DE102017205270A1

DE102017205270A1 - Kreuzgelenklager

Info

Publication number: DE102017205270A1
Application number: DE102017205270.8A
Authority: DE
Inventors: Helmut Hauck; Hubert Herbst; Suhel Ahamad Khan
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-09-20
Also published as: US10859114B2; CN108412905A; CN108412905B; US20180223900A1

Abstract

Die Erfindung startet bei einem Kreuzgelenklager mit einem Napf (12), der als Außenring (14) des Kreuzgelenklagers dient.Es wird vorgeschlagen, dass das Kreuzgelenklager genau einen Dichtring (16) aufweist, der zum Abdichten eines Spalts (18) zwischen dem Napf und einem Achszapfen (10) bereitgestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenklager.
Eine Kreuzgelenkanordnung, die einen Achszapfen und einen Napf aufweist, ist bekannt, wobei der Napf als ein äußerer Ring des Kreuzgelenklagers dient. Insbesondere die CN105317847A und CN100588850C offenbaren Dichtungen für solche Situationen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere, ein erfindungsgemäßes Kreuzgelenklager bereitzustellen, das sehr effizient ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß erreicht durch die Merkmale von Patentanspruch 1, während vorteilhafte Ausgestaltungen und weitere Entwicklungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung startet mit einem Kreuzgelenklager, das einen Napf aufweist, welche als äußerer Ring des Kreuzgelenklagers dient.
Es wird vorgeschlagen, dass das Kreuzgelenklager genau einen Dichtring aufweist, der vorgesehen ist, um einen Spalt zwischen dem Napf und einem Achszapfen abzudichten. Ein „Kreuzgelenklager“ ist insbesondere ein Teil von einem Kreuzgelenk, das zumindest einen Napf und Wälzkörper aufweist, aber keinen Achszapfen. Gemäß der Erfindung wird ein sehr effizientes Kreuzgelenklager erreicht. Insbesondere ist eine sehr effektive und kosteneffiziente Dichtung des Kreuzgelenklagers erreicht worden. Außerdem, ist insbesondere ein Schutz des Kreuzgelenklagers vor starkem Dreck und Staub unter extremen Bedingungen erreicht worden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnungen. Ausführungen der Erfindung sind in den Zeichnungen gezeigt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten viele Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird erfahrungsgemäß auch Merkmale individuell in Betracht ziehen und diese in bedeutende weitere Kombinationen kombinieren.

1 zeigt ein motorgetriebenes Fahrzeug, das ein Kreuzgelenk mit einem erfindungsgemäßen Kreuzgelenklager aufweist,
2 zeigt das Kreuzgelenk in einer Explosionsdarstellung,
3 zeigt einen Querschnitt durch einen Dichtring des Kreuzgelenklagers,
4 zeigt einen Teil eines Querschnitts durch den Dichtring des Kreuzgelenklagers und einen Achszapfen,
5 zeigt einen Querschnitt durch einen Dichtring eines zweiten erfindungsgemäßen Gelenklagers, das eine axiale Dichtlippe aufweist,
6 zeigt einen Teil eines Querschnittes durch den Dichtring des zweiten Kreuzgelenklagers und einen Achszapfen,
7 zeigt ein Querschnitt durch einen Dichtring und einen Metallring eines dritten erfindungsgemäßen Kreuzgelenklagers,
8 zeigt einen Teil eines Querschnitts durch das dritte Kreuzgelenklager und einen Achszapfen,
9 zeigt einen Querschnitt durch einen Dichtring und einen Metallring eines vierten erfindungsgemäßen Kreuzgelenklagers, wobei der Metallring an einer radial äußeren Position ist,
10 zeigt einen Teil eines Querschnitts des Dichtrings durch das vierte Kreuzgelenklager und einen Achszapfen,
11 zeigt einen Querschnitt durch einen Dichtring und einen Metallring eines fünften erfindungsgemäßen Kreuzgelenklagers, wobei der Dichtring vier Dichtlippen aufweist,
12 zeigt einen Teil eines Querschnitts durch das fünfte Kreuzgelenklager und einen Achszapfen,
13 zeigt einen Querschnitt durch einen Dichtring und einen Metallring eines sechsten erfindungsgemäßen Kreuzgelenklagers,
14 zeigt einen Teil eines Querschnittes durch das sechste Kreuzgelenklager und einen Achszapfen.

