DE102011004901B4

DE102011004901B4 - sealing system

Info

Publication number: DE102011004901B4
Application number: DE201110004901
Authority: DE
Inventors: Armin Christ; Olaf Drewes
Original assignee: SAF Holland GmbH
Current assignee: SAF Holland GmbH
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2031-03-02
Also published as: DE102011004901A1

Abstract

Dichtungssystem, insbesondere Dichtungssystem für Radlageranordnungen von Nutzfahrzeugen, umfassend eine Rotoreinheit und eine Statoreinheit, welche in einem Lagerbereich drehbar zueinander gelagert sind, wobei die Rotoreinheit eine Nabe und die Statoreinheit eine Achse aufweist, wobei an die Rotoreinheit und die Statoreinheit eine Leckagequelle grenzt, wobei zwischen Leckagequelle und Rotor- und/oder Statoreinheit ein Druckraum vorgesehen ist, und wobei der Druckraum in Richtung des Lagerbereiches mittels einer Hochdruckdichtung abgedichtet ist.Sealing system, in particular sealing system for wheel bearing arrangements of commercial vehicles, comprising a rotor unit and a stator unit which are rotatably mounted to one another in a storage area, the rotor unit having a hub and the stator unit having an axis, a leakage source bordering on the rotor unit and the stator unit, with between Leakage source and rotor and / or stator unit, a pressure chamber is provided, and the pressure chamber is sealed in the direction of the storage area by means of a high-pressure seal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere zur Anwendung bei Radlageranordnungen von Nutzfahrzeugen.The present invention relates to a sealing system according to the preamble of claim 1, in particular for use in wheel bearing assemblies of commercial vehicles.

Derartige Dichtungssysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt, z. B. als Lagerdichtungen in denen Wälzlager gegen heraustretende Lagerschmierstoffe abgedichtet werden. Es werden dabei Dichtringe verwendet, die bei Temperaturanstieg im Lager und Ausdehnung der Lagerschmierstoffe verhindern, dass diese aus dem Lager herausgelangen können oder das Entweichen der Lagerschmierstoffe zumindest stark einschränken. Es besteht aber bei derartigen Lagerdichtungen das Problem, dass wenn außerhalb des Lagers ein höherer Druck anliegt, Stoffe, wie z. B. Schmutz, in den Lagerbereich gelangen können. Dies kann besonders dann der Fall sein, wenn an das Lager angrenzend ein hydraulisch betriebener Zusatzantrieb verwendet wird und an diesem eine Leckage von Hydraulikflüssigkeit auftritt. Diese Leckageflüssigkeit kann, bei hohem Druck im Hydraulikantrieb, in den Lagerbereich gelangen und dort große Schäden hervorrufen.Such sealing systems are known from the prior art, for. B. as bearing seals in which bearings are sealed against leaking bearing lubricants. In this case, sealing rings are used, which prevent temperature increase in the bearing and expansion of the bearing lubricants that they can get out of the camp or at least greatly restrict the escape of the bearing lubricants. But there is the problem in such a bearing seals that when outside the camp a higher pressure is applied, substances such. As dirt, can get into the storage area. This can be the case in particular if a hydraulically operated additional drive is used adjacent to the bearing and a leakage of hydraulic fluid occurs at the bearing. This leakage fluid can, at high pressure in the hydraulic drive, enter the storage area and cause great damage there.

Dokument DE 695 22 093 T2 zeigt eine Dichtungsvorrichtung einer umfassend einen Dichtungsring, auf dessen Seitenfläche ein hydraulischer Druck wirkt, wobei der Dichtungsring an einer Welle gehalten ist, während er in gleitender Verbindung mit einem Gehäuse steht.document DE 695 22 093 T2 shows a sealing device comprising a sealing ring, on the side surface of which a hydraulic pressure acts, wherein the sealing ring is held on a shaft, while it is in sliding connection with a housing.

Dokument DE 11 2008 003 387 T5 offenbart eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug bei welcher ein Lagerbereich durch eine innenseitige und eine außenseitige Dichtung gegen das Auslaufen von Fett und das Eindringen von Regenwasser oder Staub abgedichtet ist.document DE 11 2008 003 387 T5 discloses a wheel bearing apparatus for a vehicle in which a bearing portion is sealed by an inside and an outside seal against the leakage of grease and the ingress of rain water or dust.

Dokument DE 60 2004 013 038 T2 betrifft eine hydraulische Dichtvorrichtung eines Automatikgetriebes umfassend einen Dichtring mit einer Oberfläche modifizierten Fluorharzes, der das Betriebsöl hermetisch abdichtet.document DE 60 2004 013 038 T2 relates to a hydraulic sealing device of an automatic transmission comprising a sealing ring with a surface modified fluororesin, which hermetically seals the operating oil.

Es ist also Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Dichtungssystem bereitzustellen, welches gewährleistet, dass der Lagerbereich einer Radlageranordnung nicht nur gegen Entweichen von Schmierstoffen aus dem Lager gesichert ist, sondern darüber hinaus auch gegen das Eintreten von Fremdstoffen.It is therefore an object of the present invention to provide a sealing system which ensures that the bearing area of a wheel bearing assembly is not only secured against the escape of lubricants from the bearing, but also against the entry of foreign matter.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Dichtungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with a sealing system having the features of claim 1. Preferred embodiments result from the dependent claims.

