DE102010015200A1

DE102010015200A1 - Kasettendichtung

Info

Publication number: DE102010015200A1
Application number: DE102010015200A
Authority: DE
Inventors: Florian Dörrfuß
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-10-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kassettendichtung (1), welche zwischen zwei koaxial zueinander angeordneten und relativ zueinander drehbaren Bauteilen (2, 3) einer Baugruppe zur Abdichtung des Innenraums der Baugruppe angeordnet ist und im Wesentlichen aus einer in Axialrichtung innen liegend angeordneten Dichtscheibe (4) mit L-förmigen Profilquerschnitt und einer in Axialrichtung außen liegend angeordneten Schleuderscheibe (5) mit ebenfalls L-förmigen Profilquerschnitt besteht. Die Dichtscheibe (4) und die Schleuderscheibe (5) definieren dabei mit ihren radialen Profilschenkeln (6, 8) eine rechteckförmige Querschnittsfläche, während sie mit ihren axialen Profilschenkeln (7, 9) jeweils fest mit dem zugeordneten Bauteil (2, 3) der Baugruppe verbunden sind. Darüber hinaus weist die Dichtscheibe (4) mindestens eine elastische Dichtlippe (10) auf, welche zur Abdichtung des Innenraumes mit der Schleuderscheibe (4) in Kontakt steht. Erfindungsgemäß ist der axiale Profilschenkel (9) der Schleuderscheibe (5) durch einen zusätzlichen, das freie Ende (11) des Profilschenkels (9) umschließenden Stabilisierungsring (12) auf dem zugeordneten Bauteil (3) fixiert.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Kassettendichtung nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, und sie insbesondere vorteilhaft zur Abdichtung eines Ausrücklagers für eine Trennkupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges anwendbar.
Hintergrund der Erfindung
Dem Fachmann der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass zum Abdichten von Zwischenräumen zwischen zwei koaxial zueinander angeordneten und relativ zueinander drehbaren Bauteilen, wie beispielsweise eine in einem Gehäuse laufende Welle oder ein Innenring und ein Außenring eines Wälzlagers, unter anderem Dichtsysteme in Form so genannter Kassettendichtungen zum Einsatz kommen. Diese Dichtsysteme haben hierbei die Aufgabe, ein Austreten von Schmierstoff aus dem Zwischenraum zwischen den drehbaren Bauteilen nach außen und ein Eindringen von festen, flüssigen und/oder gasförmigen Medien von außen in diesen Zwischenraum zu verhindern. Hierbei muss eine Abdichtung sowohl im statischen Fall, also bei Stillstand beider Bauteile, als auch im dynamischen Fall bei rotierenden Bauteilen gewährleistet werden. Eine Kassettendichtung setzt sich dabei normalerweise aus einer Dichtscheibe mit Dichtlippen sowie einer davor angeordneten Schleuderscheibe zusammen. Die Dichtscheibe verhindert dabei über die Anpresskraft der Dichtlippen einen Übergang der Medien zwischen den beiden getrennten Räumen, während die Schleuderscheibe bei Rotation aufgrund der Fliehkraft eine Zurückweisung der von außen auf die Dichtung treffenden Medien bewirkt.
Aus der DE 10 2008 030 710 A1 ist ein solches Dichtungssystem in Kassettenbauweise für ein Wälzlager bekannt, welches aus einer in Axialrichtung innen liegend angeordneten Dichtscheibe mit L-förmigen Profilquerschnitt und einer in Axialrichtung außen liegend angeordneten Schleuderscheibe mit ebenfalls L-för-migen Profilquerschnitt besteht. Hierbei steht die Dichtscheibe mit ihrem axialen Profilschenkel in Verbindung mit einem Außenring des Wälzlagers, während die Schleuderscheibe mit ihrem axialen Profilschenkel auf einem Innenring des Wälzlagers aufgesetzt ist. Die radialen Profilschenkel beider Scheiben ragen dabei in den Zwischenraum zwischen Innenring und Außenring des Wälzlagers hinein und definieren eine rechteckförmige Querschnittsfläche des Dichtungssystems. Des Weiteren verfügt die Dichtscheibe am Ende ihres radialen Profilschenkels über eine Elastomerdichtlippe, die in radialer Richtung mit der Schleuderscheibe in Kontakt steht, während die Schleuderscheibe an ihrem radialen Profilschenkel eine weitere Elastomerdichtlippe aufweist, die zumindest im Stillstand des Wälzlagers in axialer Richtung mit der Dichtscheibe in Kontakt steht.
