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Dokumentenidentifikation DE102005062891B3 30.08.2007
Titel Lageranordnung
Anmelder AB SKF, Göteborg/Gotenburg, SE
Erfinder Wendt, Volker, 97421 Schweinfurt, DE
Vertreter Gosdin, M., Dipl.-Ing.Univ. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 97422 Schweinfurt
DE-Anmeldedatum 29.12.2005
DE-Aktenzeichen 102005062891
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.08.2007
IPC-Hauptklasse F16C 33/76(2006.01)A, F, I, 20051229, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16C 33/78(2006.01)A, L, I, 20051229, B, H, DE   D06F 37/02(2006.01)A, L, I, 20051229, B, H, DE   D06F 37/26(2006.01)A, L, I, 20051229, B, H, DE   F16J 15/32(2006.01)A, L, I, 20051229, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (1), die mindestens ein Lager (2) aufweist, das mit einem axial neben dem Lager (2) angeordneten Dichtungselement (3) verbunden ist oder an dieses angrenzt, wobei das Dichtungselement (3) zumindest eine Radialwellendichtung (4) aufweist. Um eine verbesserte Dichtwirkung insbesondere beim Einsatz der Lageranordnung bei der Lagerung des Laugenbehälters einer Waschmaschine zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass radial außerhalb der Radialwellendichtung (4) ein Aufnahmeraum (5) angeordnet ist, der von einer Begrenzungsfläche (6) begrenzt wird, wobei am vom Lager (2) entfernten axialen Ende der Begrenzungsfläche (6) eine ringförmig umlaufende, radial vorspringende Abtropfkante (7) angeordnet ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, die mindestens ein Lager aufweist, das mit einem axial neben dem Lager angeordneten Dichtungselement verbunden ist oder an dieses angrenzt, wobei das Dichtungselement zumindest eine Radialwellendichtung aufweist.

Lageranordnungen dieser Art werden beispielsweise bei Waschmaschinen eingesetzt, um deren Laugenbehälter zu lagern. Die Laugenflüssigkeit, die sich beim Waschen im Laugenbehälter befindet, ist relativ aggressiv und greift die Dichtungsanordnung an, die zur Abdichtung des Lagers und der gesamten Vorrichtung benötigt wird. Die Folge ist eine schnellere Alterung der Radialwellendichtung, was die Lebensdauer der Lageranordnung entsprechend herabsetzt.

Um diesen Nachteil zu verhindern bzw. zumindest zu reduzieren, ist es aus der DE 103 42 254 B3 bekannt, bei der Lagerung des Laugenbehälters einer Waschmaschine vorzusehen, dass ein Teil des Laugenbehälterbodens aus einem laugenbeständigen Kunststoff besteht, wobei ein Teil einer Vorabschirmung und der genannte Teil des Laugenbehälterbodens einstückig mittels Spritzgießen hergestellt sind.

Die DE 103 42 262 B3 offenbart eine Lösung, bei der eine Vorabschirmung einen einen Wellenzapfen umgebenden Umlaufring mit V- oder U-förmigem, nach außen geöffneten Querschnitt aufweist.

Die genannten Lösungen zeichnen sich dadurch aus, dass eine Ableitrinne vor der Dichtung vorgesehen ist, die am Laugenbehälter der Waschmaschine ablaufendes Wasser von der Dichtung fernhalten soll.

Weitere Dichtungssysteme zur Abdichtung von zwei relativ zueinander verdrehbaren Maschinenelementen sind beispielsweise aus der DE 101 33 892 A1 und aus der DE 44 22 853 A1 bekannt.

