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DE102014210732A1 - Lageranordnung, umfassend einem optimierten Dichtring mit Dichtelement - Google Patents

Lageranordnung, umfassend einem optimierten Dichtring mit Dichtelement Download PDF

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DE102014210732A1
DE102014210732A1 DE102014210732.6A DE102014210732A DE102014210732A1 DE 102014210732 A1 DE102014210732 A1 DE 102014210732A1 DE 102014210732 A DE102014210732 A DE 102014210732A DE 102014210732 A1 DE102014210732 A1 DE 102014210732A1
Authority
DE
Germany
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sealing
bearing arrangement
inner ring
ring
bearing
Prior art date
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Ceased
Application number
DE102014210732.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Alexander Häpp
Wilhelm Walter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102014210732.6A priority Critical patent/DE102014210732A1/de
Priority to PCT/DE2015/200237 priority patent/WO2015185047A1/de
Priority to CN201580028458.0A priority patent/CN106460934B/zh
Priority to US15/308,278 priority patent/US9850954B2/en
Priority to KR1020167033715A priority patent/KR102392633B1/ko
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (1) für eine über ein Drehgelenk (2) antreibbare Radnabe (3) eines Kraftfahrzeuges, bei der die mit einem Radflansch (4) verbundene Radnabe (3) und das mit einer Antriebswelle verbundene Drehgelenk (2) drehfest miteinander verbunden sind, und mit einem auf der Radnabe (3) aufgezogenen zweireihigen Wälzlager (5) mit zumindest einem separaten, axial außen angeordneten und zum Drehgelenk (2) gerichteten Lagerinnenring (6), der durch einen auf eine Stirnfläche des Lagerinnenringes (6) einwirkenden Bund (7) der Radnabe (3) axial vorgespannt ist, wobei an dem Lagerinnenring (6) ein aus Blech bestehender Dichtring (8) zur Anlage kommt, wobei der Dichtring (8) ein Dichtelement (9) umfasst, das an dem Drehgelenk (2) dichtend zur Anlage kommt, um den Bereich zwischen Lagerinnenring (6), Bund (7) und Drehgelenk (2), insbesondere vor Feuchtigkeit und Schmutz zu schützen. Erfindungsgemäß weist das Dichtelement (9) eine mit einer Vielzahl von Aussparungen (10) versehene Dichtlippe (11) auf, wobei die Aussparungen (10) in Umfangsrichtung gleichmäßig an der Dichtlippe (11) verteilt sind und durch Stege (12) voneinander getrennt sind, um beim Aufschieben des Dichtrings (8) auf das Drehgelenk (2) eine Reibungsreduzierung zwischen der Dichtlippe (11) und dem Drehgelenk (2) zu erzielen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine über ein Drehgelenk antreibbare Radnabe eines Kraftfahrzeuges, bei der die mit einem Radflansch verbundene Radnabe und das mit einer Antriebswelle verbundene Drehgelenk drehfest miteinander verbunden sind, und mit einem auf der Radnabe aufgezogenen mehrreihigen Wälzlager mit zumindest einem separaten, axial außen angeordneten und zum Drehgelenk gerichteten Lagerinnenring, der durch einen auf eine Stirnfläche des Lagerinnenringes einwirkenden Bund der Radnabe axial vorgespannt ist, wobei an dem Lagerinnenring ein aus Blech bestehender Dichtring zur Anlage kommt, wobei der Dichtring ein Dichtelement umfasst, das an dem Drehgelenk dichtend zur Anlage kommt, um den Bereich zwischen Lagerinnenring, Bund und Drehgelenk, insbesondere vor Feuchtigkeit und Schmutz zu schützen.
  • Gebiet der Erfindung
  • Aus der EP 2 043 880 B1 ist eine Lageranordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Diese umfasst eine über ein Drehgelenk antreibbare Radnabe, wobei die mit einem Radflansch verbundene Radnabe und das mit einer Antriebswelle verbundene Drehgelenk mittels einer Verzahnung drehfest miteinander verbunden sind. Ferner weist die Lageranordnung ein auf die Radnabe aufgezogenes zweireihiges Wälzlager auf mit zumindest einem separaten, axial außen angeordneten und zum Drehgelenk gerichteten Lagerinnenring, der mit einer axial äußeren Stirnfläche im Bereich eines Endes eines Achsstumpfs der Radnabe angeordnet ist. Der separate Lagerinnenring ist durch eine auf die Stirnfläche des separaten Lagerinnenringes einwirkende Radialfläche der Radnabe axial vorgespannt. Der Außenring und der Lagerinnenring sind mit einer Dichtung versehen, welche wenigstens einen mit dem Lagerinnenring verbundenen und aus Blech bestehenden Dichtring mit im Querschnitt jeweils einen radialen Schenkel und einen axialen Schenkel aufweist. Der axiale Schenkel ist drehfest mit dem Lagerinnenring verbunden und nach axial innen gerichtet. Der axiale Schenkel des Dichtrings des Lagerinnenrings ist nach radial innen und nach axial außen umgebogen, wobei ein freies Ende des axialen Schenkels axial nach außen die Stirnfläche des Lagerinnenrings überragt. Ferner ist an dem Endschenkel ein Dichtungsprofil angeformt, welches wenigstens am Absatz und/oder an einer Stirnkante des Gelenkkörpers anliegt.