Nachteilig an einer solchen Kassettendichtung ist es jedoch, dass die Schleuderscheibe aufgrund ihres L-förmigen Profils an ihrem axialen Profilschenkel eine zu dessen freien Ende hin abnehmende Radialsteifigkeit aufweist, durch die die Schleuderscheibe im Zusammenhang mit deren negativer Überdeckung zum Innenring des Wälzlagers bereits bei ihrer Montage zum Verkippen neigt. Dadurch entsteht ein Spalt zwischen der Schleuderscheibe und dem Innenring des Wälzlagers, der die Funktion der Dichtung beeinträchtigt und letztlich für eine Verringerung der Lebensdauer des Wälzlagers ursächlich ist.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Kassettendichtung zu konzipieren, bei der mit einfachen Mitteln die aus dem Verkippen der Schleuderscheibe resultierenden nachteiligen Wirkungen vermieden werden.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Kassettendichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass der axiale Profilschenkel der Schleuderscheibe durch einen zusätzlichen, das freie Ende des Profilschenkels umschließenden Stabilisierungsring auf dem zugeordneten Bauteil fixiert ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäß ausgebildeten Kassettendichtung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Kassettendichtung vorgesehen, dass der zusätzliche Stabilisierungsring an seinem Innendurchmesser ein geringfügiges Untermaß gegenüber dem Außendurchmesser des axialen Profilschenkels der Schleuderscheibe aufweist und auf diesen aufgepresst ist. Das Untermaß des Stabilisierungsringes ist dabei so zu wählen, dass auch bei Erwärmung des die Schleuderscheibe tragenden Bauteils durch den Stabilisierungsring immer ein Anpressdruck auf den axialen Profilschenkel der Schleuderscheibe ausgeübt wird.
Nach Anspruch 3 ist es ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäß ausgebildeten Kassettendichtung, dass der axiale Profilschenkel der Schleuderscheibe geringfügig verlängert ausgebildet ist und an seinem freien Ende eine Fase zur Erleichterung der Montage des zusätzlichen Stabilisierungsrings aufweist. Eine Verlängerung des axialen Profilschenkels der Schleuderscheibe hat sich vor allem bei solchen Schleuderscheiben als vorteilhaft erwiesen, bei denen das freie Ende des axialen Profilschenkels mit einer Dichtlippe der Dichtscheibe in Kontakt steht und das Aufpressen eines Stabilisierungsringes auf das freie Ende des axialen Profilschenkel somit nachteilige Auswirkungen auf die Funktion der Kassettendichtung hätte. Gleichzeitig ist es durch eine solche Verlängerung des axialen Profilschenkels möglich, an dessen freien Ende eine Fase zur Erleichterung der Montage des zusätzlichen Stabilisierungsrings anzubringen, ohne dass auch diese Fase nachteilige Auswirkungen auf die Funktion der Kassettendichtung hätte.
Gemäß Anspruch 4 zeichnet sich die erfindungsgemäß ausgebildete Kassettendichtung darüber hinaus noch dadurch aus, dass der zusätzliche Stabilisierungsring bevorzugt einen halbrunden Profilquerschnitt aufweist und mit seiner geraden Profilseite auf dem axialen Profilschenkel der Schleuderscheibe aufliegend angeordnet ist. Der halbrunde Profilquerschnitt des Stabilisierungsringes hat sich dabei besonders bei der Montage der relativ zueinander drehbaren Bauteilen der abzudichtend Baugruppe als vorteilhaft erwiesen, da hier mitunter die Dichtlippen der Dichtscheibe über den Stabilisierungsring hinweg gleitend in ihre Betriebstellung gebracht werden müssen und bei scharfkantiger Ausführung des Stabilisierungsrings dabei beschädigt werden könnten. Anstelle des halbrunden Profilquerschnitts sind jedoch auch kantenverrundete viereckige oder trapezförmige Profilquerschnitte für den Stabilisierungsring denkbar.
Schließlich wird es als vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Kassettendichtung durch Anspruch 5 noch vorgeschlagen, dass der zusätzliche Stabilisierungsring als Schweiß-Biegeteil aus einem profilierten Stahldraht hergestellt ist. Eine derartige Herstellung des Stabilisierungsringes hat sich hinsichtlich der Fertigungskosten als am günstigsten erwiesen, wobei auch eine Herstellung des Stabilisierungsringes als Tiefzieh- oder Stanzteil noch wirtschaftlich sinnvoll ist.
