DE102012223903A1 - Seal for use in roller bearing for wind-power plant, has sealing region attached to surface of seal surface of bearing rings of rolling bearing, and sealing edge parts formed at corners of polygonal cross-sectional unit and ribs - Google Patents

Seal for use in roller bearing for wind-power plant, has sealing region attached to surface of seal surface of bearing rings of rolling bearing, and sealing edge parts formed at corners of polygonal cross-sectional unit and ribs Download PDF

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Andreas Bierlein
Jens Föcker
Christoph König
Alexej Krasnokutuskij
Benedikt Neugebauer
Peter Pohla
Markus Schneider
Stefan Trunk
Balaji Venkatesan
Philipp Weippert
Julia Weiss
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Abstract

The seal (1) has an annular body located in installation modes (19) that are formed in an annular section. A sealing region is attached to a surface of a seal surface (18) of bearing rings (11, 12) of a rolling bearing (10). The annular body comprises a polygonal cross-sectional unit and a surface along a circumferential direction. Rounded grooves are separated from each other. Ribs are arranged in the sealing region. Sealing edge parts (6) are formed at corners (5) of the polygonal cross-sectional unit and the ribs. The sealing edges are arranged at the annular body. The rolling bearing is made of hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für ein Wälzlager. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Wälzlager mit einer Dichtung, insbesondere ein Wälzlager für Windkraftanlagen.The invention relates to a seal for a rolling bearing. The invention further relates to a rolling bearing with a seal, in particular a rolling bearing for wind turbines.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Wälzlager werden oft gegenüber der Umgebung der Lagerstelle abgedichtet, einerseits um einen Austritt des verwendeten Schmiermittels, beispielsweise Öl oder Fett, zu unterbinden und andererseits um das Eindringen von Feuchtigkeit oder Schmutz zu verhindern. Rolling bearings are often sealed against the environment of the bearing, on the one hand to prevent leakage of the lubricant used, such as oil or grease, and on the other hand to prevent the ingress of moisture or dirt.

Zur Abdichtung eines Wälzlagers kommen „berührende Dichtungen“ oder „berührungslose Dichtungen“ zum Einsatz. Eine berührende Dichtung füllt den zwischen den gegeneinander bewegten Komponenten des Wälzlagers (bspw. Welle und Nabe oder Innenring und Außenring) gebildeten Lagerspalt vollständig aus und liegt an beiden Komponenten mit einer gewissen Vorspannung an. Berührende Dichtungen haben daher generell den Nachteil, dass sie der Relativbewegung der Lagerkomponenten einen Reibungswiderstand entgegensetzen, der den Leichtlauf des Wälzlagers oft spürbar beeinträchtigt. Bedingt durch die Reibung unterliegen berührende Dichtungen zudem einem hohen Verschleiß. To seal a rolling bearing, "contact seals" or "non-contact seals" are used. A contacting seal completely fills the bearing gap formed between the components of the roller bearing (eg shaft and hub or inner ring and outer ring) which move against one another and abuts against both components with a certain prestress. Contacting seals therefore generally have the disadvantage that they oppose the relative movement of the bearing components a frictional resistance, which often noticeably affects the smooth running of the rolling bearing. Due to the friction touching seals are also subject to high wear.

Deshalb werden alternativ berührungslose Dichtungen wie beispielsweise Labyrinthdichtungen eingesetzt. Bei diesen Dichtungen ist der zwischen den gegeneinander bewegten Komponenten des Wälzlagers gebildete Lagerspalt zu einem offenen Dichtspalt ausgebildet. Berührungslose Dichtungen haben häufig Konturen, durch die der Dichtspalt zur Verbesserung der Dichtwirkung in mehrere Kammern und/oder winklig aufeinander stehende Abschnitte gegliedert ist. Therefore, non-contact seals such as labyrinth seals are used alternatively. In these seals, the bearing gap formed between the mutually moving components of the rolling bearing is formed to an open sealing gap. Non-contact seals often have contours, by which the sealing gap is divided to improve the sealing effect in a plurality of chambers and / or angularly spaced sections.

Die Dichtwirkung von berührungslosen Dichtungen ist allerdings dennoch in der Regel geringer als die Dichtwirkung von berührenden Dichtungen. Dies liegt insbesondere daran, dass der Dichtspalt oft vergleichsweise groß dimensioniert werden muss, um Kollisionen zwischen den Komponenten des Wälzlagers und/oder zwischen den Dichtungskonturen, beispielsweise unter Wirkung von auf einen der Lagerringe einwirkenden Momenten auszuschließen.However, the sealing effect of non-contact seals is still generally lower than the sealing effect of contacting seals. This is due in particular to the fact that the sealing gap often has to be comparatively large in order to prevent collisions between the components of the rolling bearing and / or between the sealing contours, for example under the effect of moments acting on one of the bearing rings.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Dichtung für ein Wälzlager anzugeben. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager mit verbesserter Dichtung anzugeben.The invention has for its object to provide an improved seal for a rolling bearing. Furthermore, the invention has for its object to provide a rolling bearing with improved seal.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Dichtung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Hinsichtlich des Wälzlagers wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 6. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.With regard to the seal, this object is achieved according to the invention by the features of claim 1. With regard to the rolling bearing, the object is achieved by the features of claim 6. Advantageous and partly inventive embodiments and further developments of the invention are set forth in the dependent claims and the description below ,

