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Dokumentenidentifikation DE69407011T2 30.04.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0644345
Titel Verfahren zur Herstellung einer Dichtung für Wälzlager, Dichtung für Wälzlager und mit einer solchen Dichtung versehenes Wälzlager
Anmelder SKF Industrial Trading & Development Co. B.V., Nieuwegein, NL
Erfinder Tadic, Vendran Andelo, NL-3921 AA Elst, NL;
Bras, Johan Christian Marinus, NL-4196 AZ Tricht, NL
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner, 80801 München
DE-Aktenzeichen 69407011
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 02.09.1994
EP-Aktenzeichen 942025164
EP-Offenlegungsdatum 22.03.1995
EP date of grant 26.11.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse F16C 33/78
IPC-Nebenklasse B29C 71/04   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtung mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Dichtabschnitt, wobei eine Dichtung aus einem thermoplastischen polymerhaltigen Material gebildet wird, welches unter dem Einfluß einer Strahlung vernetzt wird, wobei die Bestrahlung des ersten und zweiten Abschnitts unterschiedlich ist.

Ein solches Verfahren ist aus der DE 2 654 931 bekannt. Diese Veröffentlichung beschreibt ein Verfahren zum Vernetzen elastischer Polymerverbundmaterialien für Dichtungen für pneumatische oder hydraulische Zwecke wie auch als Dichtungen für Wellen. Die Aufgabe besteht darin, Dichtungen mit verringertem Reibungsbeiwert zu schaffen, während verschiedene andere Eigenschaften, wie die Härte, gleichermaßen modifiziert werden können.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zur Herstellung polymerhaltiger Dichtungen fur Wälzelementlager zu schaffen.

Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine Dichtung für ein Wälzlager ist, bei dem der erste Abschnitt in einem Ausmaß vernetzt wird, daß er einen formbeständigen Abschnitt vorsieht, und bei dem der zweite Abschnitt in einem Ausmaß vernetzt wird, daß er einen dichtenden elastischen Abschnitt vorsieht.

Als Ergebnis kann eine Dichtung aus thermoplastischen polymerhaltigen Materialien in leichter und wirksamer Art und Weise hergestellt werden, wobei das Vernetzen unter dem Einfluß einer Strahlung die Eigenschaften des Materials so anpaßt, daß die Dichtung bei Benutzung nahe oder oberhalb des Schmelzpunktes des thermoplastischen Polymers besser geeignet ist. Eine aus thermoplastischem polymerhaltigem Material gebildete Dichtung, die durch Strahlung vernetzt ist, behält ihre Form beim Gebrauch in einem Wälzlager nahe oder oberhalb des Schmelzpunkts des ursprünglichen thermoplastischen Polymers bei und wird lediglich mechanischen Abrieb zeigen.

Eine bevorzugte Ausführungsart des Verfahrens verwendet ionisierende Strahlung und insbesondere β-Strahlung.

Dies ist eine wirksame Art und Weise, um ein Vernetzen des polymeren Materials herbeizuführen.

Ein Vernetzen der verschiedenen Abschnitte der vorgeformten Dichtung in unterschiedlichem Ausmaß kann vorteilhafterweise durch Anpassen der Strahlungsintensität und/oder -dauer ausgeführt werden.

Durch Vernetzen der verschiedenen Abschnitte der vorgeformten Dichtung in unterschiedlichem Ausmaß werden deren Eigenschaften, wie Steifigkeit, der Funktion des besonderen Abschnitts angepaßt. Beim Herstellen einer Dichtung mit einem dichtenden elastischen und einem formbeständigen Abschnitt fördert die Vernetzung eine gute Haftung zwischen den jeweiligen Abschnitten.

Es ist möglich, die Dichtung durch Spritzgießen herzustellen. Dies erlaubt, die erfindungsgemäßen Dichtungen wirtschaftlich herzustellen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsart ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgießen in einem einzigen Schritt durchgeführt wird.

Erfindungsgemä(3e Dichtungen können durch Spritzgießen in einem einzigen Schritt hergestellt werden, wodurch eine sehr gute Verbindung zwischen dem dichtenden elastischen Abschnitt und dem formbeständigen Abschnitt der Dichtung erreicht wird.

Eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe polymerhaltige Material für eine Dichtung verwendet wird, die einen dicbtenden elastischen Abschnitt und einen formbeständigen Abschnitt besitzt.

Dies trägt zu einer optimalen Verbindung zwischen dem dichtenden elastischen und dem formbeständigen Abschnitt der Dichtung bei.

Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform bildet der formbeständige Abschnitt gleichzeitig einen Käfig oder einen Käfigabschnitt. Eine solche Ausführungsform trägt zu einem einfacheren Zusammenbau eines Wälzlagers mit der Dichtung bei. Darüber hinaus ist wegen des geringeren Verschleißes die Gebrauchsdauer länger und das Dichtverhalten besser.

Eine andere Verwirklichung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß Additive, insbesondere Fasern, in das polymerhaltige Material integriert sind.

Durch die Verwendung von Additiven werden die Eigenschaften der Dichtungen, insbesondere ihrer verschiedenen Abschnitte, an die funktionellen Anforderungen dieser unterschiedlichen Abschnitte angepaßt.

Die Fasern können vorteilhafterweise Glasfasern oder Kohlenstoffasern sein.

Dies erlaubt es, insbesondere den formbeständigen Abschnitt der Dichtung zu verstärken.

Eine andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv ein Weichmacher und/oder ein Elastomermaterial ist.

Dies macht es möglich, insbesondere auf den dichtenden elastomeren Abschnitt der Dichtung die gewünschten Elastomereigenschaften zu übertragen. Solche Additive können auch das Vernetzen unterstützen, wenn Polymere verwendet werden, deren Vernetzung schwierig ist.

Die Erfindung wird nun mit Hilfe der Zeichnung erklärt, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt.

Fig. 1 ist eine sehr schematische Draufsicht auf eine Dichtung für ein Wälzelementlager.

Fig. 2 ist ein Querschnitt einer Dichtung für ein Wälzlager bekannter Art längs der Linie II - II, wie in Fig. 1 gezeigt.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Schrittes beim Herstellungsverfahren einer Dichtung.

Fig. 4 ist ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Dichtung entsprechend Fig. 2.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen in ähnlicher Weise wie Fig. 2 Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Dichtungen.

Fig. 7 zeigt einen axialen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Wälzlagers.

Fig. 1 zeigt eine Dichtung für ein Wälzelementlager, bei der das Bezugszeichen 1 einen dichtenden elastischen Abschnitt bezeichnet, der das Austreten von Schmiermittel aus dem Wälzlager verhindert. Die Dichtung umfaßt weiterhin einen formbeständigen Abschnitt 2. Die Steifigkeit des formbeständigen Abschnitts 2 erlaubt dem elastischen Teil 1, seine Dichtfunktion wirksam auszuüben.

Beim Querschnitt einer bekannten Dichtung, wie in Fig. 2 gezeigt, ist der elastische Teil 1 ein Elastomer und der formbeständige Teil 2 ein eingesetztes Metallstück. Ein Nachteil bei der Verwendung von thermoplastischen Elastomeren ist hierbei die schlechte Verbindung zwischen den beiden Teilen. Da die Dichtung aus zwei Teilen besteht, ist auch ihre Herstellung schwieriger.

Erfindungsgemäß wird eine Dichtung für ein Wälzelementlager dtirch Vernetzen eines thermoplastischen polymerenthaltenden Materials durch Strahlung hergestellt. Beispiele solcher thermoplastischer Elastomere sind Polypropylen, Polyethylen usw., wobei diese Polymere auch billig sind. Sie werden in Abhängigkeit von der Funktion der verschiedenen Dichtabschnitte für ein Wälzlager in verschiedenem Ausmaß vernetzt. Ein größerer Grad der Vernetzung bedeutet größere Steifigkeit. Um unterschiedliche Dichtungsabschnitte in unterschiedlichem Ausmaß zu vernetzen, kann die Strahlungsintensität eingeregelt werden. Dies wird in Fig. 3 mit Pfeilen gezeigt, wobei die Intensität I&sub0; kleiner ist als die Intensität I&sub1;. Anstelle einer Regelung der Strahlungsintensität kann die Dauer der Strahlung für die Abschnitte, die eine Dichtungsfunktion haben, im Vergleich zur Dauer der Strahlung für die formbeständigen Abschnitte verkürzt sein. Natürlich ist auch eine Kombination der Regelung der Strahlungsintensität und der Dauer der Strahlungszeit möglich. Der elastische Charakter des polymerenthaltenden Materials, möglicherweise versehen mit Weichmachern oder Elastomere, wird wenigstens in einem geringen Ausmaß erhalten, während der formbeständige Abschnitt 2 wegen des höheren Ausmaßes der Vernetzung starrer ist als der dichtende elastische Abschnitt 1. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Dichtung, wie in Fig. 4 gezeigt, gebildet. Beim Spritzgiel3en der Dichtung, wobei der Dichtungsabschnitt 2 und der formbeständige Abschnitt 2 in verschiedenen Schritten geformt werden, und im Fall, daß die Abschnitte aus verschiedenen Materialien bestehen, wird der dichtende elastische Abschnitt 1 fest mit dem formbeständigen Abschnitt 2 verbunden. Die Eigenschaften des Materials können weiterhin durch Verwendung von Additiven, wie Fasern, angepaßt werden. Dies kann die Steifigkeit des formbeständigen Abschnitts 2 wie auch die Verbindung zwischen den Abschnitten 1 und 2 erhöhen. Die Faser kann neben anderen Glasfaser oder Kohlenstoffaser sein. Wenn die Vernetzung des verwendeten Polymers schwierig ist, wie dies bei Polyamid der Fall ist, ist die Verwendung von vernetzbaren Additiven wünschenswert. Beispiele solcher Additive sind vernetzbare Polymere, wie z.B. Polyethylen.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform der Dichtung für ein Wälzlager bezieht sich auf eine Dichtung, die insbesondere dann geeignet ist, wenn der Dichtungsabschnitt in axialem Kontakt mit dem Innenlaufring des Wälzlagers ist, der relativ zur Dichtung rotiert, während die in Fig. 6 gezeigte Variante eine erfindungsgemäße Dichtung dafür ist, wenn der Dichtungsabschnitt in radialem Kontakt mit dem erwähnten Innenring steht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auch auf die Herstellung einer Dichtung, wobei der formbeständige Abschnitt einen Käfig oder einen Käfigabschnitt bildet oder daran angeformt ist. Um eine Zerstörung, z.B. Mikrorisse, des Käfigs oder des Käfigabschnitts zu vermeiden, wird der Käfig oder der Käfigabschnitt vor dem Vernetzen in das Wälzlager eingebaut.