Zusammenfassend weist die erfindungsgemäß ausgebildete Kassettendichtung somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Kassettendichtungen den Vorteil auf, dass die zum freien Ende des axialen Profilschenkels der Schleuderscheibe hin abnehmende Radialsteifigkeit, durch die die Schleuderscheibe bei ihrer Montage zum Verkippen neigt, mittels eines zusätzlichen Stabilisierungsringes derart erhöht wird, dass die Bildung eines Spaltes zwischen der Schleuderscheibe und dem zugeordneten Bauteil vermieden wird. Dadurch wird die Funktion der Dichtung wirkungsvoll unterstützt und letztlich die Lebensdauer der beiden koaxial zueinander angeordneten und relativ zueinander drehbaren Bauteile wesentlich verlängert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Kassettendichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein Kupplungs-Ausrücklager mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kassettendichtung;
2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X des Kupplungs-Ausrücklagers gemäß 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus 1 geht deutlich ein Kupplungs-Ausrücklager 15 hervor, welches als koaxial zueinander angeordnete und relativ zueinander drehbare Bauteile 2, 3 einen Außenring 16 und einen Innenring 17 aufweist, zwischen denen eine Vielzahl durch einen Lagerkäfig 19 in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltene Wälzkörper 18 auf nicht näher bezeichneten Laufbahnen abrollen. Deutlich sichtbar ist der Innenraum des Kupplungs-Ausrücklagers 15 kupplungsseitig durch eine Kassettendichtung 1 abgedichtet, welche, wie aus 2 ersichtlich ist, aus einer in Axialrichtung innen liegend angeordneten Dichtscheibe 4 mit L-förmigen Profilquerschnitt und einer in Axialrichtung außen liegend angeordneten Schleuderscheibe 5 mit ebenfalls L-förmigen Profilquerschnitt besteht. Hierbei steht die Dichtscheibe 4 mit ihrem axialen Profilschenkel 7 in Verbindung mit dem Außenring 16 des Kupplungs-Ausrücklagers 15, während die Schleuderscheibe 5 mit ihrem axialen Profilschenkel 9 auf dem Innenring 17 des Kupplungs-Ausrücklagers 15 aufgesetzt ist. Die radialen Profilschenkel 6, 8 beider Scheiben 4, 5 ragen dabei in den Zwischenraum zwischen Außenring 16 und Innenring 17 des Kupplungs-Ausrücklagers 15 hinein und definieren eine rechteckförmige Querschnittsfläche des Dichtungssystems. Des Weiteren verfügt die Dichtscheibe 4 am Ende ihres radialen Profilschenkels 6 über zwei Elastomerdichtlippen 10a und 10b, die in radialer Richtung mit der Schleuderscheibe 5 in Kontakt stehen, während die Schleuderscheibe 5 an ihrem radialen Profilschenkel 8 eine weitere Elastomerdichtlippe 14 aufweist, die zumindest im Stillstand des Kupplungs-Ausrücklagers 15 in axialer Richtung mit der Dichtscheibe 4 in Kontakt steht.
Desweiteren geht aus 2 deutlich hervor, der axiale Profilschenkel 9 der Schleuderscheibe 5 erfindungsgemäß durch einen zusätzlichen, das freie Ende 11 des Profilschenkels 9 umschließenden Stabilisierungsring 12 auf dem Innenring 17 fixiert ist, um damit die zum freien Ende 11 des axialen Profilschenkels 9 hin abnehmende Radialsteifigkeit dieses Profilschenkels 9 zu erhöhen. Der zusätzliche Stabilisierungsring 12 weist dabei an seinem Innendurchmesser ein geringfügiges Untermaß gegenüber dem Außendurchmesser des axialen Profilschenkels 9 der Schleuderscheibe 5 auf und ist auf diesen aufgepresst. Um nachteilige Auswirkungen auf die Funktion der Kassettendichtung 1 durch den Stabilisierungsring 12 zu vermeiden, ist zum einen der axiale Profilschenkel 9 der Schleuderscheibe 5 geringfügig verlängert ausgebildet und zum anderen der Stabilisierungsring 12 mit einen halbrunden Profilquerschnitt ausgebildet, dessen gerade Profilseite auf dem axialen Profilschenkel 9 der Schleuderscheibe 5 aufliegt. Darüber hinaus weist der axiale Profilschenkel 9 an seinem freien Ende 11 eine zusätzliche Fase 13 auf, die zur Erleichterung der Montage des zusätzlichen Stabilisierungsrings 12 vorgesehen ist.
Lediglich andeutungsweise geht aus 2 noch hervor, dass der zusätzliche Stabilisierungsring 12 als Schweiß-Biegeteil aus einem profilierten Stahldraht hergestellt ist, da sich dies hinsichtlich der Fertigungskosten für den Stabilisierungsring 12 als am günstigsten erwiesen hat.
Bezugszeichenliste