Die erfindungsgemäße Dichtung umfasst einen Ringkörper, der mit einem ringförmigen Abschnitt seiner Oberfläche in einem bestimmungsgemäßen Einbauzustand einer Dichtfläche eines ersten Lagerrings des Wälzlagers zugewandt ist. Dieser Oberflächenabschnitt der Ringkörpers ist nachfolgend als „Dichtbereich“ bezeichnet. Die gegenüberliegende Dichtfläche des ersten Lagerrings ist nachfolgend als „erste Dichtfläche“ bezeichnet. The seal according to the invention comprises an annular body, which faces an annular portion of its surface in a designated installation state of a sealing surface of a first bearing ring of the rolling bearing. This surface portion of the ring body is hereinafter referred to as "sealing area". The opposite sealing surface of the first bearing ring is hereinafter referred to as "first sealing surface".

Erfindungsgemäß weist der Ringkörper der Dichtung in dem Dichtbereich einen polygonalen Querschnittsbereich (also mehrere entlang ausgeprägter Kanten winklig aufeinanderstoßende Flächenabschnitte) oder eine gerippte Oberfläche auf, wobei letztere durch mindestens zwei in Umfangsrichtung verlaufende Rippen gebildet ist, die durch konkav ausgerundete Rillen voneinander getrennt sind. Die (nach außen weisenden) Ecken des polygonalen Querschnittsbereichs bzw. die Rippen bilden jeweils eine (entlang des Dichtbereichs verlaufende) Dichtkante, die im Einbauzustand auf die gegenüberliegende (erste) Dichtfläche des ersten Lagerrings gerichtet ist. According to the invention, the annular body of the seal in the sealing region has a polygonal cross-sectional area (ie, several surface sections which meet at an angle along pronounced edges) or a ribbed surface, the latter being formed by at least two circumferentially extending ribs which are separated from one another by concavely rounded grooves. The (outwardly facing) corners of the polygonal cross-sectional area or the ribs each form a sealing edge (running along the sealing area), which in the installed state is directed onto the opposite (first) sealing surface of the first bearing ring.

Durch die mindestens zwei Dichtkanten wird die Dichtwirkung der Dichtung effektiv verbessert, indem sich eindringende Verunreinigungen oder austretendes Schmiermittel in dem Zwischenraum, der zwischen den zwei Dichtkanten und der ersten Dichtfläche gebildet ist, aufstauen.The sealing effect of the seal is effectively enhanced by the at least two sealing edges by accumulating penetrating contaminants or leaking lubricant in the space formed between the two sealing edges and the first sealing surface.

Bevorzugt sind die Winkelhalbierenden der (nach außen weisenden) Ecken des polygonalen Querschnittsbereichs oder die Rippen in einem Winkel zueinander ausgerichtet. Mit anderen Worten divergieren die Winkelhalbierenden, und damit die Ecken bzw. die Rippen strahlenförmig. Dadurch wird – insbesondere in Zusammenwirkung mit einer konkav ausgeformten ersten Dichtfläche – auf konstruktiv einfache Weise eine besonders gute Dichtwirkung erreicht.Preferably, the bisectors of the (outwardly facing) corners of the polygonal cross-sectional area or the ribs are aligned at an angle to each other. In other words, the bisectors, and thus the corners or the ribs diverge radially. This achieves a particularly good sealing effect in a structurally simple manner, in particular in cooperation with a concave first sealing surface.

In einer Ausführungsform sind die Dichtkanten insbesondere sternartig an dem Ringkörper angeordnet. „Sternartig“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Ringkörper mindestens zwei Sternzacken oder Sternstrahlen trägt, deren Freienden vorzugsweise spitz zulaufende Ecken aufweisen. In one embodiment, the sealing edges are arranged in particular like a star on the ring body. "Starry" means in this Connection, that the ring body carries at least two star-points or star beams whose free ends preferably have pointed corners.

Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Ecken oder die Rippen radialstrahlenförmig um den gesamten Ringkörper angeordnet sind. Der Querschnitt des Ringkörpers ist in diesem Fall symmetrisch ausgebildet, wobei die Ecken bzw. Rippen über den Umfang des Ringkörperquerschnitts verteilt sind und radial von dessen Umfang abstehen. In diesem Fall erstreckt sich der Dichtbereich somit über die gesamte Oberfläche des Ringkörpers. Die Dichtung kann in diesem Fall lose zwischen dem ersten Lagerring und einem zweiten Lagerring des Wälzlagers einliegen und sowohl gegenüber der ersten Dichtfläche des ersten Lagerrings als auch gegenüber einer zweiten Dichtfläche des zweiten Lagerrings dichtend wirken. In the context of the invention, it is conceivable that the corners or the ribs are arranged radially in radial form around the entire annular body. The cross section of the ring body is formed symmetrically in this case, wherein the corners or ribs are distributed over the circumference of the annular body cross section and project radially from the circumference. In this case, the sealing area thus extends over the entire surface of the annular body. The seal can in this case einliegen loosely between the first bearing ring and a second bearing ring of the bearing and sealingly against both the first sealing surface of the first bearing ring and against a second sealing surface of the second bearing ring.

