DE102008059454A1

DE102008059454A1 - Abdichtung einer Achsschenkelbolzen-Lagerung

Info

Publication number: DE102008059454A1
Application number: DE102008059454A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Kurth; Marcel Gersting
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2028-11-29
Also published as: DE102008059454B4; US20100140895A1; CN101746414B; CN101746414A; US8272649B2

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Achsschenkelbolzen-Lagerung mit einem Axialrollenlager (10) und einem Achsschenkelbolzen (12) zum schwenkbaren Lagern eines Achsschenkels (14) in einem Achskörper (16) und mit einer Dichtungsmuffe (18) zum Abdichten eines Zwischenraums zwischen dem Axialrollenlager (10) und dem Achsschenkelbolzen (12), wobei die Dichtungsmuffe (18) verschiebbar auf einer radialen Außenfläche (19) des Axialrollenlagers (10) gelagert ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Dichtungsmuffe (18) mit wenigstens einem Dichtbereich auf eine zumindest im Wesentlichen zylindrische Dichtungsfläche (22) des Achskörpers (16) aufschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung einer Achsschenkelbolzen-Lagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Achsschenkel zur Befestigung von lenkbaren Rädern eines Kraftfahrzeugs schwenkbar an einem Achskörper eines Fahrwerks zu lagern. Die Verbindung zwischen dem Achsschenkel und dem Achskörper wird dabei durch einen Achsschenkelbolzen hergestellt, der in geeignete Bohrungen im Achsschenkel und/oder im Achskörper eingesetzt ist und häufig gegenüber dem Achsschenkel mittels Nadellagern radial gelagert ist. Der Achsschenkelbolzen nimmt insbesondere radiale Kräfte auf. Axiale Kräfte werden über ein Axialrollenlager zwischen dem Achsschenkel und dem Achskörper und/oder dem Achsschenkelbolzen übertragen. Das Axialrollenlager kann ein Kegelrollenlager oder Zylinderrollenlager sein und ist in der Regel auf den Achsschenkelbolzen aufgesteckt.
Zwischen dem Achskörper und dem Axialrollenlager können eine oder mehrere Distanz- bzw. Ausgleichsscheiben angeordnet sein, deren Dicke so gewählt ist, dass ein axiales Spiel des Achskörpers gegenüber dem Achsschenkel einen vorgegebenen Höchstwert nicht überschreitet. Um Korrosion zu vermeiden, ist es besonders wichtig, einen Spalt zwischen dem Achskörper und dem Axialrollenlager, in dem ebenfalls eine Distanzscheibe angeordnet ist, sicher abzudichten. Eine Dichtungsanordnung in diesem Bereich sollte zudem einfach herstellbar, lösbar und wieder verschließbar ein, da gegebenenfalls möglich sein muss die Ausgleichsscheibe auszutauschen.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine gut dichtende und leicht zu montierende Dichtungsmuffe zum Abdichten einer Achsschenkelbolzen-Lagerung bereitzustellen.
Die Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Abdichtung eines Lagers einer Achsschenkelbolzen-Lagerung mit einem Achsschenkelbolzen zum schwenkbaren Lager eines Achsschenkels in einem Achskörper. Die Achsschenkelbolzen-Lagerung umfasst zudem eine Dichtungsmuffe zum Abdichten eines Zwischenraums zwischen dem Lager und dem Achsschenkelbolzen. Die Dichtungsmuffe ist verschiebbar auf einer radialen Außenfläche des Lagers gelagert.
Es wird vorgeschlagen, dass die Dichtungsmuffe mit wenigstens einem Dichtbereich auf eine zumindest im Wesentlichen zylindrische Dichtungsfläche des Achskörpers aufschiebbar ist. Dadurch kann der Spalt zwischen dem beispielsweise als Axialrollenlager ausgebildeten Lager und dem Achsschenkelbolzen bzw. dem Axialrollenlager und dem Achskörper sicher abgedichtet werden. Durch die Ausgestaltung der Dichtung als Schiebemuffe kann zudem eine Montage und Demontage einfach erreicht werden. Im Vergleich zu Dichtungsanordnungen mit Labyrinthdichtungen kann eine bessere Dichtfähigkeit und eine geringere Empfindlichkeit gegenüber axialen Toleranzen der Bauteile erreicht werden. Die zylindrische Dichtungsfläche soll als „im Wesentlichen” zylindrisch gelten, wenn sie sich von einer perfekten Zylinderform nur durch kleinere Strukturen wie Riffelungen, Nuten oder Rillen unterscheidet.