1: Kassettendichtung
2: drehbares Bauteil
3: drehbares Bauteil
4: Dichtscheibe
5: Schleuderscheibe
6: radialer Profilschenkel von 4
7: axialer Profilschenkel von 4
8: radialer Profilschenkel von 5
9: axialer Profilschenkel von 5
10a: Dichtlippe an 4
10b: Dichtlippe an 4
11: freies Ende von 9
12: Stabilisierungsring
13: Fase an 11
14: Dichtlippe an 8
15: Kupplungs-Ausrücklager
16: Außenring
17: Innenring
18: Wälzkörper
19: Lagerkäfig

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008030710 A1 [0003]

Claims

Kassettendichtung (1), welche zwischen zwei koaxial zueinander angeordneten und relativ zueinander drehbaren Bauteilen (2, 3) einer Baugruppe zur Abdichtung des Innenraums der Baugruppe angeordnet ist und im Wesentlichen aus einer in Axialrichtung innen liegend angeordneten Dichtscheibe (4) mit L-förmigen Profilquerschnitt und einer in Axialrichtung außen liegend angeordneten Schleuderscheibe (5) mit ebenfalls L-förmigen Profilquerschnitt besteht, wobei die Dichtscheibe (4) und die Schleuderscheibe (5) mit ihren radialen Profilschenkeln (6, 8) eine rechteckförmige Querschnittsfläche definieren, während sie mit ihren axialen Profilschenkeln (7, 9) jeweils fest mit dem zugeordneten Bauteil (2, 3) der Baugruppe verbunden sind, und wobei die Dichtscheibe (4) mindestens eine elastische Dichtlippe (10) aufweist, welche zur Abdichtung des Innenraumes mit der Schleuderscheibe (4) in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Profilschenkel (9) der Schleuderscheibe (5) durch einen zusätzlichen, das freie Ende (11) des Profilschenkels (9) umschließenden Stabilisierungsring (12) auf dem zugeordneten Bauteil (3) fixiert ist.
Kassettendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Stabilisierungsring (12) an seinem Innendurchmesser ein geringfügiges Untermaß gegenüber dem Außendurchmesser des axialen Profilschenkels (9) der Schleuderscheibe (5) aufweist und auf diesen aufgepresst ist.
Kassettendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Profilschenkel (9) der Schleuderscheibe (5) geringfügig verlängert ausgebildet ist und an seinem freien Ende (11) eine Fase (13) zur Erleichterung der Montage des zusätzlichen Stabilisierungsrings (12) aufweist.
Kassettendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Stabilisierungsring (12) bevorzugt einen halbrunden Profilquerschnitt aufweist und mit seiner geraden Profilseite auf dem axialen Profilschenkel (9) der Schleuderscheibe (5) aufliegend angeordnet ist.
Kassettendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Stabilisierungsring (12) als Schweiß-Biegeteil aus einem profilierten Stahldraht hergestellt ist.
Wälzlager, bei welchem zwischen einem äußeren Lagerring (2) und einem inneren Lagerring (3) eine Kassettendichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 platziert ist.