Die vorbekannten Maßnahmen eignen sich dazu, einen besseren Schutz der Dichtungsteile vor Waschlauge zu erreichen. Allerdings reicht die damit erzielbare Dichtwirkung in einigen Fällen noch nicht aus, um zuverlässig einen Schutz der Dichtungsanordnung vor Lauge sicherzustellen. Insbesondere kann mit den vorbekannten Lösungen nicht verhindert werden, dass auch an der Aufhängung des Laugenbehälters Laugenwasser auf die Dichtung zuläuft. Dabei erfolgt ein Laugenwasserzutritt vom Laugenbehälterflansch her.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine weiter verbesserte Abschirmung der Dichtung vor Lauge sichergestellt wird, was im Ergebnis zu einer weiteren Steigerung der Haltbarkeit und Effektivität der Dichtungsanordnung führen soll.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb der Radialwellendichtung ein Aufnahmeraum angeordnet ist, der von einer Begrenzungsfläche begrenzt wird, wobei am vom Lager entfernten axialen Ende der Begrenzungsfläche eine ringförmig umlaufende, radial vorspringende Abtropfkante angeordnet ist, wobei neben der Radialwellendichtung und vom Lager entfernt angeordnet ein ringförmig ausgebildetes Leitelement angeordnet ist, das in den Aufnahmeraum axial hineinragt, und wobei das Leitelement in seinem axialen, dem Lager zugewandten Endbereich eine ringförmig umlaufende, radial nach innen vorspringende Abtropfkante aufweist.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Begrenzungsfläche des Aufnahmeraums sich vom Lager aus radial erweiternd als Kegelfläche ausgebildet ist, die den Aufnahmeraum nach außen begrenzt, wobei am axialen Ende der kegelförmigen Begrenzungsfläche die ringförmig umlaufende, radial nach innen vorspringende Abtropfkante angeordnet ist.

Die Abtropfkante ist im Radialschnitt bevorzugt nasenförmig ausgebildet. Weiterhin ist sie in ihrem Endbereich mit Vorteil scharfkantig ausgebildet.

Durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer Abtropfkante kann eintretende Lauge sehr viel besser als bisher gezielt an Stellen geleitet und dort abgegeben werden, die für ein Ab- bzw. Rückführen der Lauge besonders gut geeignet sind. Es ist damit möglich, die Dichtungsanordnung und/oder Lagerung verbessert vor dem Eintritt von Lauge zu schützen und damit die Leben- bzw. Gebrauchsdauer dieser Teile zu erhöhen.

Dabei hat es sich besonders bewährt, wenn das Leitelement in seinem axial in den Aufnahmeraum hineinragenden Bereich zumindest abschnittsweise kegelförmig ausgebildet ist, wobei sich der kegelförmige Bereich zum Lager zu radial erweitert. Für die am Leitelement angeordnete Abtropfkante gilt vorzugsweise dieselbe Ausbildung, wie oben erwähnt.

Das Leitelement kann in seinem axialen, dem Lager zugewandten Endbereich einen sich radial nach außen erstreckenden flanschartigen Abschnitt aufweisen. Es besteht bevorzugt aus Kunststoff oder Blech.

Mit dieser Ausgestaltung ist eine weiter verbesserte und gezieltere Ableitung von Lauge möglich.

Der radial außerhalb der Radialwellendichtung angeordnete Aufnahmeraum wird weiterbildungsgemäß nach innen von einer Begrenzungsfläche begrenzt, die an ihrem vom Lager entfernten Ende eine ringförmig umlaufende, radial nach außen vorspringende Abtropfkante aufweist. Auch für diese Abtropfkante gilt bevorzugt das oben Gesagte. Die an der den Aufnahmeraum nach innen begrenzenden Begrenzungsfläche angeordnete Abtropfkante ist dabei bevorzugt axial vom Lager weiter beabstandet als die am Leitelement angeordnete Abtropfkante. Damit kann eine kaskadenförmig wirkende Abführung von eintretender Lauge erzielt werden, was die Dichtwirkung weiter verbessert.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Radialwellendichtung von einem Halteelement gehalten wird, in das der Aufnahmeraum eingearbeitet ist. Dabei kann das Halteelement in seinem vom Lager entfernten axialen Endbereich einen sich radial nach außen erstreckenden flanschartigen Abschnitt aufweisen. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass das Halteelement in seinem vom Lager entfernten axialen Endbereich einen sich axial vom Lager weg erstreckenden rohrförmigen Abschnitt aufweist. Das Halteelement weist bevorzugt an seinem dem Lager zugewandten axialen Ende einen Vorsprung auf, der zum Einschnappen in eine Ringnut im Außenring des Lagers ausgebildet ist. Damit kann eine sehr einfache Montage der Bauteile erreicht werden. Dies wird begünstigt, wenn das Halteelement aus Elastomer- oder Gummimaterial besteht.

Das Lager ist vorzugsweise ein Wälzlager, insbesondere ein Rillenkugellager.

Die Lageranordnung ist besonders bevorzugt Bestandteil der Lagerung des Laugenbehälters einer Waschmaschine.