  • Nachteilig an dem zuvor genannten Stand der Technik ist, dass beim Aufschieben des Dichtrings auf das Drehgelenk aufgrund des Dichtungsprofils eine große Reibungsfläche zwischen dem Dichtungsprofil und dem Drehgelenk entsteht, wodurch das Aufschieben des Dichtrings auf das Drehgelenk erschwert wird. Ferner kann bei der Demontage des Dichtrings ein ungewolltes Umklappen des Dichtungsprofils entstehen.
  • Aufgabenstellung
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lageranordnung, umfassend einem Dichtring mit Dichtelement zu schaffen, die eine vereinfachte Montage und Demontage des Dichtrings ermöglicht und ein Umklappen des Dichtelements verhindert.
  • Erfindungsgemäße Lösung
  • Erfindungsgemäß weist das Dichtelement eine mit einer Vielzahl von Aussparungen versehene Dichtlippe auf, wobei die Aussparungen in Umfangsrichtung gleichmäßig an der Dichtlippe verteilt sind und durch Stege voneinander getrennt sind, um beim Aufschieben des Dichtrings auf das Drehgelenk eine Reibungsreduzierung zwischen der Dichtlippe und dem Drehgelenk zu erzielen. Dabei kommt das Drehgelenk nicht mit den Aussparungen in Kontakt, sondern lediglich mit der Dichtlippe und den Stegen. Somit ist die beim Aufschieben des Dichtrings auf das Drehgelenk mit dem Drehgelenk in Verbindung kommende Reibfläche derart minimiert, dass vereinfacht von einem Linienkontakt zwischen der Dichtlippe und dem Drehgelenk gesprochen werden kann.
  • Vorzugsweise sind die Stege im Wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung der Dichtlippe ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass die Stege einen um bis zu 45° abweichenden Winkel aufweisen und dadurch entweder gleichgerichtet oder entgegengesetzt gerichtet ausgebildet sind. Die Anzahl der Stege ist von dem jeweiligen Durchmesser des Dichtrings abhängig. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Dichtelement insgesamt zweiunddreißig Stege auf.
  • Des Weiteren bevorzugt weisen die Aussparungen mindestens eine Tiefe von 0,1mm auf und sind zumindest teilweise konisch ausgebildet. Mithin können die Aussparungen zunächst geradlinig verlaufende Seitenflächen aufweisen, an denen eine konisch ausgebildete Fläche angeordnet ist, um scharfe Ecken zu vermeiden.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Dichtlippe einen ersten nach innen gerichteten und einen zweiten nach außen gerichteten Schenkel aufweist, die in radialer Richtung zum Drehgelenk hin zusammenlaufen und dadurch eine Spitze ausbilden, wobei ein zur Horizontalen gebildeter Neigungswinkel des ersten Schenkels kleiner ist als ein zur Horizontalen gebildeter Neigungswinkel des zweiten Schenkels. Vorzugsweise beträgt der zur Horizontalen gebildete Neigungswinkel des ersten Schenkels zwischen 15° und 45° und der zur Horizontalen gebildete Neigungswinkel des zweiten Schenkels beträgt zwischen 30° und 60°.
  • Vorteilhafterweise können die Stege nach außen hin entweder spitz zusammenlaufen oder abgerundet sein. Dabei weisen spitz zusammenlaufende Stege vorzugsweise einen Innenwinkel zwischen 45° und 120° auf. Der Innenwinkel ist an der Spitze der Stege gebildet.
  • Besonders bevorzugt besteht das Dichtelement aus einem Elastomerwerkstoff und ist auf dem Dichtring aufvulkanisiert. Der Dichtring besteht vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigem Stahl. Dabei umgibt das Dichtelement teilweise den Dichtring. Ein den Dichtring nicht umgebender axialer Abschnitt des Dichtelements ist derart ausgebildet sein, dass eine ausreichende Flexibilität zum Aufweiten beim Aufschieben des Dichtrings auf das Drehgelenk gegeben ist, jedoch ein Umklappen des Dichtelements verhindert wird.
