die Abdichtung umfaßt weiter ein Dichtelement mit einem einzigen Teilelement, das an einem der Lagerringe an einer Ausnehmung an dessen inneren Mantelfläche angeordnet ist und dichtend an einer Ausnehmung der inneren Mantelfläche des anderen Lagerrings anliegt, so daß eine berührende Dichtung ausgebildet ist. An einer äußeren Mantelfläche eines der beiden Lagerringe ist in einem Abstand zu der Stirnfläche des Lagerrings eine Nut angebracht, die einen O-Ring aufnimmt. Der O-Ring ist von den weiteren Bestandteilen der Abdichtung, insbesondere von der Schleuderscheibe und dem einteiligen Dichtelement, baulich getrennt.
DE 100 00 659 B4 beschreibt eine Dichtung für ein Wälzlager mit einem zwei Teilelemente umfassenden Dichtelemente, wobei das erste Teilelement an der Stirnseite des ersten Lagerrings aufliegt und die Stirnseite des zwei- ten Lagerrings abschnittsweise übergreift. Das zweite Teilelement ist an einem Abschnitt der Stirnseite des zweiten Lagerrings angeordnet. In radialer Richtung weisen beide Teilelemente kammartig ineinander greifende Strukturen auf, so daß eine Labyrinthdichtung ausgebildet wird. Beide Teilelemente sind an der Lageraufnahme befestigt. Ungünstig ist, daß diese Dichtung eine hohe axiale Erstreckung aufweist.
DE 87 08 234 U1 beschreibt eine Abdichtung für ein Wälzlager mit einem einzigen Lagerring, wobei die gelagerte Welle die Funktion des zweiten Lagerrings übernimmt. Die Abdichtung umfaßt ein Dichtelement mit einem axia- len und einem radialen Abschnitt, wobei der axiale Abschnitt an der Welle anliegt und der radiale Abschnitt abschnittsweise eine Zwischenhülse überdeckt, die außerhalb des Lagerrings und zwischen dem Lagerring und der Lageraufnahme angeordnet ist. Das Dichtelement und die Zwischenhülse bilden untereinander eine Spaltdichtung aus.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein einfach anbringbares Dichtelement für ein Lager mit einem Lagerring anzugeben, wobei das Dichtelement nur einen geringen Platz beansprucht.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Teilelement nach Anspruch 1 sowie ein Dichtelement nach Anspruch 5 oder 6 für ein Lager nach Anspruch 10 gelöst.
Weil der zweite Abschnitt an einer äußeren Mantelfläche des Lagerrings festlegbar ist, kann das Teilelement und damit das das Teilelement aufweisende Dichtelement leicht an dem Lagerring festgelegt werden. Der Lagerring kann im Bereich der äußeren Mantelfläche dünnwandig ausgebildet werden, so daß der zweite Abschnitt nicht übersteht. Insbesondere müssen keine konstruktiven Veränderungen an der inneren Mantelfläche des Lagerrings vorgenommen werden, so daß die durch die innere Mantelfläche gegebene Innenbereich des Lagers nicht aufgeweitet werden muß, um das Teilelement bzw. das Dichtelement anbringen zu können. Statt dessen kann die innere Mantelfläche und deren Querschnitt unverändert bleiben, so daß der abzudichtende Innenraum nicht aufgeweitet werden braucht. Allenfalls kann die äußere Mantelfläche des Lagerrings so bearbeitet und ausgestaltet sein, daß der zweite Abschnitt des Teilelementes sicher angeordnet werden kann.