Mit dem Erfindungsvorschlag wird eine gezielte und sichere Führung des Laugenwassers möglich, das in den Dichtungsbereich vorgedrungen ist. Die hierfür erfindungswesentlich vorgesehenen Abtropfkanten ermöglichen die genaue Definition der Stellen, an denen angesammeltes Wasser abläuft.

Damit kann die Dichtung und das Lager besser vor Lauge geschützt bzw. von ihr isoliert werden. Die Versprödung des Dichtungsmaterials und dessen Alterungsprozess ist damit verlangsamt, was die Lebensdauer erhöht.

Ferner wird eine Montageerleichterung erreicht, da eine Einheit bestehend aus Lager, Dichtung und Lagervorspannung geschaffen werden kann.

Kostensparend wirkt es sich auch aus, dass eine Vulkanisation von Dichtungen mit großen Durchmessern durch einen relativ kleinen Standard-Radialwellendichtring ersetzt werden kann. Dies vereinfacht auch die Ersatzteilbeschaffung im Falle einer Reparatur.

Wenngleich die vorgeschlagene Lageranordnung sich besonders in Waschmaschinen bewährt hat, kann sie auch für andere Anwendungen eingesetzt werden, um einen verbesserten Schutz vor aggressiven Medien zu erreichen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

1 einen Radialschnitt einer Lageranordnung, die ein Lager und eine Dichtungsanordnung aufweist, die zur Lagerung des Laugenbehälters einer Waschmaschine eingesetzt wird,

2 eine zu 1 ähnliche Ausführung der Lageranordnung in deren eingebautem Zustand und in geschnittener perspektivischer Ansicht und

3 den Radialschnitt der Ausführungsform gemäß 2.

In 1 ist eine Lageranordnung 1 zu sehen, die ein Rillenkugellager 2 aufweist, neben dem ein Dichtungselement 3 angeordnet ist. Das Dichtungselement 3 weist ein Halteelement 13 auf, das aus Kunststoff besteht und eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Radialwellendichtung 4 aufweist. Die Radialwellendichtung ist klassisch oder nach Kundenwunsch ausgeführt, so dass weitergehende Ausführungen hierzu entbehrlich sind.

Das Halteelement 13 hat auf der linken Seite einen nasenförmigen, radial umlaufenden Vorsprung 15, der so ausgeformt ist, dass er in eine Ringnut 16 eingreifen kann, die in den Außenring 17 des Lagers 2 eingepasst ist. Hierdurch wird das Halteelement 13 so mit dem Lager 2 verbunden, dass eine Einheit entsteht. Zwecks Erzeugung einer Vorspannung, ist ein Federelement 18 in Form zweier Tellerfedern zwischen dem Lagerinnenring und dem Halteelement 13 angeordnet.

In das Halteelement 13 ist ein Aufnahmeraum 5 eingearbeitet, der durch eine radial äußere Begrenzungsfläche 6 und durch eine radial innere Begrenzungsfläche 11 begrenzt wird. Die radial äußere Begrenzungsfläche ist konisch ausgebildet, wobei der Kegelwinkel zwischen 5° und 30° beträgt. Die radial innere Begrenzungsfläche 11 ist zunächst ebenfalls konisch ausgebildet, sie geht dann jedoch in einen zylindrischen Abschnitt über.

Der sich radial erstreckende Bereich zwischen der äußeren Begrenzungsfläche 6 und der zylindrisch verlaufenden inneren Begrenzungsfläche 11 ist als Anlagefläche für ein Montagewerkzeug ausgebildet. Die genaue Ausbildung der Kontur zwischen der äußeren und inneren Begrenzungsfläche 6 bzw. 11 kann so erfolgen, dass sich für das Halteelement eine weitgehend konstante Wandstärke ergibt.

Um das gezielte Abfließen von Lauge zu bewerkstelligen, ist an dem vom Lager 2 entfernten axialen Ende der äußeren Begrenzungsfläche 6 eine ringförmig bzw. radial umlaufende, radial vorspringende Abtropfkante 7 angeordnet. Diese im Radialschnitt nasenförmige Spitze kann auch – wie im Ausführungsbeispiel – einen gewissen Winkel zur radialen Richtung einschließen; im Ausführungsbeispiel weist die Spitze etwas nach rechts.

Das Halteelement 13 weist im rechten axialen Endbereich einen flanschartigen Abschnitt 14 auf, der zur Ableitung von Lauge dient, die in den Aufnahmeraum 5 eingedrungen ist und aus diesem abgeleitet werden soll.