  • Zur Versteifung weist der Dichtring zwischen einem ersten und einem zweiten im Wesentlichen axial verlaufenden Abschnitt einen im Wesentlichen radial verlaufenden Abschnitt auf. Ferner dient der dadurch entstehende „Knick“ im Dichtring zur Stabilen Montage des Dichtrings am Lagerinnenring.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigt
  • 1 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Lageranordnung für ein Kraftfahrzeug,
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Dichtrings mit Dichtelement aus 1,
  • 3 einen perspektivischen Ausschnitt zur Veranschaulichung des in 2 gezeigten Dichtrings mit Dichtelement, und
  • 4 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Aussparungen und Stege des Dichtelements aus 2.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Gemäß 1 weist die Lageranordnung 1 eine Radnabe 3 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges auf. Die Radnabe 3 ist über eine Stirnverzahnung 17 mit einem Drehgelenk 2 verbunden. Eine andere Verzahnung zwischen Radnabe 3 und Drehgelenk 2, wie beispielsweise eine Radialverzahnung, ist auch denkbar. In eine Bohrung 24 des Drehgelenks 2 ist ein von einer zentralen Bohrung 25 der Radnabe 3 her zugänglicher Bolzen 26 eingeschraubt. Die Radnabe 3 weist zudem an einem axialen Ende einen Radflansch 4 zur Befestigung einer nicht dargestellten Radfelge und einer Bremsscheibe auf. Auf der Radnabe 3 ist ein zweireihiges Wälzlager 5 in Form eines Schrägkugellagers in O-Anordnung angeordnet, das durch zwei Dichtungen 18a, 18b gegen Feuchtigkeit und Schmutz abgedichtet ist. Das Wälzlager 5 weist einen Außenring 19, an den ein Befestigungsflansch 20 angeformt ist, sowie einen Innenring 21 auf. Zwischen Außenring 19 und Innenring 21 sind als Wälzkörper dienende Lagerkugeln 22a, 22b angeordnet. Der Innenring 21 besteht aus zwei Lagerinnenringen 23, 6, wobei der axial äußere Lagerinnenring 23 einstückig an die Radnabe 3 angeformt ist, während der axial innere Lagerinnenring 6 ein separates Bauteil ist, welches auf die Radnabe 3 aufgeschoben ist. Die Radnabe 3 weist einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden durch Wälznieten ausgebildeten Bund 7 auf, welcher als axialer Anschlag für den separaten Lagerinnenring 6 dient. An dem Lagerinnenring 6 kommt ein aus Blech bestehender Dichtring 8 zur Anlage, wobei der Dichtring 8 ein Dichtelement 9 umfasst, das an dem Drehgelenk 2 dichtend zur Anlage kommt, um den Bereich zwischen Lagerinnenring 6, Bund 7 und Drehgelenk 2, insbesondere vor Feuchtigkeit und Schmutz zu schützen.
  • Nach 2 ist das aus einem Elastomerwerkstoff bestehende Dichtelement 9 auf dem Dichtring 8 aufvulkanisiert. Der Dichtring 8 weist zwischen einem ersten und einem zweiten im Wesentlichen axial verlaufendem Abschnitt 15a, 15b einen im Wesentlichen radial verlaufenden Abschnitt 16 zur Versteifung auf. Das Dichtelement 9 weist eine mit einer Vielzahl von Aussparungen 10 versehene Dichtlippe 11 auf, wobei die Aussparungen 10 eine Tiefe c von 0,1 mm aufweisen. Ferner sind die Aussparungen 10 in Umfangsrichtung gleichmäßig an der Dichtlippe 11 verteilt und durch Stege 12 voneinander getrennt, um beim Aufschieben des Dichtrings 8 auf das Drehgelenk 2 eine Reibungsreduzierung zwischen der Dichtlippe 11 und dem Drehgelenk 2 zu erzielen. Dabei kommt das Drehgelenk 2 nicht mit den Aussparungen 10 in Kontakt, sondern lediglich mit der Dichtlippe 11 und den Stegen 12. Somit ist die beim Aufschieben des Dichtrings 8 auf das Drehgelenk 2 mit dem Drehgelenk 2 in Verbindung kommende Reibfläche derart minimiert, dass vereinfacht von einem Linienkontakt zwischen der Dichtlippe 11 und dem Drehgelenk 2 gesprochen werden kann.
  • Aufgrund des Längsschnitts durch eine der Aussparungen 10 des Dichtelements 9 sind die Stege 12 in 2 nicht dargestellt, jedoch sind diese in 3 dargestellt. Die Dichtlippe 11 weist einen ersten nach innen gerichteten und einen zweiten nach außen gerichteten Schenkel 13a, 13b auf, die in radialer Richtung zum Drehgelenk 2 hin zusammenlaufen und dadurch eine Spitze 14 ausbilden. Ein zur Horizontalen gebildeter Neigungswinkel a des ersten Schenkels 13a beträgt 30° und ist somit kleiner als ein zur Horizontalen gebildeter Neigungswinkel b des zweiten Schenkels 13b, der 45° beträgt. Dabei ist Betrag des Winkels der beiden Neigungswinkel a, b im Ausgangszustand definiert.