Da der erste Abschnitt eine Stirnfläche des Lagerrings zumindest abschnittsweise übergreift, insbesondere an der Stirnfläche anliegt, kann sich der erste Abschnitt an der Stirnfläche anlegen bzw. an dieser abstützen, so daß ein Dichtelement mit nur sehr geringer axialer Erstreckung gebildet wird, wobei das Teilelement nur wenig über das Lager übersteht. Dabei erhält das Dichtelement einen zusätzlichen Halt, der eine einfache und schnelle, lagerichtige Einpassung des Dichtelementes ermöglicht.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der zweite Abschnitt aus einem elastischen Material, insbesondere aus Kunststoff, speziell einem Elastomer, ausgebildet ist. Aufgrund der elastischen Eigenschaften des Materials mindestens des zweiten Abschnitts des Teilelementes kann dieses leicht an die äußere Mantelfläche des Lagerrings aufgeclipst werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der zweite Abschnitt ein elastisches Metall umfaßt. Der zweite Abschnitt kann vollständig aus dem elastischen Metall, beispielsweise Federstahl, besteht, wobei der Federstahl als umlaufende Zungen oder Klauen bzw. Krallen ausgebildet ist, alternativ hierzu kann das elastische Metall, speziell der Federstahl, als Verstärkung in den Kunststoff aufgenommen, beispielsweise von dem Kunststoff umgössen, sein.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der zweite Abschnitt einen in Richtung auf die äußere Mantelfläche weisenden Formabschnitt umfaßt, wobei dieser Formabschnitt insbesondere durch die elastischen Eigenschaften des zweiten Abschnitts fest gegen die Mantelfläche gedrückt wird. Weiter ist es möglich, den Formabschnitt, der beispielsweise durch eine umlaufende Wulst aus Kunststoff gebildet ist, in eine zugeordnete Aufnahme, speziell eine Nut an der äußeren Mantelfläche des Lagerrings, eingreifen zu lassen, so daß eine formschlüssige Festlegung des Teilelementes des Dichtelementes möglich ist. Die formschlüssige Festlegung kann durch die vorzugsweise elastischen Materialeigenschaften des Teilelements im Bereich von dessen zweiten Abschnitt unterstützt werden.
Speziell kann vorgesehen sein, den zweiten Abschnitt aus einem Elastomer auszubilden und den Formabschnitt als umlaufendes Wulstelement auszu- gestalten. Dieses Wulstelement wird dann in eine an der äußeren Mantelfläche ausgebildete Nut formschlüssig eingeführt, um das Teilelement an dem Lagerring festzulegen. Bei der Montage rastet das Wulstelement in die zugehörige Nut, so daß beide Abschnitte des Teilelementes leicht lagerichtig zu dem Lagerring angeordnet werden können.
Die Erfindung betrifft nicht nur das Teilelement für das Dichtelement, sondern insbesondere auch das Dichtelement als solches, das ein erfindungsgemäßes Teilelement umfaßt.
Das Dichtelement kann ein einziges Teilelement umfassen und ist damit an der äußeren Mantelfläche eines Lagerrings festgelegt, wobei es an der Stirnfläche oder Mantelfläche eines gegenüberliegenden Lagerrings anliegen kann und dabei eine Lippendichtung ausbildet. Alternativ hierzu kann das das einzige Teilelement umfassende Dichtelement von der Stirn- oder Mantelfläche des anderen Lagerrings einen Abstand einhalten und derart eine Spalt- oder Labyrinthdichtung ausbilden.
Alternativ hierzu kann das Dichtelement zwei Teilelemente umfassen, deren jedes an der äußeren Mantelfläche eines der beiden Lagerringe festgelegt ist. Der jeweilige erste Abschnitt eines jeden der beiden Teilelemente kann an den anderen ersten Abschnitt anstoßen bzw. einen geringen Abstand einhalten, so daß eine Lippendichtung oder eine berührungsfreie Spaltdichtung ausgebildet wird. Alternativ hierzu kann der erste Abschnitt des ersten Teilelementes den ersten Abschnitt des zweiten Teilelementes abschnittsweise überdecken und eine Labyrinthdichtung ausbilden.
Vorzugsweise kann der Lagerring eines Lagers angrenzend an die Stirnfläche eine umlaufende Aussparung aufweisen, wobei der zweite Abschnitt des Teilelementes in der Aussparung festlegbar ist. Die Aussparung kann durch eine Nut gebildet sein, in die der zweite Abschnitt eingreift, oder durch Aufnahmen für Zungen, Federn oder ähnliche Rastmittel. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise eine teilweise geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Teilelementes für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtelementes bei einem Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemäßen Lagers, und
Fig. 2 zeigt ausschnittsweise eine teilweise geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Teilelementes für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtelementes bei einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lagers.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 zeigt ein Lager 1 , das als Wälzlager ausgebildet ist und einen ersten Lagerring 2, der als Außenring ausgebildet ist, und einen zweiten Lagerring 3, der als Innenring ausgebildet ist, umfaßt. Die beiden Lagerringe 2, 3 schließen einen Innenraum 4 ein, in dem Wälzkörper 5 angeordnet sind, die mittels eines Käfigs 6 geführt werden. Der Innenraum 4 wird zu beiden Seiten axial durch eine Dichtung abgedichtet, die ein Dichtelement 7 aufweist, das gleichartig ausgebildet ist, so daß nur eines der beiden Dichtelemente 7 näher beschrieben wird.