Das gezielte Ableiten evtl. in den Aufnahmeraum 5 eingedrungener Lauge wird durch ein Leitelement 8 verbessert, das als ringförmiges Element ausgeführt und axial neben dem Halteelement 13 angesetzt ist. Das Leitelement 8 hat einen flanschartigen Abschnitt 10 in seinem linken axialen Endbereich, wobei in diesem Endbereich auch eine weitere Abtropfkante 9 angeordnet ist, die radial nach innen weist, wobei dies auch wieder die Anordnung unter einem gewissen Winkel zur radialen Richtung einschließt.

Der Aufnahmeraum 5 und namentlich dessen innere Begrenzungsfläche 11 wird nach rechts ebenfalls durch eine Abtropfkante 12 begrenzt, die radial nach außen weist, wobei auch dies wieder die Anordnung unter einem gewissen Winkel zur radialen Richtung einschließt.

Wie der Darstellung in 1 entnommen werden kann, folgen die drei Abtropfkanten 9, 12 und 7 in dieser Reihenfolge in axialer Richtung von links nach rechts. Das bedeutet, dass gegebenenfalls in den Aufnahmeraum eingedrungene Lauge kaskadenartig vom Dichtungseintritt 19 über die Abtropfkante 12 auf das Leitelement 8 und über dessen Abtropfkante 9 in den radial äußeren Bereich des Aufnahmeraums 5 gefördert wird, von wo aus die Lauge entlang der kegeligen Begrenzungsfläche 6 zur Abtropfkante 7 gefördert wird, um von dort abzutropfen und nach rechts außen infolge der Zentrifugalkraft im Betrieb weggeschleudert zu werden; der flanschartige Abschnitt 14 unterstützt dies.

Es sei angemerkt, dass nicht alle Abtropfkanten 7, 9, 12 erforderlich sind, um ein gezieltes Abführen der Lauge sicherzustellen; hierfür reicht bereits eine der Abtropfkanten aus. Ebenfalls ist keinesfalls zwingend das Leitelement 8 erforderlich. Die Anordnung kann beispielsweise bereits dann erfolgreich arbeiten, wenn nur die Abtropfkante 7 vorgesehen wird. Die Lauge sammelt sich dann dort und fließt gezielt aus dem Aufnahmeraum 5 ab.

In den 2 und 3 ist die Einbausituation einer Lageranordnung 1 in der Waschmaschine skizziert. Die Lageranordnung 1 wird von einer Welle 20getragen, wobei die Radialwellendichtung 4 an einem Anlaufring oder Laufring 21 anläuft, der auch als Leitelement 8 fungiert. Das Leitelement 8 ist hier jedoch im Vergleich mit der Lösung gemäß 1 stark verkürzt ausgebildet. Der Anlaufring oder Laufring 21 ist mit einer statischen Dichtung 22 aus elastomerem oder Gummimaterial gegen die Welle 20 statisch abgedichtet.

Der Laufring 21 und das Leitelement 8 sind hier also einstückig ausgebildet, also als ein Bauteil ausgeführt. Ferner hat hier das Leitelement 8 keine Abtropfkante. Der radial außenliegende Bereich des Leitelements 8 erstreckt sich nur über eine kurze radiale Erstreckung flanschartig nach außen.

Das Halteelement 13 weist auch hier einen flanschartigen Abschnitt 14 im rechten axialen Endbereich auf. Dort ist am Übergang von der äußeren Begrenzungsfläche 6 zum flanschartigen Abschnitt 14 die Abtropfkante 7 vorgesehen.

Am Halteelement 13 sind in Verlängerung der inneren Begrenzungsfläche 11 zwei Abtropfkanten 12 und 23 vorgesehen, wobei die eine, nämlich die Abtropfkante 12, schräg nach außen und die andere, nämlich die Abtropfkante 23, schräg nach innen weist.

Die oben genannten Abtropfkanten 7, 9, 12, 23 ragen bevorzugt mindestens 0,25 bis 3 Millimeter aus der jeweiligen Grundkontur des Bauteils 13, 8 heraus, wobei insbesondere eine Größe von 0,4 bis 1,0 mm in Betracht kommt, um eine hinreichende Größe und eine einfache Entformung der entsprechend spritzgegossenen Kunststoffteile zu gewährleisten.