  • Gemäß 3 und 4 sind die Stege 12 im Wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung der Dichtlippe 11 ausgebildet. Ferner laufen die Stege 12 nach außen hin spitz zusammen und bilden an einer Spitze einen Innenwinkel d von 90°. Die zwischen den Stegen 12 angeordneten Aussparungen 10 sind teilweise konisch ausgebildet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lageranordnung
    2
    Drehgelenk
    3
    Radnabe
    4
    Radflansch
    5
    Wälzlager
    6
    Lagerinnenring
    7
    Bund
    8
    Dichtring
    9
    Dichtelement
    10
    Aussparungen
    11
    Dichtlippe
    12
    Stege
    13a, 13b
    Schenkel
    14
    Spitze
    15a, 15b
    axial verlaufender Abschnitt
    16
    radial verlaufender Abschnitt
    17
    Stirnverzahnung
    18a, 18b
    Dichtung
    19
    Außenring
    20
    Befestigungsflansch
    21
    Innenring
    22a, 22b
    Lagerkugeln
    23
    Lagerinnenring
    24
    Bohrung
    25
    Bohrung
    a
    Neigungswinkel
    b
    Neigungswinkel
    c
    Tiefe
    d
    Innenwinkel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2043880 B1 [0002]

Claims (10)

  1. Lageranordnung (1) für eine über ein Drehgelenk (2) antreibbare Radnabe (3) eines Kraftfahrzeuges, bei der die mit einem Radflansch (4) verbundene Radnabe (3) und das mit einer Antriebswelle verbundene Drehgelenk (2) drehfest miteinander verbunden sind, und mit einem auf der Radnabe (3) aufgezogenen mehrreihigen Wälzlager (5) mit zumindest einem separaten, axial außen angeordneten und zum Drehgelenk (2) gerichteten Lagerinnenring (6), der durch einen auf eine Stirnfläche des Lagerinnenringes (6) einwirkenden Bund (7) der Radnabe (3) axial vorgespannt ist, wobei an dem Lagerinnenring (6) ein aus Blech bestehender Dichtring (8) zur Anlage kommt, wobei der Dichtring (8) ein Dichtelement (9) umfasst, das an dem Drehgelenk (2) dichtend zur Anlage kommt, um den Bereich zwischen Lagerinnenring (6), Bund (7) und Drehgelenk (2), insbesondere vor Feuchtigkeit und Schmutz zu schützen, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9) eine mit einer Vielzahl von Aussparungen (10) versehene Dichtlippe (11) aufweist, wobei die Aussparungen (10) in Umfangsrichtung gleichmäßig an der Dichtlippe (11) verteilt sind und durch Stege (12) voneinander getrennt sind, um beim Aufschieben des Dichtrings (8) auf das Drehgelenk (2) eine Reibungsreduzierung zwischen der Dichtlippe (11) und dem Drehgelenk (2) zu erzielen.
  2. Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (12) im Wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung der Dichtlippe (11) ausgebildet sind.
  3. Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (10) mindestens eine Tiefe (c) von 0,1 mm aufweisen.
  4. Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (10) zumindest teilweise konisch ausgebildet sind.
  5. Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (11) einen ersten nach innen gerichteten und einen zweiten nach außen gerichteten Schenkel (13a, 13b) aufweist, die in radialer Richtung zum Drehgelenk (2) hin zusammenlaufen und dadurch eine Spitze (14) ausbilden, wobei ein zur Horizontalen gebildeter Neigungswinkel (a) des ersten Schenkels (13a) kleiner ist als ein zur Horizontalen gebildeter Neigungswinkel (b) des zweiten Schenkels (13b).
  6. Lageranordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Horizontalen gebildete Neigungswinkel (a) des ersten Schenkels (13a) zwischen 15° und 45° beträgt und der zur Horizontalen gebildete Neigungswinkel (b) des zweiten Schenkels (13b) zwischen 30° und 60° beträgt.
  7. Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (12) nach außen hin entweder spitz zusammenlaufen oder abgerundet sind.
  8. Lageranordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die spitz zusammenlaufenden Stege (12) einen Innenwinkel (d) zwischen 45° und 120° aufweisen.
  9. Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9) aus einem Elastomerwerkstoff besteht und auf dem Dichtring (8) aufvulkanisiert ist.
  10. Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (8) zwischen einem ersten und einem zweiten im Wesentlichen axial verlaufendem Abschnitt (15a, 15b) einen im Wesentlichen radial verlaufenden Abschnitt (16) zur Versteifung aufweist.
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