Das Dichtelement 7 weist umfaßt ein erstes Teilelement 8 und ein zweites Teilelement 9, wobei das erste Teilelement 8 an der äußeren Mantelfläche 10 des ersten Lagerrings 2 und das zweite Teilelement 9 an der äußeren Mantelfläche 11 des zweiten Lagerrings 3 festgelegt ist.
Bezogen auf eine Lagerachse 12 umfaßt das erste Teilelement 8 einen radial abgestellten ersten Abschnitt 13, der eine Stirnfläche 14 des ersten Lagerrings 2 übergreift und insbesondere an der ersten Stirnfläche 14 anliegt. Weiter umfaßt das erste Teilelement 8 einen bezogen auf die Lagerachse 12 axial ausgerichteten zweiten Abschnitt 15, der an der Mantelfläche 10 festgelegt ist.
Der zweite Abschnitt 15 des ersten Teilelementes 8 umfaßt einen in Richtung auf die Mantelfläche 10 weisenden Formabschnitt 16, der in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet ist. Der Formabschnitt 16 weist im Querschnitt ein Wulstprofil auf, das auf die Mantelfläche 10 hin weist. Der Formabschnitt 16 ist in Umfangsrichtung abschnittsweise unterbrochen, so daß Zähne 17 ausgebildet werden, deren axiale Erstreckung in Höhe der Stirnfläche 14 endet. Die Zähne 17 bilden ein den Lagerring 2 umlaufendes, abschnittsweise unterbrochenes Wulstelement 18 aus.
Der zweite Abschnitt 15 greift mit den Zähnen 17 des Wulstelementes 18 in eine Aussparung 19 in der Mantelfläche 10 des ersten Lagerrings 2. Diese Aussparung kann als den ersten Lagerring 2 außen umlaufende Nut ausgebildet sein; alternativ hierzu kann auch ein Hinterschnitt vorgesehen sein. Die Aussparung 19 ist nahe der Stirnfläche 14 angebracht und geht in diese über, so daß im Bereich der Stirnfläche 14 das Korpus des ersten Lagerrings 2 weniger massiv ausgebildet ist und der Lagerring 2 und damit das Lager 1 insgesamt an Gewicht reduziert ist. Weiter weist der Lagerring 2 ein bezogen auf die Lagerachse 12 reduziertes Trägheitsmoment auf. Der nahe der Stirnfläche 14 in der Aussparung 19 festgelegte zweite Abschnitt 15 schließt mit seiner Rückseite 20 annähernd bündig mit einem von der Stirnfläche 14 axial beabstandeten Teilbereich 21 der Mantelfläche 10 in Höhe der Laufbahn der Wälzkörper 4 ab, so daß das Dichtelement 7 außen radial nicht übersteht. Ein Spalt, der zwischen dem zweiten Abschnitt und der angrenzenden Mantelfläche bzw. einer Anschlußkonstruktion für das Lager 1 verbleibt, wird bei der Lagermontage ausgefüllt.
Der erste Abschnitt 13 weist eine axial außen liegende Außenfläche 22 auf, die mit der Außenfläche 20 des ersten Abschnittes einen rechten Winkel ausbildet. Der erste Abschnitt 13 weist einen verdünnten Teilabschnitt 23 und einen verbreiterten Teilabschnitt 24 auf, die jeweils durch ebene, in den Innenraum 4 weisende Flächen abgeschlossen werden.
Das zweite Teilelement 9 des Dichtelementes 7 ist im wesentlichen spiegelbildlich zu dem ersten Teilelement 8 ausgebildet und liegt mit einem Wulstelement 18 an dem zweiten Abschnitt 26 in der Aussparung 19 der Mantelfläche 11 des zweiten Lagerrings 3 an. Der erste Abschnitt 25 des zweiten Teilelementes 9 überdeckt die Stirnfläche des zweiten Lagerrings 3 und liegt an dieser Stirnfläche an. Das zweite Teilelement 9 weist an der von dem Innenraum 4 des Lagers 1 weg weisenden Seite zwei Flächen auf, die einen verdünnten Teilbereich 23 und einen verbreiterten Teilbereich 24 abschließen. An der auf den Innenraum 4 weisenden Seite ist der erste Abschnitt 25 des zweiten Teilelementes 9 eben ausgebildet.