Zur statischen Abdichtung des Halteelements 13 gegenüber einem Gehäuseteil 24 ist in einem sich radial erstreckendem Spalt eine O-Ring-Dichtung 25 angeordnet. Es ist genauso aber auch möglich, an dieser Stelle eine Dichtwirkung durch beispielsweise ein angespritztes 2-Komponenten-Dichtelement zu erzielen.

1
Lageranordnung
2
Lager
3
Dichtungselement
4
Radialwellendichtung
5
Aufnahmeraum
6
äußere Begrenzungsfläche
7
Abtropfkante
8
Leitelement
9
Abtropfkante
10
flanschartiger Abschnitt
11
innere Begrenzungsfläche
12
Abtropfkante
13
Halteelement
14
flanschartiger Abschnitt
15
Vorsprung
16
Ringnut
17
Außenring des Lagers
18
Federelement
19
Dichtungseintritt
20
Welle
21
Laufring/Anlaufring
22
statische Dichtung
23
Abtropfkante
24
Gehäuseteil
25
O-Ring-Dichtung


Anspruch[de]
Lageranordnung (1), die mindestens ein Lager (2) aufweist, das mit einem axial neben dem Lager (2) angeordneten Dichtungselement (3) verbunden ist oder an dieses angrenzt, wobei das Dichtungselement (3) zumindest eine Radialwellendichtung (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb der Radialwellendichtung (4) ein Aufnahmeraum (5) angeordnet ist, der von einer Begrenzungsfläche (6) begrenzt wird, wobei am vom Lager (2) entfernten axialen Ende der Begrenzungsfläche (6) eine ringförmig umlaufende, vorspringende Abtropfkante (7) angeordnet ist, wobei neben der Radialwellendichtung (4) und vom Lager (2) entfernt angeordnet ein ringförmig ausgebildetes Leitelement (8) angeordnet ist, das in den Aufnahmeraum (5) axial hineinragt, und wobei das Leitelement (8) in seinem axialen, dem Lager (2) zugewandten Endbereich eine ringförmig umlaufende, radial nach innen vorspringende Abtropfkante (9) aufweist. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsfläche (6) des Aufnahmeraums (5) sich vom Lager (2) aus radial erweiternd als Kegelfläche ausgebildet ist, die den Aufnahmeraum (5) nach außen begrenzt, wobei am axialen Ende der kegelförmigen Begrenzungsfläche (6) die ringförmig umlaufende, radial nach innen vorspringende Abtropfkante (7) angeordnet ist. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtropfkante (7) im Radialschnitt nasenförmig ausgebildet ist. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtropfkante (7) in ihrem Endbereich scharfkantig ausgebildet ist. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (8) in seinem axial in den Aufnahmeraum (5) hineinragenden Bereich zumindest abschnittsweise kegelförmig ausgebildet ist, wobei sich der kegelförmige Bereich zum Lager (2) hin radial erweitert. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (8) in seinem axialen, dem Lager (2) zugewandten Endbereich einen sich radial nach außen erstreckenden flanschartigen Abschnitt (10) aufweist. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der radial außerhalb der Radiaiwellendichtung (4) angeordnete Aufnahmeraum (5) nach innen von einer Begrenzungsfläche (11) begrenzt wird, die an ihrem vom Lager (2) entfernten Ende mindestens eine ringförmig umlaufende, radial nach außen vorspringende Abtropfkante (12) aufweist. Lageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die an der den Aufnahmeraum (5) nach innen begrenzenden Begrenzungsfläche (11) angeordnete Abtropfkante (12) axial vom Lager (2) weiter beabstandet ist als die am Leitelement (8) angeordnete Abtropfkante (9). Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialwellendichtung (4) von einem Halteelement (13) gehalten wird, in das der Aufnahmeraum (5) eingearbeitet ist. Lageranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (13) in seinem vom Lager (2) entfernten axialen Endbereich einen sich radial nach außen erstreckenden flanschartigen Abschnitt (14) aufweist. Lageranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (13) in seinem vom Lager (2) entfernten axialen Endbereich einen sich axial vom Lager (1) weg erstreckenden rohrförmigen Abschnitt aufweist. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (13) an seinem dem Lager (2) zugewandten axialen Ende einen Vorsprung (15) aufweist, der zum Einschnappen in eine Ringnut (16) im Außenring (17) des Lagers (2) ausgebildet ist. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (13) aus Elastomer- oder Gummimaterial besteht. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (2) ein Wälzlager ist. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bestandteil der Lagerung des Laugenbehälters einer Waschmaschine ist.






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