Eine gut dichtende und gleichzeitig stabile Dichtungsmuffe kann einen Elastomerkörper mit der Dichtlippe und eine Versteifungshülse aus Metall umfassen.
Der Erfindungsgedanke ist insbesondere in Achsschenkelbolzen-Lagerungen für Lastkraftwagen einsetzbar, die größere Axialrollenlager benötigen.
Die Versteifungshülse kann an einem dem Achskörper zugewandten Ende eine radial verlaufende Umbördelung aufweisen, die in der aufgeschobenen Position der Dichtungsmuffe an einem radialen Absatz des Achskörpers anliegt. Dadurch kann die Dichtungsposition der Dichtungsmuffe festgelegt werden bzw. ein zu weites Aufschieben der Dichtungsmuffe kann verhindert werden.
Wenn die Dichtungsfläche einen größeren Durchmesser hat als die radiale Außenfläche und/oder die Dichtungsmuffe stufenförmig aufgeweitet ist, kann ein hinreichender Platz für einen radialen Freiraum für eine Ausgleichsscheibe ermöglicht werden. Ein gutes Abdichten der Dichtungsmuffe an der Außenfläche erreicht wird, wenn die Dichtungsmuffe in einem an der radialen Außenfläche anliegenden Bereich mehrere Dichtlippen in unterschiedlichen axialen Positionen aufweist. Die Dichtlippen können beispielsweise als Erhebungen einer welligen Struktur ausgebildet sein.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Dichtungsfläche wenigstens eine umlaufende Rille aufweist, in welche in einer aufgeschobenen Position der Dichtungsmuffe ein umlaufender Wulst der Dichtungsmuffe eingreift. Dadurch können die Dichtungseigenschaften der Dichtungsmuffe verbessert werden und gleichzeitig kann ein Einrasten der Dichtungsmuffe in seine Sollposition durch ein Einschnappen des Wulstes in die Rille erreicht werden.
Die Dichtungseigenschaften und der Halt der Dichtungsmuffe auf der Dichtungsfläche können weiter verbessert werden, wenn wenigstens ein Teilbereich der Dichtungsfläche eine Riffelung aufweist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Außenmantel des Axialrollenlagers von einer Blechhülse gebildet, die die beiden Laufringe des Axialrollenlagers vor der Montage verliersicher fixiert. Das Axialrollenlager mit der Blechhülse kann zusammen mit der Dichtungsmuffe eine vormontierte Baugruppe bilden.
Ein hinreichender radialer Freiraum für die Ausgleichsscheibe kann insbesondere dann erreicht werden, wenn die Dichtungsmuffe einen an der Außenfläche anliegenden ersten Bereich mit einem kleineren Durchmesser und einen zweiten Bereich mit einem größeren Durchmesser aufweist. Der zweite Bereich überlappt axial mit der Ausgleichsscheibe, die zwischen der axialen Stirnseite des Axialrollenlagers und einer axialen Stirnseite des Achskörpers angeordnet ist.
Weitere Vorteile und charakteristische Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Achsschenkelbolzen-Lagerung mit einem Achsschenkelbolzen, einem Achsschenkel und einem Achskörper, und
2 einen Ausschnitt aus 1 mit einer Detaildarstellung eines Axialrollenlagers und einer Dichtungsmuffe.
1 zeigt schematisch eine Radaufhängung für ein lenkbares Vorderrad eines Kraftfahrzeugs. Ein Achsschenkel 14 ist schwenkbar gegenüber einem Achskörper 16 gelagert. Der Achsschenkel 14 und der Achskörper 16 sind über einen Achsschenkelbolzen 12 schwenkbar miteinander verbunden. Der Achsschenkelbolzen 12 ist über ein Lager 54 und ggf. über ein zusätzliches Lager 56 drehbar in dem Achsschenkel 14 gelagert. Der Achskörper 16 ist axial über ein Axialrollenlager 10 an einem Absatz 58 des Achsschenkels 14 abgestützt. Zwischen dem als Kegelrollenlager ausgebildeten Axialrollenlager 10 und einer Stirnseite 48 (2) des Achskörpers ist eine Ausgleichsscheibe 52 angeordnet, die ein axiales Spiel des Achskörpers 16 gegenüber dem Achsschenkel 14 auf ein Minimum begrenzt. Eine Dichtungsmuffe 18 dichtet einen Zwischenraum zwischen dem Axialrollenlager 10 und dem Achskörper 16 ab. In diesem Zwischenraum ist auch die Ausgleichsscheibe 52 angeordnet.