Fig. 7 zeigt einen axialen Querschnitt eines Teils eines Wälzelementlagers. Der formbeständige Abschnitt 2 der gezeigten Dichtung ist mit Käfigabschnitten 3 versehen, in denen Kugeln 4 eingebracht sind. Bei der hier gezeigten Ausführungsform dichten die dichtenden elastischen Abschnitte auf den geglätteten Flächen des Innenlaufrings 5 bzw. des Außenlaufrings 6. Bei einer solchen Ausführungsform sind die dichtenden elastischen Abschnitte geringerem Verschleiß unterworfen wegen der relativ geringen Geschwindigkeit in bezug auf den Innenund Außenlaufring. Gleichzeitig ist die Herstellung solch eines Wälzelementlagers einfach und billig, weil keine Notwendigkeit für besondere Nuten und Einschnitte besteht. Natürlich kann die in Fig. 7 ohne eine Dichtung gezeigte Seite ebenfalls mit einer Dichtung versehen sein, die mit den Käfigabschnitten verbunden sein kann oder nicht.


Anspruch[de]

1. Verfaahren zur Herstellung einer Dichtung mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Dichtabschnitt, wobei eine Dichtung aus einem thermoplastischen polymerhaltigen Material geformt wird, welches danach unter dem Einfluß eeiner Strahlung vernetzt wird, wwobei die Bestrahlung des ersten und des zweiten Abschnitts unterschiedlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine Dichtung für ein Wälzelement ist, bei dem er erste Abschnitt in einem Ausmaß vernetzt wird, daß er einen formbeständigen Abschnitt vorsieht, und bei dem der zweite Abschnitt in einem ausmaß vernetzt wird, daß er einen dichtenden elastischen abschnitt vorsieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgewandte Strahlung eine ionisierende Strahlung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die augewandte ionisierende Strahlung eine β-Strahlung ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekneenzeichnet, daß die verschiedenen Abschnitte der vorgeformten Dichtung in unterschiedlichen Ausmaßen durch Anpassen der Strahlungsintensität und -dauer vernetzt werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung durch Spritzgießen hergestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgießen in einem einzigen Schritt durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe polymerhaitige Material für den dichtenden, den elastischen Abschnitt und den formbeständigen Abschnitt verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der formbeständige Abschnitt gleichzeitig einen Käfig oder einen Käfigabschnitt bildet.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem polymerhaltigen Material ein Additiv integriert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Additiv Fasern sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Fasern Glas- oder Kohlen- stoffasern sind.

12. Verfahren nach Anspruch 9 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Additiv ein Weichmacher und/ oder ein Elastomermaterial ist.

13. Dichtung für ein Wälzelementlager, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung nach dem Verfahren einer der Ansprüche 1 - 12 hergestellt ist.

14. Wälzelementlager, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzelementlager mit einer Dichtung geche, mäß Anspruch 13 versehen ist.

15. Verwendung einer Dichtung, die nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 12 hergestellt ist, für die Herstellung eines Wälzelementlagers.







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