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Title:
SEALING ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/095454
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sealing arrangement (1) for sealing off a first component (2a) with respect to a second component (2b) that is rotatable relative to the first component (2a), comprising a first seal (3a) arranged on the first component (2a) and a second seal (3b) arranged on the second component (2b), wherein the first seal (3a) has at least one opening (6) for passage of air, at least in a sealing chamber (8) formed spatially between the two seals (3a, 3b), wherein an at least partially permeable fabric element (7) is arranged on the at least one opening (6), wherein the fabric element (7) is provided to at least partially expand upon contact with water and thereby to completely seal off the at least one opening (6).

Inventors:
BRÄHLER SIMON (DE)
KAISER ANDREAS (DE)
HÄPP ALEXANDER (DE)
SCHÄFER MARC-ANDRÉ (DE)
Application Number:
PCT/DE2017/100714
Publication Date:
May 31, 2018
Filing Date:
August 24, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16J15/06; F16C33/72; F16C33/78; F16J15/16; F16J15/324; F16J15/3264; F16J15/3284
Foreign References:
JP2005121164A2005-05-12
DE112006001211T52008-04-17
DE102009050215A12011-05-12
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Claims:
Patentansprüche

1 . Dichtungsanordnung (1 ) zur Abdichtung eines ersten Bauteils (2a) gegenüber einem relativ dazu drehbaren zweiten Bauteil (2b), umfassend eine an dem ersten Bauteil (2a) angeordnete erste Dichtung (3a) und eine an dem zweiten Bauteil (2b) angeordnete zweite Dichtung (3b), wobei die erste Dichtung (3a) mindestens eine Aussparung (6) zur Luftdurchführung zumindest in einem räumlich zwischen den beiden Dichtungen (3a, 3b) ausgebildeten Dichtungsraum (8) aufweist, wobei an der mindestens einen Aussparung (6) ein zumindest teilweise durchlässiges Gewebeele- ment (7) angeordnet ist, wobei das Gewebeelement (7) dazu vorgesehen ist, bei einem Wasserkontakt zumindest teilweise zu expandieren und dadurch die mindestens eine Aussparung (6) vollständig abzudichten.

2. Dichtungsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebeelement (7) aus einem Quellgewebegitter mit Gitteröffnungen ausgebildet ist, wobei das Quellgewebegitter durch Wasseraufnahme aufquillt und die Gitteröffnungen vollständig verschließt.

3. Dichtungsanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebeelement (7) aus Hanfgewebe ausgebildet ist.

4. Dichtungsanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebeelement (7) stoffschlüssig mit der ersten Dichtung (3a) verbunden ist.

5. Dichtungselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebeelement (7) formschlüssig mit der ersten Dichtung (3a) verbunden ist.

6. Dichtungsanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung (3a) ein Trägerelement (4a) und ein Dichtungselement (5a) aufweist, wobei zumindest das Trägerelement (4a) der ersten Dichtung (3a) an dem ersten Bauteil (2a) angeordnet ist.

7. Dichtungsanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtung (3b) zumindest ein Trägerelement (4a) und optional ein Dichtungselement (5a) aufweist, wobei das Trägerelement (4a) der zweiten Dichtung (3b) an dem zweiten Bauteil (2b) angeordnet ist und das Dichtungselement (5a) der ersten Dichtung (3a) an dem Trägerelement (4b) der zweiten Dichtung (3b) dichtend zur Anlage kommt.

8. Dichtungsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung (3a) als mehrlippige Dichtung ausgebildet ist.

9. Radlager für ein Fahrzeug mit einer Dichtungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Verwendung einer Dichtungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Radlager für ein Fahrzeug.

Description:
Dichtungsanordnung

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines ersten Bauteils gegenüber einem relativ dazu drehbaren zweiten Bauteil. Insbesondere betrifft die Er- findung eine Dichtungsanordnung für ein Wälzlager.