Erfindungsgemäß umfasst das Dichtungssystem eine Rotoreinheit und eine Statoreinheit, die in einem Lagerbereich drehbar zueinander gelagert sind, wobei die Rotoreinheit eine Nabe und die Statoreinheit eine Achse aufweist, wobei an die Rotoreinheit und die Statoreinheit eine Leckagequelle grenzt, wobei zwischen Leckagequelle und Rotor- und/oder Statoreinheit ein Druckraum vorgesehen ist und wobei der Druckraum in Richtung des Lagerbereiches mittels einer Hochdruckdichtung abgedichtet ist. Kennzeichnend hierbei ist, dass die Rotoreinheit und die Statoreinheit drehbar zueinander gelagert sind. Dabei bedeutet die Namensgebung Rotor- bzw. Statoreinheit nicht unmittelbar, dass die Rotoreinheit der drehbare und die Statoreinheit der feststehende Teil ist, sondern es kann alternativ an dieser Stelle auch bevorzugt eine Funktionsumkehr vorgesehen sein, so dass die Statoreinheit drehbar gelagert ist und die Rotoreinheit mit z. B. einem Fahrzeugrahmen fest in Verbindung steht. Weiterhin grenzt an die Rotor- bzw. Statoreinheit eine Leckagequelle, also ein Bauteil oder eine Baugruppe aus welcher eine Leckage, zumeist eine Leckageflüssigkeit austritt. Diese Leckageflüssigkeit wird in dem dafür vorgesehenen Druckraum, welcher sich zwischen Leckagequelle, Rotor- und Statoreinheit befindet aufgenommen. Da es, zumeist aus Gründen des Umweltschutzes, nicht erwünscht ist, dass die Leckageflüssigkeit in die Umwelt abgegeben wird, ist der Druckraum als nach außen hin abgeschlossen ausgelegt. Der Lagerbereich ist der Bereich, in welchem die Lagerung von Rotoreinheit und Statoreinheit drehbar zueinander ausgeführt ist. Da derartige Lagerungen z. B. mittels eines Wälz- oder eines Gleitlagers einer ausreichenden Schmierung bedürfen, ist dieser Lagerbereich nach außen abgedichtet, so dass das verwendete Schmiermittel, z. B. Schmierfett oder Öl, nicht entweichen kann. Gleichzeitig dürfen in den Lagerbereich kein Schmutz oder ähnliche Fremdstoffe von außen eidringen. Aufgrund der Tatsache, dass die Rotor- und die Statoreinheit drehbar zueinander gelagert sind und nicht fest miteinander in Verbindung stehen, ergibt sich ein Spalt zwischen Rotor- und Statoreinheit, der als Verbindungskanal von Druckraum über diverse Zwischenräume bis hin zum Lagerbereich fungiert. Über diesen Spalt oder Kanal kann die aus der Leckagequelle entweichende Leckageflüssigkeit bis hin zum Lagerbereich gelangen und es muss entsprechend eine Abdichtung vorgesehen sein. Zu diesem Zweck ist zwischen Druckraum und Lagerbereich eine Hochdruckdichtung vorgesehen, welche den Druckraum in Richtung des Lagerbereichs, also den Spalt, der zwischen Druckraum und Lagerbereich vorhanden ist, in Richtung des Lagerbereiches abdichtet. Abdichten bedeutet, dass zunächst die Leckageflüssigkeit nicht vom Druckraum an der Hochdruckdichtung vorbei in Richtung des Lagerbereiches fließen kann. Da diese Dichtheit abhängig vom Druck p₁ vor der Hochdruckdichtung, bzw. im Druckraum, und dem Gegendruck p₂ auf der zum Lagerbereich hingewandten Seite der Hochdruckdichtung, nicht absolut möglich ist, besteht eine sekundäre Aufgabe der Hochdruckdichtung darin, ein ausreichend großes Druckverhältnis p₁ zu p₂ herzustellen. Dieses von der Hochdruckdichtung hergestellte Druckverhältnis kann dann als ausreichend groß angenommen werden, wenn eine tolerierbar kleine Menge an Leckageflüssigkeit an der Hochdruckdichtung vorbei gelangen kann und gleichzeitig der Druck hinter der Hochdruckdichtung, also vom Druckraum aus gesehen hinter der Hochdruckdichtung, so gering ist, dass eventuell weitere Dichtungen verhindern können, dass Leckageflüssigkeit in den Lagerbereich gelangt. In anderen Worten, besteht eine bevorzugte Aufgabe der Hochdruckdichtung darin, einen Druckverlust zu erzeugen, der so groß ist, dass eine Leckageströmung ganz unterbunden oder zumindest erheblich gestört wird. Bevorzugt ist die Hochdruckdichtung ein Dichtring mit profilartigem Querschnitt aus einem elastischen Material, wie beispielsweise FKM, NBR oder PTFE. Um die Stabilität des Dichtringes zu erhöhen und eine größere Anpressung an die Flächen, an denen er anliegt, zu erreichen, kann der Dichtring bevorzugt über eine Armierung, z. B. in Form eines einen metallischen Drahtes, verfügen.According to the invention, the sealing system comprises a rotor unit and a stator unit, which are mounted rotatably to one another in a storage area, wherein the rotor unit has a hub and the stator unit has an axis, wherein a leakage source borders the rotor unit and the stator unit, wherein between leakage source and rotor and / or or stator a pressure chamber is provided and wherein the pressure chamber is sealed in the direction of the storage area by means of a high-pressure seal. Characteristic here is that the rotor unit and the stator are rotatably mounted to each other. The naming rotor or stator unit does not directly mean that the rotor unit of the rotatable and the stator is the fixed part, but it may alternatively be provided at this point also preferably a function reversal, so that the stator is rotatably mounted and the rotor unit with z. B. a vehicle frame is firmly connected. Furthermore, a leakage source, that is to say a component or an assembly from which a leakage, usually a leakage liquid, is adjacent to the rotor or stator unit. This leakage fluid is received in the designated pressure chamber, which is located between the leakage source, rotor and stator. Since it is not desirable, mostly for reasons of environmental protection, that the leakage fluid is discharged into the environment, the pressure chamber is designed to be closed to the outside. The storage area is the area in which the bearing of the rotor unit and the stator unit is rotatable relative to one another. Since such storage z. B. by means of a rolling or plain bearing require adequate lubrication, this storage area is sealed to the outside, so that the lubricant used, for. As grease or oil, can not escape. At the same time, no dirt or similar foreign substances may enter the storage area from outside. Due to the fact that the rotor and the stator are rotatably mounted to each other and are not fixed to each other, there is a gap between the rotor and stator, which acts as a connecting channel of the pressure chamber via various spaces to the storage area. Via this gap or channel, the leaking from the leakage source leakage fluid can reach the storage area and it must be provided according to a seal. For this purpose, a high-pressure seal is provided between the pressure chamber and the bearing area, which seals the pressure space in the direction of the bearing area, ie the gap which is present between the pressure space and the bearing area, in the direction of the bearing area. Sealing means that initially the leakage fluid can not flow from the pressure chamber on the high-pressure seal in the direction of the storage area. Since this tightness depends on the pressure p ₁ before the high pressure seal, or in the pressure chamber, and the back pressure p ₂ on the Warehouse area facing the high pressure seal, is not absolutely possible, a secondary task of the high pressure seal is to produce a sufficiently large pressure ratio p ₁ to p ₂ . This pressure ratio produced by the high-pressure seal can then be assumed to be sufficiently large if a tolerable small amount of leakage fluid can pass the high pressure seal and at the same time the pressure behind the high pressure seal, so seen from the pressure chamber behind the high pressure seal, is so low that eventually further seals can prevent leakage fluid from entering the storage area. In other words, a preferred object of the high-pressure seal is to generate a pressure loss which is so great that a leakage flow is completely prevented or at least significantly disturbed. Preferably, the high-pressure seal is a sealing ring with a profile-like cross section of an elastic material, such as FKM, NBR or PTFE. In order to increase the stability of the sealing ring and to achieve a greater contact pressure on the surfaces against which it rests, the sealing ring may preferably have a reinforcement, for. B. in the form of a metallic wire, have.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lagerbereich gegen den Druckraum durch eine Lagerdichtung abgedichtet, wobei zwischen Hochdruckdichtung und Lagerdichtung ein Sekundärraum eingeschlossen ist. Diese Lagerdichtung verhindert sowohl das Eintreten von Fremdflüssigkeit oder Fremdstoffen in den Lagerbereich als auch das Heraustreten der Lagerschmierstoffe aus dem Lager. Aufgrund dieser zweiseitigen Funktionsweise der Lagerdichtung ist in der Hauptströmungsrichtung, d. h. der Strömungsrichtung der Leckageflüssigkeit vom Druckraum hin zum Lagerbereich, eine weniger gute Abdichtung durch die Lagerdichtung im Vergleich zur Hochdruckdichtung gegeben. Bevorzugt wird daher der Druck im Sekundärraum geringer gehalten als im Druckraum. Darüber hinaus wird gewährleistet, dass das Druckverhältnis über die Lagerdichtung p₂ zu p₃ geringer ist als das Druckverhältnis über die Hochdruckdichtung p₁ zu p₂, mit p₁ dem Druck im Druckraum, p₂ dem Druck im Sekundärraum und p₃ dem Druck im Lagerbereich. Der Sekundärraum erfüllt wie auch der Druckraum die Funktion, Leckageflüssigkeit zu speichern, wobei die Menge der zu speichernden Leckageflüssigkeit bevorzugt an die Betriebsbedingungen der Leckagequelle angepasst ist. Besonders bevorzugt sollen der Druckraum und der Sekundärraum so dimensioniert sein, dass sie eine bestimmte Menge an Leckageflüssigkeit aufnehmen können bevor die Gefahr besteht, dass Leckageflüssigkeit in das Lager eintritt oder im Druck- und Sekundärraum unter so hohem Druck steht, dass sie nach außen in die Umwelt gelangen kann. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen können mehrere Hochdruckdichtungen hintereinander geschaltet und zwischen diesen zusätzliche Sekundärräume vorgesehen sein. Vorteilhaft ist dies beispielsweise, wenn eine höhere Sicherheit und Redundanz vom Dichtungssystem gefordert wird oder eine prinzipielle Überdimensionierung des Dichtungssystems vorgesehen ist.In a preferred embodiment, the bearing area is sealed against the pressure chamber by a bearing seal, wherein between the high pressure seal and the bearing seal, a secondary space is included. This bearing seal prevents both the entry of foreign fluid or foreign matter in the storage area as well as the emergence of the bearing lubricants from the camp. Due to this two-sided operation of the bearing seal is in the main flow direction, ie the flow direction of the leakage fluid from the pressure chamber to the storage area, given a less good seal through the bearing seal compared to the high pressure seal. Preferably, therefore, the pressure in the secondary chamber is kept lower than in the pressure chamber. In addition, it is ensured that the pressure ratio across the bearing seal p ₂ to p _{3 is} less than the pressure ratio across the high pressure seal p ₁ to p ₂ , with p ₁ the pressure in the pressure chamber, p ₂ the pressure in the secondary chamber and p ₃ the pressure in Storage area. The secondary space as well as the pressure chamber fulfills the function of storing leakage fluid, wherein the amount of leakage fluid to be stored is preferably adapted to the operating conditions of the leakage source. Particularly preferably, the pressure chamber and the secondary chamber should be dimensioned so that they can absorb a certain amount of leakage liquid before there is a risk that leakage fluid enters the camp or in the pressure and secondary space is under such high pressure that they out into the Environment can reach. In further preferred embodiments, a plurality of high-pressure seals can be connected in series and provided between these additional secondary spaces. This is advantageous, for example, when greater safety and redundancy of the sealing system is required or a principle oversizing of the sealing system is provided.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Hochdruckdichtung gesichert gegen Verlagerung relativ zur Rotoreinheit und spielfrei an der Statoreinheit angeordnet. Dies bedeutet bevorzugt, dass die Hochdruckdichtung an ihrer Außenseite, also der Seite mit dem größeren Umfang gesichert gegen Verlagerung an der Rotoreinheit befestigt ist und mit ihrer Innenseite, der Seite mit geringerem Umfang spielfrei an der Statoreinheit schleift. Aufgrund der an der Innenseite geringeren Weglänge, also dem Umfang der Innenfläche, wird so der Widerstand durch Reibung gering gehalten, da die für die Reibung die effektive Berührungslänge kürzer ist als an der Außenseite der Hochdruckdichtung. Die Anbringung an der Rotoreinheit kann dabei bevorzugt so vorgenommen werden, dass die Hochdruckdichtung an z. B. einem Vorsprung oder Absatz angelagert ist, so dass sie bei erhöhtem Druck nach Auftreten einer Leckage nicht in Richtung des Lagerbereiches verschoben werden kann. Bevorzugt ist an der Rotoreinheit eine Stufe bzw. eine Nut vorgesehen, an der die Hochdruckdichtung, gegen Verschiebung gesichert, gelagert werden kann. Es kann auch bevorzugt sein, die Hochdruckdichtung mittels eines Spannringes oder einer Klebverbindung zu fixieren. Um die Reibung der Hochdruckdichtung an der Statoreinheit weiter zu minimieren, kann z. B. bevorzugt eine bestimmte Beschichtung auf der Innenseite der Hochdruckdichtung vorgesehen sein, welche leichteres Gleiten an der Statoreinheit ermöglicht. Weiterhin wird die Geometrie an der Innenseite so gewählt, dass z. B. eine Lippe gebildet ist, welche mit möglichst geringer Berührungsfläche und daher geringerem Widerstand auf der Statoreinheit gleiten kann.In a further preferred embodiment, the high-pressure seal is secured against displacement relative to the rotor unit and arranged without play on the stator unit. This preferably means that the high-pressure seal on its outer side, ie the side with the larger circumference secured against displacement on the rotor unit is fixed and grinds with its inside, the side with a lesser extent backlash on the stator. Due to the shorter on the inside path length, so the circumference of the inner surface, so the resistance is kept low by friction, since the friction for the effective contact length is shorter than on the outside of the high pressure seal. The attachment to the rotor unit can preferably be made so that the high pressure seal at z. B. a projection or paragraph is attached, so that they can not be moved in the direction of the storage area at elevated pressure after the occurrence of leakage. Preferably, a step or a groove is provided on the rotor unit, on which the high-pressure seal, secured against displacement, can be stored. It may also be preferred to fix the high-pressure seal by means of a clamping ring or an adhesive bond. In order to further minimize the friction of the high pressure seal on the stator, z. B. preferably a certain coating on the inside of the high pressure seal may be provided, which allows easier sliding on the stator. Furthermore, the geometry is chosen on the inside so that z. B. a lip is formed, which can slide with the smallest possible contact surface and therefore lower resistance on the stator.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Hochdruckdichtung derart ausgebildet, dass sie im unbelasteten Zustand einen geringeren Anpressdruck auf die, sich relativ zu ihr bewegende Statoreinheit ausübt, als im belasteten Zustand. Der belastete Zustand wird an dieser Stelle als der Zustand mit vorliegender Leckage und ansteigendem Druck im Druckraum definiert. Der unbelastete Zustand ist der Zustand, bei dem keine Leckage vorliegt und auch keine Notwendigkeit der Abdichtung durch die Hochdruckdichtung besteht. Im unbelasteten Zustand, ist es von Vorteil, wenn die Hochdruckdichtung nicht, oder zumindest nicht mit großer Kraft, auf die Statoreinheit einwirkt. Auf diese Weise kann der Reibungswiderstand im unbelasteten Zustand vermindert werden. Tritt im weiteren Verlauf eine Leckage auf, so soll, wenn der Druck im Druckraum ansteigt, die Hochdruckdichtung durch dessen Druckkraft so verformt werden, dass sie mit einer größeren Anpresskraft auf die Statoreinheit gepresst wird und auf diese Weise eine höhere Dichtheit erreicht wird. Bevorzugt wird die Hochdruckdichtung zu diesem Zweck aus elastischem Material hergestellt und eine Querschnittsgeometrie gewählt, bei welcher eine, möglichst groß gehaltene, von der Achse wegweisende Fläche vorgesehen ist, auf welche der Druck im Druckraum einwirkt und welche eine möglichst große Flächenlast auf den Teil der Hochdruckdichtung, der auf der Statoreinheit aufliegt, überträgt. Bevorzugt ist der Anpressdruck der Hochdruckdichtung auf die Statoreinheit proportional zum Druck im Druckraum bzw. im Sekundärraum, so dass bei steigendem Druck im Druck- bzw. Sekundärraum der Anpressdruck der Hochdruckdichtung auf die Statoreinheit steigt und somit auch die Dichtheit der Hochdruckdichtung.In a particularly preferred embodiment, the high-pressure seal is designed such that, in the unloaded state, it exerts a lower contact pressure on the stator unit moving relative to it than in the loaded state. The loaded state is defined at this point as the state with existing leakage and increasing pressure in the pressure chamber. The unloaded state is the state where there is no leakage and there is no need for sealing by the high pressure seal. In the unloaded state, it is advantageous if the high-pressure seal does not act, or at least not with great force, on the stator unit. In this way, the frictional resistance in the unloaded state can be reduced. Occurs in the course of a leak, so should, when the pressure in the pressure chamber increases, the high pressure seal are deformed by the pressure force so that they with a greater contact pressure is pressed onto the stator and in this way a higher tightness is achieved. Preferably, the high-pressure seal is made of elastic material for this purpose and selected a cross-sectional geometry, in which a, as large as possible, pointing away from the axis surface is provided, which acts on the pressure in the pressure chamber and which has the largest possible surface load on the part of the high pressure seal which rests on the stator unit transmits. Preferably, the contact pressure of the high pressure seal on the stator is proportional to the pressure in the pressure chamber or in the secondary chamber, so that with increasing pressure in the pressure or secondary space of the contact pressure of the high pressure seal on the stator increases and thus the tightness of the high pressure seal.