Vorzugsweise ist die Dichtung in dem bestimmungsgemäßen Einbauzustand aber an dem zweiten Lagerring fest angebracht. Hierzu ist der Ringkörper in zweckmäßiger Ausführung der Dichtung in einen ersten Teilring und einen zweiten Teilring gegliedert. Der Dichtbereich, also derjenige Abschnitt der Oberfläche des Ringkörpers, der der ersten Dichtfläche des ersten Lagerrings zugewandt ist, ist hierbei an dem ersten Teilring ausgebildet. Der zweite Teilring ist dagegen als Befestigungselement ausgebildet und dient zur Befestigung des Ringkörpers an dem zweiten Lagerring des Wälzlagers.Preferably, however, the seal in the intended installation state is firmly attached to the second bearing ring. For this purpose, the ring body is articulated in a suitable embodiment of the seal in a first part ring and a second part ring. The sealing region, that is to say that section of the surface of the annular body which faces the first sealing surface of the first bearing ring, is in this case formed on the first partial ring. By contrast, the second partial ring is designed as a fastening element and serves for fastening the annular body to the second bearing ring of the rolling bearing.

Unter „Teilring“ wird hier und im Folgenden eine ringförmige Struktur des Ringkörpers verstanden, die sich durch abgesetzte Geometrie und/oder durch ein unterschiedliches Material von dem übrigen Ringkörper abhebt. Beispielsweise werden der erste Teilring und der zweite Teilring durch eine Einschnürung im Umfang des Ringkörpers getrennt. Der zweite Teilring kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise mit rundem oder polygonalem Querschnitt ausgeführt sein. The term "partial ring" is understood here and below to mean an annular structure of the annular body which is offset from the remainder of the annular body by the offset geometry and / or by a different material. For example, the first partial ring and the second partial ring are separated by a constriction in the circumference of the annular body. The second sub-ring can be carried out in the context of the invention, for example, with a round or polygonal cross-section.

Vorzugsweise ist die Dichtung im bestimmungsgemäßen Einbauzustand mittels des zweiten Teilrings verdrehfest lagerbar, so dass lediglich eine Relativbewegung zwischen dem ersten Teilring und der Dichtfläche des ersten Lagerrings möglich ist.Preferably, the seal in the intended installation state by means of the second part ring is rotatably mounted, so that only a relative movement between the first part ring and the sealing surface of the first bearing ring is possible.

In einer zweckmäßigen Ausführung der Dichtung ist der gesamte Ringkörper aus Kunststoff, insbesondere Gummi oder Elastomer, gefertigt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Teilring des Ringkörpers aus einem vergleichsweise weichen Kunststoff, insbesondere aus hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (nachfolgend kurz: HNBR) hergestellt. HNBR weist vorteilhafterweise eine hohe Beständigkeit gegen Chemikalien und Umwelteinflüsse auf, wie beispielsweise UV-Licht, und ist zudem durch einen besonders hohen elastischen Verformungsgrad gekennzeichnet. Der hohe elastische Verformungsgrad ermöglicht hierbei auf eine einfache Weise, dass die Dichtung bei einem Einsatz insbesondere bei großen Wälzlagern, beispielsweise von Windkraftanlagen, Stöße, beispielsweise aufgrund von Windböen, aufnehmen kann, ohne dass die Dichtkanten des ersten Teilrings beschädigt werden.In an expedient embodiment of the seal, the entire ring body is made of plastic, in particular rubber or elastomer. In a preferred embodiment, the first part ring of the ring body made of a relatively soft plastic, in particular hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (hereinafter abbreviated: HNBR). HNBR advantageously has a high resistance to chemicals and environmental influences, such as UV light, and is also characterized by a particularly high degree of elastic deformation. The high degree of elastic deformation allows this in a simple manner that the seal when used especially in large bearings, such as wind turbines, shocks, for example due to wind gusts, record without the sealing edges of the first part ring are damaged.

Zweckmäßigerweise ist der ggf. vorhandene zweite Teilring aus einem Gewebeblock, aus formstabilem Kunststoff oder aus Metall hergestellt, um die feste (insbesondere verdrehsichere) Montage an dem zweiten Lagerring zu erleichtern. Im Rahmen der Erfindung kann auch ein Spannring, bspw. aus Metall, in den – ansonsten aus Gewebe oder vergleichsweise weichem Kunststoff bestehenden – zweiten Teilring eingearbeitet sein.Conveniently, the possibly existing second sub-ring of a fabric block, made of dimensionally stable plastic or metal, to facilitate the solid (in particular torsion) mounting on the second bearing ring. In the context of the invention may also be a clamping ring, for example. Of metal, in the - otherwise made of fabric or comparatively soft plastic - second part ring incorporated.

Das erfindungsgemäße Wälzlager umfasst – wie vorstehend erwähnt – einen ersten Lagerring und einen zweiten Lagerring, wobei an dem ersten Lagerring eine erste Dichtfläche ausgebildet ist. Vorzugsweise ist dabei an dem zweiten Lagerring eine Dichtung der vorstehend beschriebenen Art derart befestigt, dass deren Dichtkanten der ersten Dichtfläche zugewandt sind. The rolling bearing according to the invention comprises - as mentioned above - a first bearing ring and a second bearing ring, wherein on the first bearing ring, a first sealing surface is formed. Preferably, a seal of the type described above is attached to the second bearing ring such that their sealing edges are facing the first sealing surface.