2 zeigt einen Ausschnitt aus 1 mit dem Axialrollenlager 10 und der Dichtungsmuffe 18 in einer detaillierteren Ansicht.
Das Axialrollenlager 10 umfasst einen oberen Laufring 40 und einen unteren Laufring 42, die jeweils eine Laufbahn aufweisen, in welcher Kegelrollen des Axialrollenlagers 10 laufen. Eine Blechhülse 38 fixiert die beiden Laufringe 40, 42 des Axialrollenlagers 10 verliersicher, so dass das Axialrollenlager 10 eine vormontierte Baugruppe bildet. Die Rollen sind in einem Lagerkäfig 60 geführt. Der untere Laufring 42 liegt auf dem Absatz 58 in einer Bohrung des Achsschenkels 14 auf, während die Blechhülse 38 die axiale Stirnseite des oberen Laufrings 40 umgreift. Die Ausgleichsscheibe 52 liegt auf einem radial verlaufenden Bereich der Blechhülse 38 auf und die axiale Stirnseite 48 des Achskörpers 16 ist auf der Ausgleichsscheibe 52 abgestützt, wenn über das Axialrollenlager 10 eine axiale Kraft übertragen wird.
Die Dichtungsmuffe 18 liegt mit drei Dichtlippen 20, die insgesamt eine wellenförmige Innenseite eines ersten Bereichs 44 der Dichtungsmuffe 18 bilden, an der radialen Außenfläche 19 des Axialrollenlagers 10 an. Die radiale Außenfläche 19 des Axialrollenlagers 10 ist die radiale Außenfläche der Blechhülse 38.
Die Dichtungsmuffe 18 umfasst einen Elastomerkörper 26 und eine metallische Versteifungshülse 24, die ein tiefgezogenes Blechteil ist. Die gesamte Dichtungsmuffe 18 hat eine Materialstärke von ca. 1,5 mm, die sich etwa zu gleichen Hälften auf den Elastomerkörper 26 und die Versteifungshülse 24 verteilt. Die Versteifungshülse 24 kann eine Armierung der Dichtungshülse bilden und der Elastomerkörper 26 kann an die Versteifungshülse 24 anvulkanisiert sein oder in die Versteifungshülse 24 eingepresst oder eingeklebt sein.
An einem dem Achskörper 16 zugewandten Ende hat die Versteifungshülse 24 eine radial verlaufende Umbördelung 28, deren axiale Stirnseite frei von Elastomermaterial ist. In der in 2 dargestellten, vollständig aufgeschobenen Position der Dichtungsmuffe 18 liegt die axiale Stirnseite der Umbördelung 28 an einem Absatz 30 des Achskörpers 16 an. In einem zweiten Bereich 46 der Dichtungsmuffe 18 hat diese einen im Vergleich zum Innendurchmesser D1 in dem ersten Bereich größeren Innendurchmesser D2. Zwischen den Bereichen 44, 46 weitet sich die Dichtungsmuffe 18 rampenförmig radial auf. In der in 2 dargestellten Dichtungskonfiguration endet diese Aufweitung auf der Höhe der axialen Stirnseite des Axialrollenlagers 10, so dass der weitere Durchmesser D2 in gewissen Grenzen ein radialer Freiraum für die Ausgleichsscheibe 52 geschaffen.
Der Achsschenkelbolzen 12 ist in eine Bohrung 62 des Achskörpers 16 eingesetzt. Konzentrisch zu der Bohrung ist eine im Wesentlichen zylindermantelförmige Dichtungsfläche 22 am Achskörper 16 ausgebildet. Der Dichtungsfläche 22 zum Gegenüberliegen vorgesehen ist die Oberfläche des Elastomerkörpers 26 mit einer Wellung 36 ausgebildet. Die Dichtungsfläche 22 umfasst in einem dem Absatz 30 zugewandten Bereich eine tiefere Rille 32. In der in 2 dargestellten Dichtungsposition der Dichtungsmuffe 18 greift ein Wulst 34 des Elastomerkörpers 26 der Dichtungsmuffe 18 in die Rille 32 ein. Der Wulst 34 und die Rille 32 bilden eine Rastverbindung zwischen der Dichtungsmuffe 18 und der Dichtungsfläche 22 in der Dichtungskonfiguration.
Die Dichtungsmuffe 18 und das Axialrollenlager 10 bilden eine vormontierbare Baugruppe. Zum Einbauen des Axialrollenlagers 10 ist die Dichtungsmuffe 18 gegenüber der in 2 dargestellten Konfiguration axial nach unten verschoben, so dass die Umbördelung 28 axial hinter die Stirnseite 50 des Axialrollenlagers 10 zurücktritt. Wenn die Dichtungsmuffe 18 über die Dichtungsfläche 22 geschoben wird, wird damit gleichzeitig das Axialrollenlager 10 verliersicher am Achskörper 16 fixiert. Auch dadurch kann die Montage vereinfacht werden. Zur Montage der Ausgleichsscheibe 52 kann die Dichtungsmuffe 18 zurück (in 2 nach axial unten) geschoben werden.