In einer bevorzugten Ausführungsform erzeugen Hochdruckdichtung und Lagerdichtung ein kaskadisches Druckgefälle, so dass der Druck p₁ im Druckraum größer ist als der Druck p₂ im Sekundärraum und dieser wiederum größer ist als der Druck p₃ im Lagerbereich, wobei das Druckgefälle über die Hochdruckdichtung Δp_HD = p₁ – p₂ groß genug ist, damit das Druckgefälle über die Lagerdichtung dem Grenzwert für deren Dichtheit Δp_LD = p₂ – p₃ nicht überschreitet. Es soll also bevorzugt mittels einer oder einer Vielzahl von Hochdruckdichtungen bzw. Lagerdichtungen eine gestufte Druckverteilung, von hohem Druck an der Leckagequelle bis hin zu möglichst niedrigem Druck vor der Lagerdichtung, erzeugt werden. Es können auf diese Weise ausgehend vom Grenzdruckverhältnis, bis zu welchem die Lagerdichtung gerade noch ausreichend dicht ist, die stromaufwärts liegenden Hochdruckdichtungen dimensioniert werden. Mit anderen Worten: Das von der Lagerdichtung vorgegebene Grenzdruckverhältnis definiert gemeinsam mit dem Druck im Lagerbereich p₃ die Auslegung der nötigen Dichtheiten an den stromauf liegenden Hochdruckdichtungen. Es können auf diese Weise bei der Planung des Dichtungssystems auf einfache Weise eine Überdimensionierung und Sicherheitsfaktoren vorgesehen werden und das Dichtungssystem auch für Anwendungen mit besonders strengen sicherheits- oder umwelttechnischen Anforderungen ausgelegt werden.In a preferred embodiment, the high-pressure seal and the bearing seal produce a cascading pressure gradient, so that the pressure p ₁ in the pressure chamber is greater than the pressure p ₂ in the secondary chamber and this in turn is greater than the pressure p ₃ in the bearing region, the pressure gradient across the high-pressure seal Δp _HD = p ₁ - p _{2 is} large enough so that the pressure drop across the bearing seal does not exceed the limit value for their tightness Δp _LD = p ₂ - p ₃ . It should therefore preferably by means of one or a plurality of high-pressure seals or bearing seals a stepped pressure distribution, from high pressure at the leakage source to the lowest possible pressure in front of the bearing seal, are generated. In this way, starting from the limiting pressure ratio up to which the bearing seal is just sufficiently dense, the upstream high-pressure seals can be dimensioned. In other words, the limit pressure ratio specified by the bearing seal, together with the pressure in the bearing area p _3, defines the design of the required tightness at the upstream high pressure seals. It can be provided in this way in the planning of the sealing system in a simple way an oversizing and safety factors and the sealing system can also be designed for applications with particularly stringent safety or environmental requirements.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Leckagequelle ein sowohl mit der Rotoreinheit als auch mit der Statoreinheit verbundener hydrostatischer Antrieb und die Leckageflüssigkeit ein, aus diesem austretendes, Hydrauliköl. Ein solcher hydrostatischer Antrieb wird von außen an die Radaufhängung eines Nutzfahrzeuges angeflanscht und liefert dem jeweiligen Rad zusätzlichen Antrieb. Der hydrostatische Antrieb wird zumeist mit Drücken betrieben, die deutlich über den Drücken liegen, welche z. B. in Radlageranordnungen vorliegen, so dass wenn eine Leckage auftritt, ein äußerst ausgeklügeltes Dichtungssystem vorgesehen sein muss, um das Übertreten von Hydrauliköl in die restlichen Fahrzeug- und Radlagerteile zu verhindern. Bevorzugt umfasst ein solcher hydrostatischer Antrieb einen Teil, welcher fest mit der Nabe verbunden ist und einen weiteren Teil, der fest mit der Achse verbunden ist, wobei der hydrostatische Antrieb ein Drehmoment zwischen diesen beiden Teilen aufbringt und an Achse und Nabe überträgt. Aufgrund dieser zwei zueinander beweglichen Teile des hydrostatischen Antriebes ist das Risiko, dass zwischen diesen Teilen eine Dichtung versagt und Leckageflüssigkeit austreten kann, relativ groß. Um zu verhindern, dass aus dem hydrostatischen Radantrieb austretende Leckageflüssigkeit die gesamte Radlageranordnung verlässt und in die Umwelt abgegeben wird, ist der hydrostatische Antrieb bevorzugt mit einer statischen Dichtung, d. h. einer Dichtung zwischen zwei sich nicht relativ zueinander bewegenden Teilen, mit der Radlageranordnung verbunden. in weiteren Ausführungsmöglichkeiten kann die Leckagequelle auch z. B. ein hydraulisch betriebenes Bremssystem sein, welches in abgedichteter Ausführung mit der Radlageranordnung verbunden ist und somit ebenfalls die eventuell auftretende Leckageflüssigkeit gegen Eintreten in den Lagerbereich abgesichert werden muss.In a preferred embodiment, the leakage source is a hydrostatic drive connected to both the rotor unit and the stator unit, and the leakage fluid is a hydraulic oil exiting therefrom. Such a hydrostatic drive is flanged from the outside to the suspension of a commercial vehicle and provides the respective wheel additional drive. The hydrostatic drive is usually operated with pressures that are well above the pressures, which z. B. in wheel bearing arrangements, so that when leakage occurs, an extremely sophisticated sealing system must be provided to prevent the passage of hydraulic oil into the remaining vehicle and wheel bearing parts. Preferably, such a hydrostatic drive comprises a part which is fixedly connected to the hub and a further part which is fixedly connected to the axle, wherein the hydrostatic drive applies a torque between these two parts and transmits to axle and hub. Due to these two mutually movable parts of the hydrostatic drive, the risk that a seal fails between these parts and leakage liquid can escape, relatively large. In order to prevent leakage fluid leaving the hydrostatic wheel drive leaving the entire wheel bearing assembly and being discharged into the environment, the hydrostatic drive is preferably provided with a static seal, i. H. a seal between two non-relatively moving parts, connected to the wheel bearing assembly. in other embodiments, the leakage source can also be z. Example, be a hydraulically operated brake system, which is connected in a sealed design with the wheel bearing assembly and thus also the possibly occurring leakage fluid must be secured against entering the storage area.