Bei dem Wälzlager handelt es sich insbesondere um ein Großlager, beispielsweise ein Kegelrollenlager, das zur Lagerung des Rotors einer Windkraftanlage eingesetzt wird und dabei zur Aufnahme von Momenten, die aufgrund von Windböen auftreten können, vorgesehen ist. Durch den Einsatz der vorstehend beschriebenen Dichtung kann auf einfache und effektive Weise die Dichtwirkung zwischen dem ersten und zweiten Lagerring verbessert werden.In particular, the rolling bearing is a large-scale bearing, for example a tapered roller bearing, which is used for supporting the rotor of a wind turbine and is thereby provided for receiving moments that may occur due to wind gusts. By using the seal described above, the sealing effect between the first and second bearing ring can be improved in a simple and effective manner.

Vorzugsweise ist die erste Dichtfläche konkav ausgeformt. Beispielsweise ist die Dichtfläche hierbei ausgerundet oder durch zwei in einem Winkel zueinander stehende Teilflächen gebildet, so dass an jeder Teilfläche mindestens eine der Dichtkanten der Dichtung anliegt.Preferably, the first sealing surface is concave. For example, the sealing surface is hereby rounded or formed by two mutually standing at an angle partial surfaces, so that at least one of the sealing edges of the seal rests on each partial surface.

Bevorzugt ist die erste Dichtfläche als Nut ausgebildet, in die der erste Teilring der Dichtung hineinragt. In diesem Fall weist die Dichtung vorteilhafterweise mindestens drei Dichtkanten auf, die derart zueinander ausgerichtet sind, dass jeweils eine Dichtkante auf jeweils eine Seitenwand der Nut und den Nutgrund, eine Dichtwirkung ausübt. Durch die Nut wird vorteilhafterweise die Dichtwirkung weiter erhöht, da der in die Nut hineinragende erste Teilring des Ringkörpers zusammen mit der Nut eine Art Labyrinthdichtung, also eine Verzahnung von Dichtung und Dichtfläche bildet.Preferably, the first sealing surface is formed as a groove, into which protrudes the first partial ring of the seal. In this case, the seal advantageously has at least three sealing edges, which are aligned with each other such that in each case a sealing edge exerts on each one side wall of the groove and the groove bottom, a sealing effect. Through the groove, the sealing effect is advantageously further increased, since the protruding into the groove first partial ring of the annular body together with the groove forms a kind of labyrinth seal, so a toothing of seal and sealing surface.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform überschreitet wenigstens eine der Dichtkanten ein Einbaumaß der Dichtung, das der ersten Dichtfläche zugeordnet ist, mit einem geringfügigen Übermaß. Bevorzugt überschreiten alle Dichtkanten das Einbaumaß. Unter „Einbaumaß“ wird hier und im Folgenden dasjenige Maß verstanden, das die Dichtung aufweisen muss, damit diese in eingebautem Zustand gerade mit der Dichtfläche in Kontakt steht. In a particularly advantageous embodiment, at least one of the sealing edges exceeds a mounting dimension of the seal, which is associated with the first sealing surface, with a slight oversize. Preferably, all sealing edges exceed the installation dimension. The term "installation dimension" is understood here and below to mean the dimension that the seal must have, so that it is in contact with the sealing surface in the installed state.

Infolge der Übermaßfertigung liegt die Dichtung mit der entsprechenden Kante im neuen (auch ursprünglichen oder ungenutzten) Zustand, d.h. unmittelbar nach dem ersten Einbau der Dichtung in dem Wälzlager und vor Aufnahme der Nutzung des Wälzlagers, unter elastischer Vorspannung an der ersten Dichtfläche an. Dieser Zustand des Wälzlagers ist auch als „Erstmontagezustand“ bezeichnet. As a result of oversize production, the seal with the corresponding edge is in the new (also original or unused) state, i. immediately after the first installation of the seal in the rolling bearing and before the start of the use of the rolling bearing, under elastic bias on the first sealing surface. This state of the rolling bearing is also referred to as "initial mounting state".

In dem bestimmungsgemäßem Betriebszustand (eingelaufener Zustand) des Wälzlagers ist dagegen vorteilhafterweise die oder jede Ecke oder Rippe, deren Dichtkante im neuen Zustand der Dichtung das Einbaumaß überschreitet, durch (Material-)Abrieb verkürzt, so dass das Übermaß auf das Einbaumaß reduziert ist oder dass zwischen der Dichtkante und der ersten Dichtfläche ein Dichtspalt gebildet ist. By contrast, in the intended operating state (run-in state) of the rolling bearing, the or each corner or rib whose sealing edge in the new state of the seal exceeds the installation dimension, shortened by (material) abrasion, so that the excess is reduced to the installation dimension or that between the sealing edge and the first sealing surface, a sealing gap is formed.

In dem Ermontagezustand des Wälzlagers bildet die Dichtung somit eine berührende Dichtung. Im eingelaufenen Zustand handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Dichtung dagegen vorzugsweise, aufgrund des Abriebs der oder jeder Dichtkante, um eine berührungslose Dichtung. Aufgrund der mehreren Dichtkanten, die durch die Rippen oder die Ecken gebildet sind, und zwischen denen mindestens eine kammerartige Verbreiterung des Dichtspalts gebildet ist, hat die erfindungsgemäße Dichtung auch im eingelaufenen Zustand eine hohe Dichtwirkung, die mit einem geringem Reibungswiderstand einhergeht.In the Ermontagezustand of the rolling bearing, the seal thus forms a contacting seal. By contrast, in the run-in state, the seal according to the invention is preferably, due to the abrasion of the or each sealing edge, a non-contact seal. Due to the plurality of sealing edges, which are formed by the ribs or the corners, and between which at least one chamber-like widening of the sealing gap is formed, the seal according to the invention has a high sealing effect even in the run-in state, which is associated with a low frictional resistance.