Das erste Teilelement 8 übergreift mit seinem ersten Abschnitt 13 den ersten Abschnitt 25 des zweiten Teilelementes 9 abschnittsweise derart, daß die jeweiligen Teilbereiche 23 und 24 als zueinander komplementäre Strukturen so übereinander zu liegen kommen, daß ein dünner, sich im wesentlichen radial erstreckender Spalt ausgebildet wird und eine Labyrinthdichtung entsteht. Auf diese Weise bildet sich eine Dichtung aus, die wirksam ist, ohne daß es zu einer Berührung zwischen den beiden Teilelementen 8, 9 kommt.
Jedes der Teilelemente 8, 9 ist einstückig hergestellt und besteht aus Kunststoff, speziell einem Elastomer. Die Teilelemente 8, 9 werden getrennt von dem Lagerringen 2, 3 hergestellt und danach das Dichtelement 7 mit den beiden Teilelementen 8, 9 angebracht. Hierzu wird einer der Zähne 17 elastisch leicht verformt, so daß er in die Aussparung 19 eingreifen kann, wonach die übrigen Zähne 17 des umlaufenden Wulstelementes 18 einschnappen bzw. einrasten können. Dabei lassen sich die Teilelemente 8, 9 leicht lagerichtig zu dem jeweiligen Lagerring 2, 3 wie auch relativ zueinander positionieren, da sowohl die Aussparung 19 wie auch die jeweilige Stirnfläche 14 des Lagerrings 2, 3 als Führungsfläche dienen.
Fig. 2 zeigt ein Dichtelement 7, das ein erstes Teilelement 8 und ein zweites Teilelement 9 umfaßt, wobei das erste Teilelement 8 an der äußeren Mantelfläche 10 des ersten Lagerrings 2 und das zweite Teilelement 9 an der äußeren Mantelfläche 11 des zweiten Lagerrings 3 an einer Aussparung 19 mit einem Formabschnitt 16 festgelegt ist. Die beiden Teilelemente 8, 9 weisen radiale Abschnitte 13, 25 und axiale Abschnitte 15, 26 auf, wobei der eine radiale erste Abschnitt 13 den anderen ersten Abschnitt 25 abschnittsweise überdeckt. An dem von der zugeordneten Mantelfläche 10, 11 abgekehrten Ende ist je eine Dichtlippe 27, 28 vorgesehen, die an dem ersten Teilabschnitt 13, 25 des jeweils anderen Teilelementes 9, 8 dichtend anliegt.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen überdeckte der erste Abschnitt 15 des ersten Teilelementes 8 abschnittsweise den ersten Abschnitt 26 des zweiten Teilelementes 9, war aber von der Stirnfläche des zweiten Lagerrings 3 beabstandet. Es versteht sich, daß auch vorgesehen sein kann, daß der erste Abschnitt eines der beiden Teilelemente beide Stirnflächen der beiden Lagerringe überdeckt.
Es ist ebenfalls nicht zwingend erforderlich, daß die kammartig ineinandergreifende Struktur aus den Teilbereichen 23, 24 vorgesehen ist. Statt dessen kann der Spalt durch nur zwei ebene, parallele Flächen ausgebildet sein, wie dies ausschnittsweise in Fig. 2 gezeigt ist.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen waren die beiden Abschnitte 13, 25 bzw. 15, 26 der beiden Teilelemente 8, 9 jeweils einteilig miteinander ausgebildet. Es versteht sich, daß der erste Abschnitt aus einem anderen Material bestehen kann als der zweite Abschnitt. Beispielsweise können statt des Wulstelementes 18 Federzungen aus Federstahl vorgesehen sein, die in die Aussparung 19 eingreifen, wobei die Federzungen oder vergleichbare Rastelemente in Kunststoff aufgenommen sind, der den ersten Abschnitt ausbildet. Es versteht sich weiter, daß die zweiten Abschnitte 15, 26 auch eine Einlage aus elastischen Metall aufweisen können.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde der zweite Abschnitt 15, 26 nachträglich an dem Lagerring 2, 3 befestigt. Es kann auch vorgesehen sein, daß der zweite Abschnitt erst an dem Lagerring 2,3 befestigt wird, beispielsweise durch ein Umspritzen des Lagerrings 2, 3 mit einem Kunststoff, wobei der zweite Abschnitt über die Stirnfläche 14 überstehen kann, und daß zu einem späteren Zeitpunkt der erste Abschnitt an den zweiten Abschnitt angebracht wird, beispielsweise, indem der erste Abschnitt in eine in dem Überstand angeordnete Nut oder Aufnahme eingefügt wird. Hierbei ist es nicht zwingend erforderlich, daß der zweite Abschnitt, der an der äußeren Mantelfläche 10, 11 festgelegt ist, an dieser Mantelfläche elastisch vorgespannt anliegt. Statt dessen ist der zweite Abschnitt durch das Umspritzen mit der äußeren Mantelfläche 10, 11 fest verbunden. Der Begriff ,Dichtelement' soll auch Elemente wie Schleuderscheiben usw. einschließen, so daß das oben beschriebene Dichtelement 7 ggf. zusätzlich zu einem weiteren, der Abdichtung des Lagers 1 dienen Element vorgesehen sein kann.