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist an der Nabe und/oder der Achse ein Adapterelement vorgesehen, an welchem die Hochdruckdichtung angelagert ist, wobei die Abmessung des Adapterelements derart festgelegt sind, dass die Dichtungen unabhängig von der Geometrie der Achse und der Nabe auswählbar sind und wobei das Adapterelement an der Nabe oder der Achse, oder je ein Adapterelement an der Nabe und der Achse mittels einer form-, stoff- und/oder kraftschlüssigen Verbindung angelagert ist. Solche Adapterelemente können bevorzugt auf Welle aufschiebbare und in die Nabe einsetzbare Scheibenringe, Hülsen oder ähnliche bevorzugt rotationssymmetrische Bauteile sein. Sie können als z. B. Abstandshalter ausgeführt sein und sollen bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt den Einsatz von Standarddichtelementen ermöglichen, indem die Geometrien, an denen diese Standarddichtelemente angelegt werden, unabhängig von der Geometrie der Achse und der Nabe gemacht werden. Bevorzugt sind am Adapterelement weitere Ausformungen vorgesehen, welche möglich machen, dass die Dichtungen formschlüssig oder kraftschlüssig in das Adapterelement eingesetzt werden können. Besonders bevorzugt verfügen Adapterelemente, welche sich relativ zur Hochdruckdichtung oder Lagerdichtung bewegen, an den Kontaktflächen zu diesen Dichtungen über besonders vorteilhaft ausgeführte Oberflächengeometrien bzw. Oberflächenbeschaffenheiten, z. B. besonders glatte Oberflächen, so dass auf diese Weise die Reibung zwischen Dichtelement und Adapterelement deutlich verringert werden kann.In a particularly preferred embodiment, an adapter element is provided on the hub and / or the axle, to which the high-pressure seal is attached, wherein the dimension of the adapter element are set such that the seals are independent of the geometry of the axis and the hub selectable and the adapter element is attached to the hub or the axle, or depending on an adapter element on the hub and the axle by means of a positive, material and / or non-positive connection. Such adapter elements can preferably be pushed onto the shaft and insertable into the hub disc rings, sleeves or similar preferably rotationally symmetrical components. You can as z. As spacers are carried out and in the present invention preferably allow the use of standard sealing elements by the geometries to which these standard sealing elements are applied, regardless of the geometry of the axis and the hub are made. Preferably, further formations are provided on the adapter element, which make it possible that the seals can be positively or non-positively inserted into the adapter element. Particularly preferably, have adapter elements which move relative to the high pressure seal or bearing seal, on the contact surfaces to these seals on particularly advantageous executed surface geometries or surface textures, z. B. particularly smooth surfaces, so that in this way the friction between the sealing element and the adapter element can be significantly reduced.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Rotoreinheit einen Überdruckauslass auf, welcher vorzugsweise ein Überdruckventil umfasst. Dieser Überdruckauslass ermöglicht eine weitere Steigerung der Sicherheit des erfindungsgemäßen Dichtungssystem, da die in Druckraum und/oder Sekundärraum vorliegenden Drücke so gegen das Überschreiten festgelegter Grenzwerte gesichert werden können. Ist der Druck im Druckraum und/oder Sekundärraum so weit angestiegen, dass ein sicherer Betrieb der Hochdruck- und/oder Lagerdichtung nicht mehr gewährleistet ist, so kann die Leckageflüssigkeit über den Überdruckauslass nach außen abgegeben werden. Das Überdruckventil ermöglicht es den Druck, ab welchem die Leckageflüssigkeit durch den Überdruckauslass entweichen kann, einzustellen, wobei bevorzugt ein Druck am Überdruckventil eingestellt wird, welcher an die, dem Überdruckauslass stromab folgende Dichtung angepasst ist. Es kann bevorzugt sein, dass durch den Überdruckauslass entweichende Leckageflüssigkeit nicht in die Umwelt abgegeben wird, sondern in einem weiteren Sekundär- bzw. Druckraum aufgefangen wird. In a further preferred embodiment, the rotor unit has an overpressure outlet, which preferably comprises a pressure relief valve. This pressure relief allows a further increase in the safety of the sealing system according to the invention, since the pressures present in the pressure chamber and / or secondary space can be secured against exceeding specified limits. If the pressure in the pressure chamber and / or secondary chamber has risen so much that reliable operation of the high-pressure and / or bearing seal is no longer ensured, then the leakage fluid can be discharged to the outside via the overpressure outlet. The pressure relief valve makes it possible to set the pressure at which the leakage fluid can escape through the overpressure outlet, whereby preferably a pressure is set on the pressure relief valve, which is adapted to the seal following the overpressure outlet downstream. It may be preferred that leakage fluid escaping through the overpressure outlet is not discharged into the environment but is collected in another secondary or pressure chamber.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform grenzt der Überdruckauslass an den Druckraum und/oder an dem Sekundärraum. Es ist bevorzugt, einen oder eine Vielzahl von Überdruckauslässen derart in die Rotoreinheit einzubringen, dass die Sicherheit und Einstellbarkeit des Dichtungssystems gesteigert wird. Bevorzugt, um das Material der Rotoreinheit, bzw. der Nabe, nicht zu stark durch eingebrachte Bohrungen zu schwächen, kann nur ein Überdruckauslass, an den Druckraum grenzend, vorgesehen sein. Das in diesem Überdruckauslass vorgesehene Überdruckventil ist bevorzugt so eingestellt, dass, bei bekanntem Grenzdruckverhältnis der Hochdruckdichtung, es sich bei Überschreiten eines Druckes im Druckraum, der ein Überschreiten des maximal zulässigen Druckes vor der Lagerdichtung zur Folge hat, öffnet und die Leckageflüssigkeit aus dem Druckraum entweichen kann, die Hochdruckdichtung wieder dicht schließt und der Druck im Sekundärraum nicht weiter ansteigt.In a particularly preferred embodiment, the overpressure outlet adjoins the pressure space and / or the secondary space. It is preferred to introduce one or a plurality of overpressure outlets into the rotor unit in such a way that the safety and adjustability of the sealing system is increased. Preferably, in order not to weaken the material of the rotor unit, or the hub, too much by introduced bores, only an overpressure outlet, adjacent to the pressure chamber, can be provided. The overpressure valve provided in this overpressure outlet is preferably set so that, when the pressure ratio of the high pressure seal is known, when a pressure in the pressure space exceeding a maximum allowable pressure in front of the bearing gasket is exceeded, the leaked liquid escapes from the pressure space can, the high-pressure seal closes tight again and the pressure in the secondary chamber does not increase further.