Die Abdichtung eines Wälzlagers gegenüber Umwelteinflüssen ist bei vielen Anwendungen notwendig, um eine ausreichende Lebensdauer des Wälzlagers sicherzustellen. Beispielsweise ist es bei Radlagern für Fahrzeuge unabdingbar, die in den Radbefestigungen angeordneten Wälzlager gegenüber Spritzwasser und anderen Verschmutzungen im täglichen Einsatz zu sichern. Üblicherweise werden für diesen Zweck berührende Dichtungen eingesetzt, welche zum Beispiel in der Bauform von Kassettendichtungen bekannt sind, die in die Wälzlager als Dichtungssatz eingesetzt werden können. In den Kassettendichtungen sind meist ein bis zwei in axialer Rich- tung und ein bis zwei in radialer Richtung berührend anliegende Dichtungslippen positioniert.

Aus der DE 10 2009 050 215 A1 geht ein Dichtungsring zur Abdichtung eines Wälzraumes eines Wälzlagers hervor. Der Dichtungsring weist ein zur Befestigung an ei- nem ersten Lagerteil vorgesehenes, ein elastisches Teil haltendes Trägerteil auf. Der Dichtungsring ist mittels einer radialen oder axialen Dichtlippe am elastischen Teil zur Abdichtung des Wälzraumes zwischen dem ersten Lagerteil und einem zum ersten Lagerteil relativ drehbaren zweiten Lagerteil oder zwischen dem ersten Lagerteil und einem anderen an das zweite Lagerteil befestigten, relativ zum ersten Lagerteil be- wegbaren Bauteil vorgesehen. Die Dichtlippe ist dazu vorgesehen mit dem zweiten Lagerteil oder mit dem Bauteil einen Spalt zu bilden. Ferner weist die Dichtlippe eine Ringnut zur Ausbildung eines den Spalt schließenden Schmiermittelringes auf.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dichtungsanordnung wei- terzuentwickeln.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines ersten Bauteils gegenüber einem relativ dazu drehbaren zweiten Bauteil umfasst eine an dem ersten Bauteil angeordnete erste Dichtung und eine an dem zweiten Bauteil angeordnete zweite Dichtung, wobei die erste Dichtung mindestens eine Aussparung zur Luftdurchführung zumindest in einem räumlich zwischen den beiden Dichtungen ausgebildeten Dichtungsraum aufweist, wobei an der mindestens einen Aussparung ein zumindest teilweise durchlässiges Gewebeelement angeordnet ist, wobei das Gewebeelement dazu vorgesehen ist, bei einem Wasserkontakt zumindest teilweise zu expandieren und dadurch die mindestens eine Aussparung vollständig abzudichten. Insbesondere erfolgt die Verwendung der Dichtungsanordnung in einem Radlager für ein Fahrzeug.

Mit anderen Worten bilden die beiden Dichtungen einen Dichtungsraum aus, der über die mindestens eine Aussparung mit der Umgebung verbunden wird. Ferner wird nicht nur der Dichtungsraum mit der Umgebung verbunden, sondern auch ein Lagerinnenraum, der zwischen zwei Wälzkörperreihen des Radlagers ausgebildet ist. Durch die mindestens eine Aussparung ist ein Ausgleich von Unterdruck oder Überdruck in dem Lagerinnenraum gegenüber dem Umgebungsdruck möglich, da die Luft aus dem La- gerinnenraum entweichen kann beziehungsweise in den Lagerinnenraum einströmen kann. Dadurch wird eine Entlüftung zum Druckausgleich im Radlager realisiert. Insbesondere kann auch in mindestens einem Lagerring des Radlagers mindestens eine Aussparung zur Luftdurchführung vorgesehen sein, wobei an der mindestens einen Aussparung das zumindest teilweise durchlässige Gewebeelement angeordnet ist, wobei das Gewebeelement dazu vorgesehen ist, bei einem Wasserkontakt zumindest teilweise zu expandieren und dadurch die mindestens eine Aussparung vollständig abzudichten.