Die Dichtung ist insbesondere derart ausgelegt, dass sich der bestimmungsgemäße Betriebszustand (eingelaufene Zustand) nach einer auf die Erstmontage des Wälzlagers folgenden Einlaufphase einstellt. Durch den bestimmungsgemäßen Abrieb der oder jeder Dichtkante während der Einlaufphase wird im Vergleich zu herkömmlichen berührungslosen Dichtungen ein besonders schmaler Dichtspalt oder minimaler Kontakt zwischen der jeweiligen Dichtkante und der ersten Dichtfläche erreicht. Somit ist die Dichtwirkung besonders hoch. Ferner passen sich die Dichtung und damit der Dichtspalt automatisch auf die Dichtfläche des Wälzlagers an. Aufgrund dieses automatischen Einlaufs der oder jeder Dichtkante ist es möglich, insbesondere die Dichtung und/oder den Bereich der ersten Dichtfläche des Wälzlagers mit vergleichsweise großen Toleranzen zu fertigen, so dass die Herstellung der Dichtung und des Wälzlagers besonders kostengünstig ist. Außerdem wird durch die Fertigung des ersten Teilrings der Dichtung aus HNBR erreicht, dass die Dichtung auch bei einer Verschiebung der beiden Lagerringe zueinander (beispielsweise durch ein Moment aufgrund einer Windböe) nicht beschädigt wird und insbesondere der geringe Kontakt oder Dichtspalt erhalten bleibt. In particular, the seal is designed in such a way that the intended operating state (run-in state) is established after a run-in phase following the initial assembly of the rolling bearing. Due to the intended abrasion of the or each sealing edge during the running-in phase, a particularly narrow sealing gap or minimal contact between the respective sealing edge and the first sealing surface is achieved in comparison with conventional non-contact seals. Thus, the sealing effect is particularly high. Furthermore, the seal and thus the sealing gap automatically adapt to the sealing surface of the rolling bearing. Due to this automatic inlet of the or each sealing edge, it is possible to manufacture in particular the seal and / or the region of the first sealing surface of the rolling bearing with comparatively large tolerances, so that the production of the seal and the rolling bearing is particularly cost. In addition, the manufacture of the first partial ring of the HNBR seal ensures that the seal is not damaged even when the two bearing rings are displaced relative to each other (for example due to a momentum due to a gust of wind) and, in particular, the small contact or sealing gap is maintained.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing. Show:

1 bis 4 in einem Querschnitt vier alternative Ausführungsbeispiele einer Dichtung, 1 to 4 in a cross section four alternative embodiments of a seal,

5 in einem Querschnitt ein Wälzlager mit einer Dichtung gemäß 5 in a cross section of a rolling bearing with a seal according to

1 in bestimmungsgemäßem Erstmontagezustand, 1 in the intended initial installation condition,

6 in vergrößerter Ansicht V gemäß 4 das Wälzlager und die Dichtung in einem bestimmungsgemäßen Betriebszustand (eingelaufenen Zustand), und 6 in an enlarged view V according to 4 the rolling bearing and the seal in a normal operating condition (run-in state), and

7 u. 8 zwei alternative Ausführungsbeispiele des Wälzlagers mit der Dichtung im Erstmontagezustand. 7 u. 8th two alternative embodiments of the rolling bearing with the seal in Erstmontagezustand.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are always provided with the same reference numerals in all figures.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

In 1 ist eine Dichtung 1 dargestellt, die durch einen Ringkörper gebildet ist. Die Dichtung 1 weist dabei einen ersten Teilring 2 und einen zweiten Teilring 3 auf. Der erste Teilring 2 ist bzgl. einer Rotationsachse 4 der Dichtung 1 radial innenseitig angeordnet. Der erste Teilring 2 ist mit polygonalem, fünfeckigem Querschnitt ausgebildet, wobei drei Ecken 5 des polygonalen Querschnitts jeweils eine Dichtkante 6 bilden. In 1 is a seal 1 represented, which is formed by a ring body. The seal 1 has a first partial ring 2 and a second sub-ring 3 on. The first part ring 2 is regarding a rotation axis 4 the seal 1 arranged radially inside. The first part ring 2 is formed with a polygonal, pentagonal cross-section, with three corners 5 of the polygonal cross-section each have a sealing edge 6 form.

Der zweite Teilring 3 ist im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet und an den ersten Teilring 2 angesetzt. Der zweite Teilring 3 ist hierbei als Befestigungselement zur verdrehfesten Halterung der Dichtung 1 beispielsweise an einem Lagerring eines Wälzlagers vorgesehen. The second part ring 3 is rectangular in cross section and to the first part ring 2 stated. The second part ring 3 is here as a fastener for rotationally fixed mounting of the seal 1 for example, provided on a bearing ring of a rolling bearing.

