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Ringförmige, dünnwandige Dichtung für Wälzlager Die Erfindung bezieht
sich auf eine ringförmige, dünnwandige Dichtung für Wälzlager, bestehend aus einem
gummielastischen Stoff, wobei der eine Rand als verstärkter Halteteil, der andere
hingegen als Dichtlippe ausgebildet ist, welche unter Vorspannung seitlich am Lagerring
anliegt.
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Bekannte Dichtungen für Wälzlager, z. B. Kugel-oder Rollenlager, werden
in eine. Ausnehmung des äußeren oder inneren Lagerlaufringes an dessen Umfang eingelegt
und legen sich elastisch gegen den inneren oder äußeren Laufring. Diese ringförmig
ausgebildeten Dichtungen haben die Aufgabe, einerseits das Fett, in welchem die
Kugeln oder Rallen laufen, am Austreten aus dem Lager zu hindern und andererseits
das Eindringen von Schmutz in das Lager zu vermeiden.
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Lagerdichtungen dieser Art sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt.
Die meisten dieser Dichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie sich unter großem
Druck an den Laufring legen, so daß bei einer Relativbewegung zwischen den Laufringen
ein nicht unerhebliches Drehmoment auftritt.
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Zur Erhöhung der Elastizität einer Wälzlagerdichtung ist es bereits
bekannt, die Dichtungslippe konisch bzw. zu irgendeinem Ende hin verjüngt auszubilden.
Auf diese Weise wird zwar eine Verminderung der Spannung innerhalb der Dichtlippe
erzielt, jedoch wird bei den unvermeidlichen Verschleißerscheinungen an den Dichtungslippen
die Dichtung wesentlich früher unbrauchbar.
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Es ist auch bereits bekannt, die Wandstärke einer derartigen Dichtung
unterschiedlich auszubilden. Bei einer solchen bekannten Ausführung ist aber ein
direkter Übergang der Dichtungslippe in den Halteteil der Dichtung ohne vorherige
Verjüngung vorgesehen. Hierdurch ist die Dichtungslippe in axialer Richtung relativ
steif, so daß sie sich entweder zu stark gegen den rotierenden Teil anlegt oder
aber eine wirksame Abdichtung in Frage gestellt wird.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die axiale Beweglichkeit
einer ringförmigen, dünnwandigen Dichtung durch zweckmäßige Formgebung der Wandstärke
wesentlich erhöht werden kann, ohne daß die Stärke der Dichtungslippe selbst vermindert
werden muß. Es kann also sowohl der Forderung nach axialer Elastizität als auch
der nach großer Verschleißfestigkeit der Dichtungslippe entsprochen werden.
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Bei einer ringförmigen, dünnwandigen Dichtung für Wälzlager, bestehend
aus einem gummielastischen Stoff, wobei der eine Rand als verstärkter Halteteil,
der andere hingegen als Dichtlippe ausgebildet ist, welche unter Vorspannung seitlich
am Lagerring anliegt, ist erfindungsgemäß zwischen dem Halteteil und der Dichtlippe
mindestens eine konzentrisch zur Lagerachse liegende, als ringförmiges Gelenk wirkende
Zone geringeren Querschnittes angeordnet.
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Es ist zwar bereits eine Staubdichtung bekannt, die in Form eines
Deckels mit einer ringförmigen Rinne ausgebildet ist. Diese Rinne dient jedoch dazu,
ein Durchstoßen des Deckels zu erleichtern, um im Bedarfsfalle durch die so gewonnene
Öffnung Schmieröl einspritzen zu können. Eine Erhöhung der Elastizität im Sinne
der Erfindung ist mit dieser Anordnung weder beabsichtigt noch möglich.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der als ringförmiges Gelenk wirkenden
Zone geringeren Querschnittes werden die auf den Halteteil wirkenden axialen Spannungen
herabgesetzt, ohne daß die Dichtungswirkung beeinträchtigt wird. Weiterhin wird
ein besonders elastisches Nachgeben des Lippenrandes ermöglicht, so daß der Verschleiß
reduziert wird. Die Dichtungslippe selbst ist in ihrer Stärke nicht vermindert.
Ihre Haltbarkeit wird also trotz der Erhöhung der Elastizität nicht beeinträchtigt.
Wegen der geringeren, zwischen der Dichtungslippe und dem rotierenden Teil wirkenden
Reibungskräfte wird die Gefahr einer Mitnahme der Dichtung vermindert.
Zweckmäßig
ist die Dichtung so ausgebildet, daß die Mittelebene der Zone geringeren Querschnitts
mit den Mittelebenen des Halteteiles und der Dichtlippe zusammenfällt oder parallel
zu diesen verläuft.