1 zeigt ein motorbetriebenes Fahrzeug 36, das ein Kreuzgelenk 40 mit einer Kreuzgelenklageranordnung aufweist. Die Kreuzgelenklageranordnung besitzt ein Kreuzgelenklager 38 gemäß der Erfindung und ein Kreuzstück 54 des Kreuzgelenks (2 - 4). Das motorbetriebene Fahrzeug ist ein Lastwagen. Das Kreuzgelenk ist mit einer Antriebswelle 34 des Lastwagens verbunden. Ein Achszapfen 10 des Kreuzstücks dient als innerer Ring für das Kreuzgelenklager. Außerdem weist das Kreuzgelenklager einen Napf 12 auf, die als äußerer Ring 14 des Kreuzgelenklagers dient. Das Kreuzgelenklager hat genau einen Dichtring 16, der einen Spalt 18 zwischen dem Napf und dem Achszapfen abdichtet. Der Dichtring besteht aus einem Verstärkungsring 48 und einem Elastomerring 50. Dieser ist an dem Achszapfen kraftschlüssig befestigt. Der Verstärkungsring ist vorzugsweise aus einem metallischen Material hergestellt, aber nicht metallische Materialien und Kombinationen von beiden sind auch mögliche Lösungen. Der Elastomerring ist vorzugsweise aus nicht metallischem Material wie Gummi oder thermoplastischem Elastomer hergestellt. Metallische Materialien wie Sinter Materialien oder Kombinationen aus metallischen und nicht metallischen Materialien sind auch mögliche Lösungen.
Darüber hinaus besitzt das Kreuzgelenklager einen Metallring 28, der direkt kraftschlüssig an dem Napf befestigt ist. Der Elastomerring weist eine erste und eine zweite Dichtlippe 20, 30 auf, die sich hauptsächlich in eine radiale Richtung 22 hinsichtlich des Achszapfens erstrecken. Die zwei Dichtlippen liegen an dem Metallring in einer abdichtenden Weise an, um den Spalt 18 abzudichten. Außerdem ist der Elastomerring an dem Verstärkungsring nahe in Richtung der radial äußeren Fläche dem Napf angeordnet, was auch dazu beiträgt, den Spalt 18 abzudichten. Die zwei Dichtlippen 20, 30 sind hintereinander entlang einer axialen Richtung 24 des Achszapfens angeordnet. Sie sind durch den Verstärkungsring 48 vor der Außenseite des Kreuzgelenklagers geschützt.
Das Kreuzgelenklager kann wartungsfrei oder nicht wartungsfrei sein.
Alternative Ausführungsmöglichkeiten sind in den 5-12 gezeigt. Im Wesentlichen sind die gleichen Komponenten, Eigenschaften und Funktionen immer mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Dennoch, um die Ausführungsbeispiele auseinander zu halten, sind die Buchstaben „a“, „b“ etc. zu den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele in den 5-12 hinzugefügt worden. Die folgende Beschreibung ist im Wesentlichen begrenzt auf die Unterschiede der Ausführungsbeispiele in den 1-4, wobei Bezüge zu der Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele 1-4 hinsichtlich der Komponenten, Eigenschaften und Funktionen, die gleichgeblieben sind, hergestellt werden können.
In einer ersten alternativen Ausführungsmöglichkeit (5 und 6) weist ein Elastomerring 50a eine Dichtlippe 30a auf, die sich hauptsächlich in axialer Richtung 24a hinsichtlich des Achszapfens in Richtung des Bodens 26 des Napfs erstreckt. Eine dritte Dichtlippe 42a des Dichtrings zeigt radial nach innen und liegt auch an dem Metallring 28a an. Der Dichtring weist insgesamt drei Dichtlippen auf.
In einer zweiten alternativen Ausführungsmöglichkeit (7 und 8) hat der Elastomerring eine dritte Dichtlippe 42b, die sich hauptsächlich in die radiale Richtung 22b hinsichtlich des Achszapfens 10b erstreckt. Die Dichtlippe 42b liegt an einem zylindrischen Abschnitt 56b des Metallrings 28b an. Der Metallring ist kraftschlüssig an einem Napf 12b befestigt. Außerdem weist der Metallring 28b einen Schildabschnitt 58b auf, der an den zylindrischen Abschnitt angrenzt. Der Schildabschnitt hat die Form von einem Teil einer Oberfläche eines Kegels und ist weiter entfernt von dem Boden des Napfs angeordnet als der zylindrische Abschnitt. Im Prinzip kann der Schildabschnitt von 0° - 90° hinsichtlich des zylindrischen Abschnitts 56b orientiert sein. Der Schildabschnitt schützt den Dichtring insbesondere vor erheblicher Kontamination, d.h. vor Staub und schädlichen mechanischen Einflüssen aus der Umgebung. In diesem Beispiel ist der Schildabschnitt direkt aus dem Metallring ausgeformt. In anderen Ausführungen der Erfindung ist der Schildabschnitt nicht integral mit dem Metallring verbunden.