Der Teilring 2 ist aus HNBR gefertigt, so dass dieser eine besonders hohe Elastizität aufweist. Der Teilring 3 ist aus blockförmig gestapeltem und gepresstem Gewebe gefertigt.The partial ring 2 is made of HNBR, so that it has a particularly high elasticity. The partial ring 3 is made of block-shaped stacked and pressed fabric.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Dichtung 1 gemäß 2 ist der polygonale Querschnitt des ersten Teilrings 2 sternartig mit vier spitz zulaufenden (Stern-)Zacken ausgebildet. Die die Dichtkanten 6 bildenden, nach außen gewandten Ecken 5 entsprechen hierbei jeweils den Spitzen der Zacken des sternartigen Querschnitts.In an alternative embodiment of the seal 1 according to 2 is the polygonal Cross section of the first part ring 2 star-shaped with four pointed (star) spikes. The sealing edges 6 forming, outwardly facing corners 5 in each case correspond to the tips of the teeth of the star-like cross section.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Dichtung 1, dargestellt in 3, weist der erste Teilring 2 drei in Umfangsrichtung des Ringkörpers verlaufende Rippen 7 auf. Die Rippen 7 sind jeweils durch ausgerundete Rillen 8 voneinander getrennt. Jede Rippe 7 bildet dabei jeweils eine der Dichtkanten 6.According to a further embodiment of the seal 1 represented in 3 , points the first part ring 2 three ribs extending in the circumferential direction of the annular body 7 on. Ribs 7 are each by rounded grooves 8th separated from each other. Every rib 7 in each case forms one of the sealing edges 6 ,

In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel gemäß 4 sind sieben fingerförmige Rippen 7 an dem ersten Teilring 2 angeordnet. Durch die Anordnung der Rippen 7 und die im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 größere Anzahl der Rippen 7 liegen stets mehrere der Dichtkanten 6 an einer parallel oder senkrecht zu der Rotationsachse 4 verlaufenden Dichtfläche an.In a further alternative embodiment according to 4 are seven finger-shaped ribs 7 at the first part ring 2 arranged. By the arrangement of the ribs 7 and in comparison to the embodiment according to 3 larger number of ribs 7 There are always several of the sealing edges 6 at a parallel or perpendicular to the axis of rotation 4 extending sealing surface.

Die Dichtkanten 6 der Ausführungsbeispiele der 1 bis 4 sind jeweils in unterschiedlichen Winkeln zu einem Mittelpunkt 9 des Querschnitts des ersten Teilrings 2 ausgerichtet. Mit anderen Worten weisen die Ecken 5 des Fünfecks, die Zacken und die Rippen 7 jeweils in unterschiedlichen Richtungen. Dadurch kann die Dichtung 1 an einer konkaven Dichtfläche, beispielsweise einer Rille, oder einem Absatz, eine mehrseitige Dichtwirkung entfalten.The sealing edges 6 the embodiments of the 1 to 4 are each at different angles to a center 9 of the cross section of the first partial ring 2 aligned. In other words, the corners point 5 the pentagon, the spikes and the ribs 7 each in different directions. This can make the seal 1 at a concave sealing surface, such as a groove, or a paragraph, develop a multi-sided sealing effect.

In 5 ist ein Wälzlager 10 in Schnittdarstellung gezeigt. Das Wälzlager 10 umfasst als ersten Lagerring einen Innenring 11 und als zweiten Lagerring einen Außenring 12. Zwischen dem Innenring 11 und dem Außenring 12 sind als Wälzkörper Kegelrollen 13 angeordnet. Des Weiteren umfasst das Wälzlager 10 einen Dichtungsträgerring 14, in dem radial innenseitig eine Montagenut 15 eingeformt ist. In der Montagenut 15 ist die Dichtung 1 (gemäß 1) mit ihrem zweiten Teilring 3 eingelegt. Durch eine Rückhalteplatte 16, die die Montagenut 15 axial abschließt, wird der Teilring 3 in der Montagenut 15 verklemmt und somit verdrehfest gehaltert. In Gegenüberstellung zu der Montagenut 15 ist in dem Innenring 11 eine (Dicht-)Nut 17 eingeformt, deren Seitenwände und Nutgrund eine U-förmige (erste) Dichtfläche 18 bilden. In dieser Nut 17 liegt der Teilring 2 der Dichtung 1 derart in einem Erstmontagezustand 19 (also bei neuer, unbenutzter Dichtung 1) ein, dass jede Dichtkante 6 mit der Dichtfläche 18 in Kontakt steht.In 5 is a rolling bearing 10 shown in section. The rolling bearing 10 comprises as the first bearing ring an inner ring 11 and as a second bearing ring an outer ring 12 , Between the inner ring 11 and the outer ring 12 are tapered rollers as rolling elements 13 arranged. Furthermore, the rolling bearing includes 10 a seal carrier ring 14 , in which radially inside a mounting groove 15 is formed. In the assembly groove 15 is the seal 1 (according to 1 ) with her second subring 3 inserted. Through a retaining plate 16 that the montagenut 15 axially terminates, the sub-ring 3 in the mounting groove 15 jammed and thus held against rotation. In contrast to the mounting groove 15 is in the inner ring 11 a (sealing) groove 17 molded, whose side walls and groove bottom a U-shaped (first) sealing surface 18 form. In this groove 17 is the partial ring 2 the seal 1 such in a Erstmontagezustand 19 (ie new, unused seal 1 ) one that each sealing edge 6 with the sealing surface 18 in contact.