Somit kann sichergestellt werden, dass die Dichtungen, die dazu vorgesehen sind, den Lagerinnenraum abzudichten, über die geplante Lebenszeit des Radlagers funktionieren und nicht frühzeitig ausfallen. Insbesondere werden durch den Druckausgleich über die mindestens eine Aussparung eine Erhöhung des Reibwertes der Radlageranordnung und ein damit verbundener erhöhter Verschleiß vermieden. Die mindestens eine Aussparung ist mit dem zumindest teilweise durchlässigen Gewebeelement abgedeckt. Unter zumindest teilweise durchlässig ist zu verstehen, dass das Gewebeelement eine Luftdurchführung in einem trockenen Zustand erlaubt.

Demgegenüber expandiert das Gewebeelement in einem nassen Zustand und verhindert dadurch die Durchführung von Luft, Wasser und Schmutz. Unter dem Begriff Wasser ist allgemein eine Flüssigkeit zu verstehen. Im Gegensatz zu einer Membran wirkt das Gewebeelement als adaptiver Filter.

Vorzugsweise ist das Gewebeelement aus einem Quellgewebegitter mit Gitteröffnun- gen ausgebildet, wobei das Quellgewebegitter durch Wasseraufnahme aufquillt und die Gitteröffnungen vollständig verschließt. Eine Dicke des Gewebeelements kann anwendungsspezifisch ausgelegt werden, um einen Durchgangswiderstand der Luft anzupassen. Insbesondere kann dadurch ein bestimmter Luftdruck im Radlager eingestellt werden. Ferner sind auch die jeweiligen Gitteröffnungen variabel einstellbar. Je größer die Gitteröffnungen sind, umso höher ist die Luftdurchlässigkeit im trockenen Zustand des Gewebeelements. Bevorzugt ist das Gewebeelement aus Hanfgewebe ausgebildet.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Gewebeelement stoffschlüs- sig mit der ersten Dichtung verbunden. Beispielsweise kann das Gewebeelement mit der ersten Dichtung verklebt werden. Alternativ oder zusätzlich ist das Gewebeelement formschlüssig mit der ersten Dichtung verbunden. Insbesondere ist an der ersten Dichtung eine Einfassung zur Aufnahme des Gewebeelements vorgesehen. Bevorzugt weist die erste Dichtung ein Trägerelement und ein Dichtungselement auf, wobei zumindest das Trägerelement der ersten Dichtung an dem ersten Bauteil angeordnet ist. Ferner bevorzugt weist die zweite Dichtung zumindest ein Trägerelement und optional ein Dichtungselement auf, wobei das Trägerelement der zweiten Dichtung an dem zweiten Bauteil angeordnet ist und das Dichtungselement der ersten Dichtung an dem Trägerelement der zweiten Dichtung dichtend zur Anlage kommt. Das jeweilige Dichtungselement ist insbesondere aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus einem Elastomer ausgebildet. Ferner weist das jeweilige Trägerelement eine höhere Festigkeit und Steifigkeit auf als das jeweilige Dichtungselement. Beispielsweise ist das jeweilige Trägerelement aus einem metallischen Blech ausge- bildet. Insbesondere ist das jeweilige Trägerelement mit dem jeweiligen Dichtungselement umspritzt.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die erste Dichtung als mehrlip- pige Dichtung ausgebildet ist. Bevorzugt werden in Fahrzeugen dreilippige Dichtungen eingesetzt. Ferner ist es aber auch möglich die erste Dichtung als einlippige Dichtung auszubilden. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch denkbar an der Dichtungsanordnung ein Schleuderblech einzusetzen, welches zusätzlichen Schutz vor Wasser, Schmutz und Staub gewährleistet.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Hierbei zeigt

Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gemäß einem ers- ten Ausführungsbeispiel, und

Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Gemäß den Figuren 1 und 2 weist eine jeweilige erfindungsgemäße Dichtungsanordnung 1 zur Abdichtung eines ersten Bauteils 2a gegenüber einem relativ dazu drehbaren zweiten Bauteil 2b eine an dem ersten Bauteil 2a angeordnete erste Dichtung 3a und eine an dem zweiten Bauteil 2b angeordnete zweite Dichtung 3b auf. Das erste Bauteil 2a ist als Außenring eines - hier nicht dargestellten - Radlagers ausgebildet, wobei das zweite Bauteil als Innenring des Radlagers ausgebildet ist. Die erste Dichtung 3a ist als mehrlippige Dichtung ausgebildet. Ferner besteht die erste Dichtung 3a aus einem Trägerelement 4a und einem Dichtungselement 5a, wobei das Trägerele- ment 4a der ersten Dichtung 3a an dem ersten Bauteil 2a angeordnet ist. Des Weiteren ist das Trägerelement 4a der ersten Dichtung 3a von dem Dichtungselement 5a der ersten Dichtung 3a im Wesentlichen umgeben, wobei das Dichtungselement 5a der ersten Dichtung 3a teilweise an dem ersten Bauteil 2a zur Anlage kommt. Demgegenüber besteht die zweite Dichtung 3b aus einem Trägerelement 4b, wobei das Trägerelement 4b der zweiten Dichtung 3b an dem zweiten Bauteil 2b angeordnet ist. Das Dichtungselement 5a der ersten Dichtung 3a kommt an dem Trägerelement 4b der zweiten Dichtung 3b dichtend zur Anlage.

Gemäß Figur 1 weist die erste Dichtung 3a eine Aussparung 6 zur Luftdurchführung einem räumlich zwischen den beiden Dichtungen 3a, 3b ausgebildeten Dichtungs- räum 8 auf. Dabei erstreckt sich die Aussparung 6 sowohl durch das Trägerelement 4a als auch durch das Dichtungselement 5a der ersten Dichtung 3a. Die Aussparung 6 ist mit einem zumindest teilweise durchlässigen Gewebeelement 7, das im Dichtungsraum 8 angeordnet und mit dem Trägerelement 4a der ersten Dichtung 3a ver- bunden ist, abgedeckt.

Nach Figur 2 weist die erste Dichtung 3a eine Aussparung 6 zur Luftdurchführung in einem räumlich zwischen den beiden Dichtungen 3a, 3b ausgebildeten Dichtungsraum 8 auf. Die Aussparung 6 erstreckt sich sowohl durch das Trägerelement 4a als auch durch das Dichtungselement 5a der ersten Dichtung 3a. Ferner ist das Trägerelement 4a der ersten Dichtung 3a derart gebogen, dass zwischen zwei Schenkel des Trägerelements 4a der ersten Dichtung 3a eine Einfassung ausgebildet wird. In der Einfassung ist ein zumindest teilweise durchlässiges Gewebeelement 7 angeordnet, das die Aussparung 6 vollständig abgedeckt. Mithin ist das Gewebeelement 7 formschlüssig mit der ersten Dichtung 3a verbunden.

Das jeweilige Gewebeelement 7 gemäß den Figuren 1 und 2 ist dazu vorgesehen, bei einem Wasserkontakt zumindest teilweise zu expandieren und dadurch die Aussparung 6 vollständig abzudichten. Das jeweilige Gewebeelement 7 erlaubt in einem tro- ckenen Zustand eine Luftdurchführung, wobei in einem nassen Zustand des jeweiligen Gewebeelements 7 weder Luft noch Wasser durch das jeweilige Gewebeelement 7 dringen können. Das jeweilige Gewebeelement 7 ist aus einem Quellgewebegitter mit Gitteröffnungen ausgebildet, wobei das Quellgewebegitter durch Wasseraufnahme aufquillt und die Gitteröffnungen vollständig und somit luftdicht und wasserdicht ver- schließt. Ferner ist das jeweilige Gewebeelement 7 aus Hanfgewebe ausgebildet.

Bezugszeichenliste

1 Dichtungsanordnung

2a, 2b Bauteil

3a, 3b Dichtung

4a, 4b Trägerelement

5a, 5b Dichtungselement

6 Aussparung

7 Gewebeelement

8 Dichtungsraum