In einer dritten alternativen Ausführungsmöglichkeit (9 und 10) weist das Kreuzgelenklager einen Metallring 28c auf, der einen Bereich 52 aufweist, der eine größere Distanz zu dem Lastschwerpunkt des Napfs hat als alle Bereiche des Dichtrings. Ein Teil des Metallrings umgibt radial außerhalb den Dichtring und ist an einer radialen Außenfläche des Napfs 12c befestigt. Der Dichtring ist an dem Napf befestigt und weist drei Dichtlippen 20c, 30c, 42c, die jeweils in einem Winkel zwischen 0° und 90° hinsichtlich einer radialen Richtung 22c angestellt sind. Alle Dichtlippen des Dichtrings liegen an dem Achszapfen an. Die Lippen gewährleisten einen besseren Schutz für das Lager.
Darüber hinaus weist der Metallring einen weiteren Schildabschnitt 58c auf, der in Richtung des Achszapfens gerichtet ist, um einen zusätzlichen Schutz zu ermöglichen. Dadurch ist der Dichtring vor starkem Dreck und Schlammpartikeln aus der Umgebung geschützt.
In einer vierten alternativen Ausführungsmöglichkeit (11 und 12) weist ein Dichtring vier Dichtlippen 20d, 30d, 44d, 46d auf, die an dem Metallring 28d anliegen. Drei der Dichtlippen 20d, 30d, 44d erstrecken sich gleichermaßen in einer axialen Richtung 24d und in einer radialen Richtung 22d relativ zu einem Achszapfen 10d. Die Dichtlippe 46d erstreckt sich nach radial innen und liegt an dem Metallring an einer radialen Außenfläche des Metallrings an. Der Metallring 28d stellt einen Hinterschneidungsabschnitt 62d bereit, der es ermöglicht, dass der Ring mit einem Dichtring 16d vormontiert ist. Durch diese Eigenschaft bilden das Kreuzgelenklager 38, der Metallring und der Dichtring eine vormontierte Einheit, bevor diese Einheit auf dem Achszapfen 10d des Kreuzstücks 54 angebracht wird. Der Metallring 28 kann alternativ aus nicht metallischem Material oder einer Kombination aus metallischen und nicht metallischen Materialien hergestellt sein. Optional kann der Ring ein einziges Teil sein oder eine Anordnung aus mehr als einem Teil sein.
Außerdem weist ein Elastomerring 50d des Dichtrings 16d einen Abschnitt 60d auf, der eine radiale Außenfläche des Napfs 14d der alternativen Ausführungsmöglichkeit berührt.
Dadurch wirkt der Abschnitt 60d unter Betriebsbedingungen als Wischer und wischt Dreck von der radialen Außenfläche des Napfs 14d.
In einer fünften alternativen Ausführungsmöglichkeit (13 und 14) weist ein Kreuzgelenklager einen Metallring 28e auf, der einen Bereich 52e besitzt, der einen größeren Abstand zu dem Schwerpunkt des Napfs hat als alle Bereiche des Dichtrings 16e. Ein erster Abschnitt des Metallrings umgibt den Dichtring radial außen und ist an der radialen Außenfläche des Napfs 12e befestigt. Von dem ersten Abschnitt kragt ein zweiter Abschnitt des Metallrings radial nach innen aus. Der erste und der zweite Abschnitt schützen den Dichtring vor starkem Staub und Dreck. Deshalb hat der Dichtring ein langes operatives Leben. Der Dichtring ist kraftschlüssig an dem Napf befestigt und weist vier Dichtlippen 20e, 30e, 42e, 44e auf. Alle Dichtlippen des Dichtrings liegen an dem Achszapfen an. Die Lippen gewährleisten einen besseren Schutz für das Lager. Aufgrund seiner Befestigung an dem Napf und des Schutzes durch den Metallring stellt der Dichtring eine zuverlässige Dichtung auch unter Stoßbelastung bereit.
Bezugszeichenliste