Die Ecken 5 der Dichtung 1 sind dabei derart ausgeformt, dass sie in dem Erstmontagezustand 19 die Abmessungen der Nut 17, d.h. deren Breite und Tiefe, mit einem geringfügigen Übermaß überschreiten. Die Abmessungen der Nut 17 stellen dabei die Einbaumaße der Dichtung 1 bzgl. der Dichtfläche 18 dar. Mit anderen Worten liegen die Ecken 5 und damit die Dichtkanten 6 in dem Erstmontagezustand 19 an der Dichtfläche 18 unter Vorspannung an und werden dadurch geringfügig deformiert. The corners 5 the seal 1 are formed such that they in the Erstmontagezustand 19 the dimensions of the groove 17 , ie their width and depth, exceed with a slight excess. The dimensions of the groove 17 make the installation dimensions of the seal 1 regarding the sealing surface 18 in other words are the corners 5 and thus the sealing edges 6 in the initial installation state 19 at the sealing surface 18 under bias and are thereby slightly deformed.

In einem bestimmungsgemäßem Betriebszustand 20 (dargestellt in 6) des Wälzlagers 10, der sich nach einer Einlaufphase des Wälzlagers 10 des Innenrings 11 gegenüber dem Außenring 12 einstellt, sind die Ecken 5 bzw. die Dichtkanten 6 der Dichtung 1 durch Abrieb derart verkürzt, dass zwischen jeder Dichtkante 6 und der Dichtfläche 18 bzw. der Nut 17 ein Dichtspalt 21 gebildet ist. Der Dichtspalt 21 ermöglicht eine berührungslose Abdichtung des Wälzlagers 10 und somit besonders geringe Reibungsverluste durch die Dichtung 1. Kammerartige Zwischenräume 22 zwischen den Dichtkanten 6 dienen dabei als Sammelraum für ein Schmiermittel, so dass aufgrund des wechselnden Strömungsquerschnitts für das Schmiermittel eine hohe Dichtwirkung nach dem Prinzip einer Rillendichtung erreicht wird. Zudem stellt sich der Dichtspalt 21 durch den Abrieb der Dichtkanten 6 besonders klein ein. In a normal operating condition 20 (shown in 6 ) of the rolling bearing 10 , after a running-in phase of the rolling bearing 10 of the inner ring 11 opposite the outer ring 12 are the corners 5 or the sealing edges 6 the seal 1 shortened by abrasion such that between each sealing edge 6 and the sealing surface 18 or the groove 17 a sealing gap 21 is formed. The sealing gap 21 allows contactless sealing of the rolling bearing 10 and thus particularly low friction losses through the seal 1 , Chamber-like spaces 22 between the sealing edges 6 serve as a collecting space for a lubricant, so that due to the changing flow cross section for the lubricant, a high sealing effect is achieved according to the principle of a groove seal. In addition, the sealing gap arises 21 by the abrasion of the sealing edges 6 especially small.

In einem weiteren optionalen Ausführungsbeispiel des Wälzlagers 10 gemäß 7 ist die Nut 17 durch einen Absatz im Innenring 12 gebildet, der in Axialrichtung durch einen Montagering 23 verschlossen ist. Eine der Dichtkanten 6 liegt dabei an dem Montagering 23 an.In a further optional embodiment of the rolling bearing 10 according to 7 is the groove 17 through a heel in the inner ring 12 formed in the axial direction by a mounting ring 23 is closed. One of the sealing edges 6 lies on the mounting ring 23 at.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel des Wälzlagers 10, dargestellt in 8, ist die Dichtfläche 18 an einem Dichtabsatz 24 ausgebildet, der an dem Innenring 12 ausgeformt ist. Hierbei liegen lediglich zwei Dichtkanten 6 an der Dichtfläche 18 an. Dieses Ausführungsbeispiel dient einer besonders einfachen Montage der Dichtung 1 an dem Wälzlager 10.According to an alternative embodiment of the rolling bearing 10 represented in 8th , is the sealing surface 18 on a sealing paragraph 24 formed on the inner ring 12 is formed. Here are only two sealing edges 6 at the sealing surface 18 at. This embodiment serves a particularly simple assembly of the seal 1 at the rolling bearing 10 ,

Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.The object of the invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other embodiments of the invention may be derived by those skilled in the art from the foregoing description. In particular, the individual features of the invention described with reference to the various exemplary embodiments and their design variants can also be combined with one another in a different manner.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Dichtung poetry
22
Teilring partial ring
33
Teilring partial ring
44
Rotationsachse axis of rotation
55
Ecke corner
66
Dichtkante sealing edge
77
Rippe rib
88th
Rille groove
99
Mittelpunkt Focus
1010
Wälzlager roller bearing
1111
Innenring inner ring
1212
Außenring outer ring
1313
Kegelrolle Tapered roller
1414
Dichtungsträgerring Seal carrier ring
1515
Montagenut mounting groove
1616
Rückhalteplatte Retaining plate
1717
(Dicht-)Nut (Sealing) groove
1818
Dichtfläche sealing surface
1919
Erstmontagezustand Erstmontagezustand
2020
Betriebszustand operating condition
2121
Dichtspalt sealing gap
2222
Zwischenraum gap
2323
Montagering mounting ring
2424
Dichtabsatz sealing paragraph

Claims (9)