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Die der Dichtlippe am nächsten liegende Zone geringeren Querschnittes
kann auch durch konzentrisch zur Lagerachse liegende, radial gegeneinander versetzte
Ausnehmungen gebildet werden, die an der Innen- bzw. Außenfläche des Dichtringes
angebracht sind.
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Der Halteteil der Dichtung, der in die Ausnehmung eines der Lagerlaufringe
eingelegt wird, kann in an sich bekannter Weise mit einem Verstärkungsteil versehen
sein. Der der Dichtlippe am nächsten liegende Rand dieses Verstärkungsteiles kann
in ebenfalls an sich bekannter Weise mit federnden Zähnen versehen sein, die eine
Spreizung der Dichtlippe aus der normalen Dichtungsebene im ungespannten Zustand
der Dichtung bewirken. Ein derart ausgebildeter, ringförmiger Verstärkungsteil kann
auch mit dem Dichtungsmaterial verbunden sein, ohne eine Spreizung zu bewirken.
Es ist zweckmäßig, als Material dieser Verstärkung Metall oder Kunststoff zu verwenden.
Der Verstärkungsteil kann ferner mit Öffnungen versehen sein, um die Haftung des
gummielastischen Materials an der Verstärkung zu erhöhen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es ist dargestellt in F i g. 1 ein Schnitt
durch einen Dichtring ohne Verstärkungsmittel, wobei die erforderliche Stabilität
durch das Ringmaterial selbst herbeigeführt worden ist. Der Ring ist in der nicht
eingespannten Lage dargestellt; F i g. 2 stellt einen Schnitt durch denselben Ring
dar, der in ein Lager eingebaut und demzufolge gespannt ist; F i g. 3 bis 6 zeigen
Schnitte durch Lager mit vier verschiedenen Formen von Dichtungen für ein Gebrauchsbeispiel,
wo eine innere Dichtung erforderlich ist; F i g. 7 und 8 sind Ansichten von zwei
Formen von Dichtungen mit ringförmiger Verstärkung. Aus den F i g. 1 und 2 geht
hervor, daß die Dichtscheibe einen stärkeren Teil t besitzt, an den sich eine konzentrisch
verlaufende Zone 3 dünnen Querschnittes anschließt. Die Zone 3 geht in einen dikkeren
Teil 4 über, der in eine Dichtlippe 5 ausläuft. Ist die Dichtscheibe nicht eingespannt,
wie es in F i g. 1 dargestellt ist, so legt sich die Lippe 5 in eine Ebene, die
durch die gestrichelte Linie X angedeutet ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist keine Verstärkung aus Metall od.
dgl. vorgesehen. Der Halteteil der Dichtscheibe, der von dem stärkeren Teil t gebildet
wird, ist versteift ausgeführt, wobei jedoch die erforderliche Biegsamkeit durch
den dünnen Teil 3 herbeigeführt wird.
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Ist die Dichtscheibe in das Lager eingebaut, wie in F i g. 2 dargestellt,
wobei der Halteteil 2 der Dichtscheibe in die Ringnut 6 des äußeren Laufringes 7
eingreift, so wird die Dichtung infolge der Berührung der Lippe 5 an dem inneren
Laufring 8 leicht nach außen gebogen, so daß ihr Dichtende in eine Ebene
zurückgedrückt wird, welche in F i g. 1 durch die gestrichelte Linie Y angedeutet
ist. Hierdurch wird ein leichter elastischer Druck auf den inneren Laufring bewirkt,
der eine Dichtwirkung hervorruft, ohne daß ein nennenswertes Drehmoment auf das
Lager ausgeübt wird. Der dünne Teil 3 der Dichtscheibe bewirkt eine Verminderung
der axialen Spannungen, wenn die Lippe 5 von der Linie X in die Ebene der Linie
Y zurückbewegt wird. Hierdurch wird ein unerwünschter Dichtdruck vermieden. Durch
die Steifigkeit des Halteteiles der Dichtscheibe wird eine Verschiebung derselben
in dem unteren Bereich verhindert, so daß immer ein ausreichender Dichtdruck vorhanden
ist.
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In den Beispielen nach den F i g. 3 bis 6 ist eine Verstärkung des
Halteteiles durch Anordnung eines zusätzlichen Versteifungselementes vorgesehen.
Wie in F i g. 2, so sind auch in F i g. 3 der äußere und der innere Laufring mit
7 und 8 bezeichnet. Der äußere Laufring hat die Ausnehmung 6 für den Halteteil der
Dichtscheibe. Die Dichtscheiben, welche auf jeder Seite des Lagers angeordnet sind,
weisen einen ringförmigen Teil 11, der aus Gummi od. dgl. sein kann, sowie einen
Verstärkungsring 12 auf, welcher beispielsweise aus Metall besteht. Der Ring
12 hat eine ringförmige Wölbung 13. Er kann aber auch eine Reihe von radialen Riffelungen
oder Wellungen haben oder mit beiden Arten von Profilierungen versehen sein. Der
Gummiteil 11 und der Verstärkungsteil 12 sind an der Berührungsfläche miteinander
verbunden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Verstärkung 12 auf der
Oberfläche des Gummiteiles. Sie kann aber in anderen Fällen auch ganz in den Gummiteil
eingebettet sein.