In einer bevorzugten Ausführungsform öffnet sich das Überdruckventil bei einem Grenzdruck, welcher dem maximal erlaubten Betriebsdruck der stromab folgenden Dichtung angepasst ist. Dies bedeutet bevorzugt, dass Dichtungselemente mit bekanntem Betriebsverhalten verwendet werden, wobei besonders das maximale vom Dichtungselement aufrecht erhaltene Druckgefälle, von vor dem Dichtungselement bis hinter das Dichtungselement, bekannt sein muss. Dieses maximal mögliche Druckgefälle ist u. a. abhängig vom Fluid, gegen welches abgedichtet werden soll, den Betriebstemperaturen und von der Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit der Flächen an Rotor- und Statoreinheit, an welche das Dichtungselement angelagert wird. Bevorzugt kann auf diese Weise bereits beim Einbau des Überdruckventils, der richtige Druckwert, ab dem dieses schaltet, eingestellt werden und es sind keine aufwendigen Tests des Dichtungssystems nötig.In a preferred embodiment, the pressure relief valve opens at a limit pressure, which is adapted to the maximum permitted operating pressure of the downstream seal following. This means preferably that sealing elements are used with known performance, in particular, the maximum pressure gradient maintained by the sealing element, from before the sealing element to behind the sealing element, must be known. This maximum possible pressure gradient is u. a. depending on the fluid to be sealed against, the operating temperatures, and the geometry and surface finish of the rotor and stator assembly surfaces to which the seal member is attached. Preference can be set in this way already during installation of the pressure relief valve, the correct pressure value from which this switches, and there are no costly tests of the sealing system necessary.