Dichtung (1) für ein Wälzlager (10), mit einem Ringkörper, der im bestimmungsgemäßen Einbauzustand (19, 20) in einem als Dichtbereich wirkenden ringförmigen Abschnitt seiner Oberfläche einer ersten Dichtfläche (18) eines ersten Lagerrings (11, 12) des Wälzlagers (10) zugewandt ist, wobei der Ringkörper in diesem Dichtbereich einen polygonalen Querschnitt oder eine Oberfläche mit mindestens zwei in Umfangsrichtung verlaufenden, durch ausgerundete Rillen (8) voneinander getrennten Rippen (7) aufweist, wobei durch die Ecken (5) des polygonalen Querschnitts bzw. durch die Rippen (7) jeweils eine Dichtkante (6) gebildet ist.Poetry ( 1 ) for a rolling bearing ( 10 ), with a ring body, which in the intended installation state ( 19 . 20 ) in an annular section of its surface acting as a sealing region of a first sealing surface ( 18 ) of a first bearing ring ( 11 . 12 ) of the rolling bearing ( 10 is facing, wherein the annular body in this sealing region has a polygonal cross-section or a surface with at least two circumferentially extending, by recessed grooves ( 8th ) separate ribs ( 7 ), whereby through the corners ( 5 ) of the polygonal cross-section or by the ribs ( 7 ) each have a sealing edge ( 6 ) is formed. Dichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Winkelhalbierenden der Ecken (5) oder die Rippen (7) in einem Winkel zueinander ausgerichtet sind.Poetry ( 1 ) according to claim 1, wherein the bisectors of the corners ( 5 ) or the ribs ( 7 ) are aligned at an angle to each other. Dichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dichtkanten (6) sternartig an dem Ringkörper angeordnet sind.Poetry ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the sealing edges ( 6 ) are arranged star-like on the ring body. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Ringkörper einen ersten Teilring (2) und einen zweiten Teilring (3) aufweist, wobei der Dichtbereich an dem ersten Teilring (2) ausgebildet ist, und wobei der zweite Teilring (3) als Befestigungselement zur Befestigung des Ringkörpers an einem zweiten Lagerring (11, 12) des Wälzlagers (10) ausgebildet ist. Poetry ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the annular body has a first partial ring ( 2 ) and a second sub-ring ( 3 ), wherein the sealing area on the first partial ring ( 2 ), and wherein the second partial ring ( 3 ) as a fastening element for fastening the annular body to a second bearing ring ( 11 . 12 ) of the rolling bearing ( 10 ) is trained. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Ringkörper zumindest in dem Umfangsabschnitt, der im bestimmungsgemäßen Einbauzustand (19, 20) der ersten Dichtfläche (18) des ersten Lagerrings (11, 12) des Wälzlagers (10) zugewandt ist, aus hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk gefertigt ist. Poetry ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the annular body at least in the peripheral portion, in the intended installation state ( 19 . 20 ) of the first sealing surface ( 18 ) of the first bearing ring ( 11 . 12 ) of the rolling bearing ( 10 ) is made of hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber. Wälzlager (10), mit einem ersten Lagerring (11, 12) und mit einem zweiten Lagerring (11, 12), wobei an dem ersten Lagerring (11, 12) eine erste Dichtfläche (18) ausgebildet ist, wobei eine Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 derart an dem zweiten Lagerring (11, 12) angeordnet ist, dass die Dichtkanten (6) der Dichtung (1) der ersten Dichtfläche (18) zugewandt sind. Roller bearing ( 10 ), with a first bearing ring ( 11 . 12 ) and with a second bearing ring ( 11 . 12 ), wherein on the first bearing ring ( 11 . 12 ) a first sealing surface ( 18 ) is formed, wherein a seal ( 1 ) according to one of claims 1 to 5 on the second bearing ring ( 11 . 12 ) is arranged, that the sealing edges ( 6 ) of the seal ( 1 ) of the first sealing surface ( 18 ) are facing. Wälzlager (10) nach Anspruch 6, wobei die erste Dichtfläche (18) konkav ausgebildet ist.Roller bearing ( 10 ) according to claim 6, wherein the first sealing surface ( 18 ) is concave. Wälzlager (10) nach Anspruch 7, wobei die erste Dichtfläche (18) als Nut (17) ausgebildet ist, in die der erste Teilring (2) der Dichtung (1) hineinragt.Roller bearing ( 10 ) according to claim 7, wherein the first sealing surface ( 18 ) as a groove ( 17 ) is formed, in which the first partial ring ( 2 ) of the seal ( 1 ) protrudes. Wälzlager (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei mindestens eine der Dichtkanten (6) im neuen Zustand der Dichtung (1) das der ersten Dichtfläche (18) zugeordnete Einbaumaß der Dichtung (1) mit einem geringfügigen Übermaß überschreitet, und wobei die diese Dichtkante (6) bildende Ecke (5) oder Rippe (7) im bestimmungsgemäßen Betriebszustand (20) durch Abrieb derart verkürzt ist, dass das Übermaß auf das Einbaumaß reduziert ist, oder dass zwischen der Dichtkante (6) und der Dichtfläche (18) ein Dichtspalt (21) gebildet ist.Roller bearing ( 10 ) according to one of claims 6 to 8, wherein at least one of the sealing edges ( 6 ) in the new state of the seal ( 1 ) that of the first sealing surface ( 18 ) assigned dimension of the seal ( 1 ) with a slight excess, and wherein this sealing edge ( 6 ) forming corner ( 5 ) or rib ( 7 ) in the intended operating condition ( 20 ) is shortened by abrasion such that the excess is reduced to the installation dimension, or that between the sealing edge ( 6 ) and the sealing surface ( 18 ) a sealing gap ( 21 ) is formed.
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