10: Axialrollenlager
12: Achsschenkelbolzen
14: Achsschenkel
16: Achskörper
18: Dichtungsmuffe
19: Außenfläche
20: Dichtlippe
22: Dichtungsfläche
24: Versteifungshülse
26: Elastomerkörper
28: Umbördelung
30: Absatz
32: Rille
34: Wulst
36: Wellung
38: Blechhülse
40: Laufring
42: Laufring
44: Bereich
46: Bereich
48: Stirnseite
50: Stirnseite
52: Ausgleichsscheibe
54: Lager
56: Lager
58: Absatz
60: Lagerkäfig
62: Bohrung
D1: Durchmesser
D2: Durchmesser

Claims

Abdichtung eines Lagers (10) einer Achsschenkelbolzen-Lagerung mit einem Achsschenkelbolzen (12) zum schwenkbaren Lager eines Achsschenkels (14) in einem Achskörper (16) mit einer Dichtungsmuffe (18) zum Abdichten eines Zwischenraums zwischen dem Lager (10) und dem Achskörper (16), wobei die Dichtungsmuffe (18) verschiebbar auf einer radialen Außenfläche (19) des Lagers (10) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmuffe (18) mit wenigstens einem Dichtbereich auf eine zumindest im Wesentlichen zylindrische Dichtungsfläche (22) des Achskörpers (16) zum abdichtenden Anliegen aufschiebbar ist.
Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmuffe (18) einen Elastomerkörper (26) mit dem Dichtbereich und eine Versteifungshülse (24) aus Metall umfasst.
Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungshülse (24) an einem dem Achskörper (16) zugewandten Ende eine radial verlaufende Umbördelung (28) aufweist, die in der aufgeschobenen Position der Dichtungsmuffe (18) an einem radialen Absatz (30) des Achskörpers (16) anliegt.
Abdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsfläche (22) einen größeren Durchmesser hat als die radiale Außenfläche (19).
Abdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmuffe (18) in einem an der radialen Außenfläche (19) anliegenden Bereich (44) mehrere Dichtlippen (20) in unterschiedlichen axialen Positionen aufweist.
Abdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Dichtungsfläche (22) wenigstens eine umlaufende Rille (32) eingearbeitet ist, in welche in einer aufgeschobenen Position der Dichtungsmuffe (18) ein umlaufender Wulst (34) der Dichtungsmuffe (18) eingreift.
Abdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilbereich der Oberfläche des Dichtbereichs ein Wellprofil (36) umfasst.
Abdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (19) des Lagers (10) von einer Blechhülse (38) gebildet ist, die zwei Laufringe (40, 42) des Lagers (10) verliersicher fixiert.
Abdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (10) und die Dichtungsmuffe (18) eine vormontierte Baugruppe bilden.
Abdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennnzeichnet, dass die Dichtungsmuffe (18) einen an der Außenfläche (19) anliegenden ersten Bereich (44) mit einem kleineren Durchmesser (D1) und einen zweiten Bereich (46) mit einem größeren Durchmesser (D2) aufweist, wobei der zweite Bereich (46) axial mit einer Ausgleichsscheibe (52) überlappt, die zwischen einer axialen Stirnseite (48) des Lagers (10) und einer axialen Stirnseite (50) des Achskörpers (16) angeordnet ist.
Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Lager (10) als ein Axialrollenlager (10) ausgebildet ist.