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Der Gummiteil 11 der Dichtscheibe ist so ausgebildet, daß er
eine konzentrisch verlaufende Zone dünneren Querschnittes zwischen einer äußeren
Schulter 14 und einer inneren Schulter 15 aufweist. Die Dichtlippe 5 ist so ausgebildet,
daß sie, wenn die Dichtscheibe in das Lager eingesetzt ist, etwas nach außen gedrückt
wird und daher einen leichten Dichtdruck gegen den Laufring 8 ausübt. Der
Laufring 8
weist eine bogenförmige Ausnehmung auf, in welcher die Dichtlippe
5 anliegt, wobei aber stets nur Linienberührung zwischen der Dichtlippe und dem
Laufring besteht. Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 4 ist der Verstärkungsteil
12 an seiner Außenkante umgebördelt oder gebogen ausgeführt, derart, daß dieser
Teil in die Nut 6 hineinragt. Auch hier ist ein ringförmiger Teil 16 in dem
Gummi vorgesehen, welcher weniger stark ausgeführt ist und die erforderliche Biegsamkeit
der Dichtscheibe ergibt. Wie in der Zeichnung dargestellt, erstreckt sich die Verstärkung
12 in den dünneren Teil 16 der Dichtung hinein. Es ist aber auch möglich,
daß die Verstärkung nur in dem Gummiteil liegt, der mit voller Stärke ausgeführt
ist.
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In F i g. 5 ist ein mit einer Auswölbung versehener Verstärkungsteil
17 dargestellt, der dem Verstärkungsteil 12 in F i g. 3 gleicht, jedoch kürzer
ausgeführt ist. Der Gummiteil der Dichtscheibe besitzt wieder einen Teil
18 mit verhältnismäßig dünnem Querschnitt, der zwischen der inneren Schulter
19
und der dieser gegenüberliegenden Wölbung 20 liegt. Bei dem dargestellten
Beispiel und bis zu einem gewissen Grade auch bei dem Beispiel nach F i g. 3 ist
die der Dichtlippe am nächsten liegende Zone geringeren Querschnitts durch konzentrisch
zur Lagerachse liegende, radial gegeneinander versetzte Ausnehmungen gebildet, die
an der Innen- bzw. Außenfläche des Dichtringes angebracht sind. Wie
aus
der Zeichnung ersichtlich ist, liegt die innere Kante des Verstärkungsteiles 17
an der äußeren Randzone des Teiles 18 mit dünnerem Querschnitt.
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F i g. 6 zeigt eine Dichtscheibe, bei welcher der Verstärkungsteil
21 gerollt oder gekrümmt ausgeführt ist, so daß ein gebogener Teil 22 entsteht.
Ein Teil dieses Bogens grenzt an den Laufring 7 an. Auch in diesem Falle hat der
Gummiteil der Dichtscheibe eine dünnere, konzentrisch liegende Zone 23, welche die
notwendige Biegsamkeit der Dichtscheibe und ihre Federung in axialer Richtung sichert.
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Die in den F i g. 2 bis 6 dargestellten Dichtscheiben können selbstverständlich
auch so in ein Wälzlager eingesetzt werden, daß die Dichtlippe an einer Ausnehmung
des äußeren Laufringes anliegt.
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F i g. 7 zeigt eine der möglichen Formen einer ringförmigen Verstärkung,
welche Ausnehmungen 24 an der der Dichtlippe zugekehrten Randzone aufweist.
Die dazwischen stehengebliebenen Zähne 25 können eine leichte axiale Neigung gegen
die abzudichtende Kante haben, um so der Dichtscheibe eine größere Elastizität zu
geben.
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Die Verstärkung, die in F i g. 8 dargestellt ist, hat öffnungen 26
für den Durchtritt des Gummis.
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Die erfindungsgemäßen Dichtscheiben liegen normalerweise gänzlich
in dem Lager, wenn sie sich in der Dichtstellung befinden, so daß sie nicht mit
anderen Teilen des Lagers, die an einer Seite oder an einem Ende des Lagers angeordnet
sind, oder gegen ein Widerlager anstoßen. Sie können aber auch aus dem Lager, wenn
erforderlich, herausragen.
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Die erfindungsgemäße Dichtung kann auch zwischen einer rotierenden
Welle und ihrem Lager angeordnet sein, um den Austritt von Fett aus dem Lager oder
das Eindringen von Staub zu verhindern.