10: Achszapfen
12: Napf
14: Außenring
16: Dichtring
18: Spalt
20: Dichtlippe
22: radiale Richtung
24: axiale Richtung
26: Boden
28: Metallring
30: Dichtlippe
34: Antriebswelle
36: Motorbetriebenes Fahrzeug
38: Kreuzgelenklager
40: Kreuzgelenk
42: Dichtlippe
44: Dichtlippe
46: Dichtlippe
48: Verstärkungsring
50: Elastomerring
52: Bereich
54: Kreuzstück
56: zylindrischer Abschnitt
58: Schildabschnitt
60: Abschnitt
62: Hinterschneidungsabschnitt

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

CN 105317847 A [0002]
CN 100588850 C [0002]

Claims

Kreuzgelenklager mit einem Napf (12), der als ein Außenring (14) des Kreuzgelenklagers dient, dadurch gekennzeichnet, dass das Kreuzgelenklager genau einen Dichtring (16) aufweist, der zum Abdichten eines Spalts (18) zwischen dem Napf und einem Achszapfen (10) bereitgestellt ist.
Kreuzgelenklager nach Anspruch 1, wobei der Dichtring zumindest eine Dichtlippe (20) aufweist, die sich hauptsächlich in eine radiale Richtung (22) hinsichtlich des Achszapfens und/oder des Napfs erstreckt.
Kreuzgelenklager nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dichtring (16) zumindest eine Dichtlippe aufweist, die sich im Wesentlichen in eine axiale Richtung (24) hinsichtlich des Achszapfens und/oder des Napfs erstreckt, insbesondere in Richtung des Bodens (26) des Napfs.
Kreuzgelenklager nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kreuzgelenklager zumindest einen Metallring (28) aufweist, der zumindest, insbesondere direkt, an dem Napf befestigt ist, und wobei zumindest eine der Dichtlippen (20, 30) des Dichtrings an dem Metallring in dichtender Weise anliegt.
Kreuzgelenklager nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kreuzgelenklager zumindest einen Metallring (28) aufweist, der zumindest einen Bereich (52c) aufweist, der einen größeren Abstand zu dem Schwerpunkt des Napfs hat als alle Bereiche des Dichtrings.
Kreuzgelenklager nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtring insgesamt drei oder vier Dichtlippen (20, 30) aufweist.
Kreuzgelenklager nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtring zumindest kraftschlüssig an dem Achszapfen oder des Napfs befestigt ist.
Kreuzgelenklager nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle Dichtlippen des Dichtrings an dem Achszapfen anliegen.
Kreuzgelenklager nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtring und/oder der Metallring und/oder der Napf zumindest einen Hinterschneidungsabschnitt (62) aufweisen, der eine Vormontage von beiden Ringen ermöglicht, bevor das Lager an dem Achszapfen eines Kreuzstücks eines Kreuzgelenks befestigt wird.
Kreuzgelenklageranordnung bestehend aus einem Kreuzgelenklager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und dem Achszapfen, wobei der Spalt zwischen dem Napf und dem Achszapfen durch nur einen einzigen Dichtring abgedichtet ist.
Kreuzgelenk, insbesondere verbunden mit einer Antriebswelle (34) eines motorbetriebenen Geräts, mit einem Kreuzgelenklager gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
Kreuzgelenk gemäß Anspruch 11, wobei ein Spalt zwischen dem Napf und dem Achszapfen durch einen einzigen Dichtring abgedichtet ist, wobei der Achszapfen Teil eines Kreuzstücks des Kreuzgelenks ist.
Motorbetriebenes Fahrzeug, insbesondere Lastwagen, mit einem Kreuzgelenk (40) gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12.