Bezugszeichenliste
I Lager 2 erster Lagerring
3 zweiter Lagerring
4 Innenraum
5 Wälzkörper
6 Käfig 7 Dichtelement
8 erstes Teilelement
9 zweites Teilelement
10 äußere Mantelfläche des ersten Lagerrings 2
I 1 äußere Mantelfläche des zweiten Lagerrings 3 12 Lagerachse
13 erster Abschntt des ersten Teilelementes 8
14 Stirnfläche des ersten Lagerrings 2
15 zweiter Abschnitt
16 Formabschnitt 17 Zahn
18 Wulstelement
19 Aussparung
20 Rückseite
21 Teilbereich der Mantelfläche 10 22 Außenseite des ersten Abschnitts
23 verdünnter Teilabschnitt
24 verbreiterter Teilabschnitt
25 erster Abschnitt des zweiten Teilelementes 9
26 zweiter Abschnitt des zweiten Teilelementes 9 27 Dichtlippe des ersten Teilelementes
28 Dichtlippe des zweiten Teilelementes

Claims

Patentansprüche
1. Teilelement (8, 9) für ein für ein Lager (1) mit einem Lagerring (2, 3) vorgesehenes Dichtelement (7), wobei das Dichtelement (7) an dem Lagerring (2, 3) festlegbar ist, umfassend einen ersten, sich im wesentlichen radial erstreckenden Abschnitt (13, 25), und einen zweiten, sich im wesentlichen axial erstreckenden Abschnitt (15, 26), dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (13, 25) eine Stirnfläche (14) des Lagerrings
(2, 3) mindestens abschnittsweise übergreift, insbesondere an der Stirnfläche (14) anliegt, und daß der zweite Abschnitt (15, 26) an einer äußeren Mantelfläche (10, 11) des Lagerrings (2, 3) festlegbar ist.
2. Teilelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (15, 26) aus einem elastischen Material, insbesondere aus Kunststoff, ausgebildet ist.
3. Teilelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (15, 26) ein elastisches Metall umfaßt.
4. Teilelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (15, 26) einen in Richtung auf die Mantelfläche (10, 11) weisenden Formabschnitt (16) umfaßt.
5. Teilelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formabschnitt (16) ein den Lagerring (2, 3) umlaufendes Wulstelement (18) umfaßt.
6. Dichtelement (7) für ein Lager (1) mit einem Lagerring (2, 3), umfas- send ein Teilelement (8, 9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Dichtelement (7) für ein Lager (1) mit einem ersten Lagerring (2) und einem zweiten Lagerring (3), wobei das Dichtelement (7) ein erstes, nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildetes Teilelement (8), und ein zweites, nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildetes Teilelement (9) umfaßt, und wobei das erste Teilelement (8) an dem ersten Lagerring (2) und das zweite Teilelement (9) an dem zweiten Lagerring (3) angeordnet ist.
8. Dichtelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (13) des ersten Teilelements (8) den ersten Abschnitt (25) des zweiten Teilelements (9) mindestens abschnittsweise überdeckt.
9. Dichtelement (7) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (13) des ersten Teilelements (8) mit dem ersten Abschnitt (25) des zweiten Teilelements (9) eine Spalt- oder Labyrinthdichtung ausbildet.
10. Lager (1), insbesondere Wälzlager, mit einem Lagerring (2, 3) und einem an dem Lagerring (2, 3) festlegbaren Dichtelement (7) nach einem der Ansprüche 6 bis 9.
11. Lager nach Anspruch 10, wobei der Lagerring (2, 3) an der äußeren Mantelfläche (10, 11) angrenzend an die Stirnfläche (14) eine Aussparung (19) aufweist, und wobei der zweite Abschnitt (15, 26) in der Aussparung (19) festgelegt ist.
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