Es ist von Vorteil, wenn der Druckraum, der Sekundärraum und/oder der Überdruckauslass mit einer Vorrichtung verbunden ist, welche austretende Leckageflüssigkeit von der Außenseite der Rotoreinheit her sichtbar macht. Bevorzugt wird hierzu ein, auf chemischer Reaktion der Leckageflüssigkeit mit einem entsprechenden Indikatorelement basierendes, Material verwendet, welches sich beispielsweise an den Ausgängen des Überdruckauslasses befindet. Weiterhin kann bevorzugt ein Röhrchen aus transparentem Material vorgesehen sein, in welchem sich Leckageflüssigkeit sammelt und von außen sichtbar wird. Diese Vorrichtung dient in erster Linie dazu, eine Leckage an der Radlageranordnung rechtzeitig zu signalisieren, damit eine Reparatur vorgenommen werden kann, bevor der Lagerbereich beschädigt wird oder größere Mengen an Leckageflüssigkeit in die Umwelt gelangen.It is advantageous if the pressure space, the secondary space and / or the overpressure outlet is connected to a device which makes leaking leakage fluid visible from the outside of the rotor unit. For this purpose, a material based on a chemical reaction of the leakage fluid with a corresponding indicator element is preferably used, which is located, for example, at the outlets of the overpressure outlet. Furthermore, a tube of transparent material may preferably be provided in which leakage liquid collects and is visible from the outside. This device is used primarily to signal a leak on the wheel bearing assembly in time, so that a repair can be made before the storage area is damaged or get larger amounts of leakage fluid into the environment.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungssystems mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Unterschiedliche Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele können im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden. Es zeigen:Further advantages and features will become apparent from the following exemplary description of a preferred embodiment of the sealing system according to the invention with reference to the accompanying figures. Different features of various embodiments may be combined with each other within the scope of the invention. Show it:

1 eine Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungssystems, 1 a sectional view of a first preferred embodiment of the sealing system according to the invention,

2 eine erste Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochdruckdichtung, 2 a first sectional view of a preferred embodiment of the high pressure seal according to the invention,

3 eine Schnittansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochdruckdichtung, 3 a sectional view of another preferred embodiment of the high pressure seal according to the invention,

4 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochdruckdichtung mit Adapterelement und 4 a sectional view of a preferred embodiment of the high-pressure seal according to the invention with adapter element and

5 eine weitere Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochdruckdichtung mit Adapterelement sowohl an der Nabe als auch an der Achse. 5 a further sectional view of a preferred embodiment of the high pressure seal according to the invention with adapter element both on the hub and on the axis.

In 1 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungssystems dargestellt. Bevorzugt ist eine Rotoreinheit 5, drehbar um eine Statoreinheit 7, gelagert und an der im Bild linken Seite ist weiterhin eine Leckagequelle 52 sowohl mit der Rotoreinheit 5 als auch mit Statoreinheit 7 verbunden. Die Leckagequelle 52 ist bevorzugt zweiteilig ausgeführt, wobei der äußere Teil mit der Rotoreinheit 5 verbunden ist und der innere mit der Statoreinheit 7. Zwischen diesen beiden, drehbar zueinander gelagerten Teilen ist ein Spalt dargestellt, durch welchen eine Leckageflüssigkeit LF in den, an der in der Figur linken Seite der Rotoreinheit 5 eingefügten Druckraum 1 einfließt. Der Druckraum 1 ist in der in 1 dargestellten, bevorzugten Ausführungsform eine in die Rotoreinheit 5 an deren linker Seite eingebrachte Mulde, welche durch die Leckagequelle 52, die Rotoreinheit 5 und die Statoreinheit 7 begrenzt wird. Aufgrund der Tatsache, dass die Rotoreinheit 5 und die Statoreinheit 7 nicht fest miteinander verbunden sind (Stoff- oder Formschluss), verbleibt zwischen diesen beiden Einheiten ein weiterer Spalt, durch welchen Leckageflüssigkeit LF den Druckraum 1 nach rechts hin verlassen kann. Dieser Spalt wird mit der Hochdruckdichtung 9 abgedichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Hochdruckdichtung 9 direkt zwischen Rotoreinheit 5 und Statoreinheit 7 angeordnet, wobei sie mit der Rotoreinheit 5 fest verbunden ist und auf der Statoreinheit 7 aufliegt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auch denkbar, dass der Druckraum 1 nach unten hin nicht von der Statoreinheit 7 begrenzt wird, sondern dass die Rotoreinheit 5 über einen Materialsteg verfügt, der nach links hin bis an die Leckagequelle 52 hin reicht, sodass der Druckraum 1 an drei seiner Seiten von der Rotoreinheit 5 begrenzt wird und mit seiner vierten Seite an die Leckagequelle 52 grenzt. Die Hochdruckdichtung 9 ist dann dementsprechend zwischen der Leckagequelle 52 und der Rotoreinheit 5 angeordnet. Vom Druckraum 1 aus gesehen hinter der Hochdruckdichtung 9 ist ein Sekundärraum 2 angeordnet. Dieser dient bevorzugt, wie auch der Druckraum 1, dem Sammeln eventuell auftretender Leckageflüssigkeit LF. Er wird nach oben hin begrenzt von der Rotoreinheit 5, nach unten von der Statoreinheit 7, zu seiner in der Figur linken Seite von der Hochdruckdichtung 9 und an seiner in der Figur rechten Seite von der Lagerdichtung 11. Die Lagerdichtung 11 wiederum grenzt den Sekundärraum 2 vom Lagerbereich 3 ab. Ihre primäre Aufgabe bei Nichtvorliegen einer Leckage besteht darin, das Austreten von Schmierstoffen aus dem Lagerbereich 3 in den Sekundärraum 2 zu verhindern. Ihre Fähigkeit, das Fließen von Leckageflüssigkeit aus dem Sekundärraum 2 in den Lagerbereich 3 zu verhindern, ist dabei geringer als die Fähigkeit der Hochdruckdichtung 9 Leckageflüssigkeit in dieser Richtung am Durchtreten zu hindern. Weiterhin in 1 dargestellt sind die Drücke p₁, p₂ und p₃, wobei p₁ der Druck im Druckraum 1, p₂ der Druck im Sekundärraum 2 und p₃ der Druck im Lagerbereich 3 ist. Im sogenannten belasteten Zustand, also bei Vorliegen einer Leckage an der Leckagequelle 52, wird der Druck p₁ im Vergleich zum Druck p₂ größer sein und der Druck p₂ seinerseits im Vergleich zu dem Druck p₃ größer sein. Dieses Druckgefälle von p₁ zu p₂ bzw. p₂ zu p₃ ist das zweckmäßig hergestellte Druckgefälle, welches dazu dient zu verhindern, dass die Leckageflüssigkeit von der Leckagequelle 52 bis hin zum Lagerbereich 3 gelangt. Im unbelasteten Zustand, also bei Normalbetrieb ohne Vorliegen einer Leckage wird der Druck p₃ im Lagerbereich 3 im Vergleich zu p₂ und p₁ groß sein und die Lagerdichtung 11 die einzige der eingezeichneten Dichtungen sein, die einem Druckgefälle standhalten muss. Die Abmessung des Druckraumes 1 und des Sekundärraumes 2 sind so gewählt, dass bei Auftreten einer Leckage genügend Leckageflüssigkeit LF aufgenommen werden kann, um für eine begrenzte Zeit einen sicheren Betrieb und ein Heraustreten der Leckageflüssigkeit LF aus der Rotoreinheit 5 bzw. Eintreten der Leckageflüssigkeit LF in dem Lagerbereich 3 gewährleistet ist. Bevorzugt soll im Druckraum 1 und Sekundärraum 2 so viel Leckageflüssigkeit LF aufgenommen werden können, dass der Leckagestrom aus der Leckagequelle 52 vollständig versiegt. Dies kann einerseits auftreten, wenn die gesamte oder der Großteil der Flüssigkeit aus der Leckagequelle 52 im Druckraum 1 und/oder Sekundärraum aufgenommen ist oder wenn der Gegendruck im Druckraum 1 so hoch ist, dass der Leckagestrom der Leckagequelle 52 zum Erliegen kommt. In der in 1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform grenzt an den Sekundärraum 2 ein Überdruckauslass 13, durch welchen im Sekundärraum 2 befindliche Leckageflüssigkeit LF entweichen kann und die Rotoreinheit 5 nach außen hin verlässt. Der Überdruckauslass 13 ist eine Sicherheitsvorrichtung, die verhindern soll, dass bei zu hohem Druck im Sekundärraum 2 Leckageflüssigkeit LF an der Lagerdichtung 11 vorbei in den Lagerbereich 3 gelangt. Stattdessen verlässt die Leckageflüssigkeit LF den Sekundärraum über den Überdruckauslass 13. Der Überdruckauslass 13 weist bevorzugt ein Überdruckventil 14 auf, an welchem der Druck einstellbar ist, bei dessen Erreichen sich das Überdruckventil 14 öffnet und Leckageflüssigkeit LF durch den Überdruckauslass 13 entweichen kann. In der Figur nicht gezeigt sind die weiteren bevorzugten Ausführungsformen, bei denen der Überdruckauslass 13, alternativ oder zusätzlich an den Druckraum 1 grenzt. Es lässt sich somit mit den Instrumenten Hochdruckdichtung 9, Lagerdichtung 11, Überdruckauslass 13 an den Druckraum 1 angrenzend, und Überdruckauslass 13, an den Sekundärraum angrenzend, ein kaskadisches Druckverhältnis von Leckagequelle 52 bis hin zum Lagerbereich 3 einstellen. Bevorzugt verbleiben die Überdruckventile 14 im laufenden Betrieb einstellbar, so dass im zusammengebauten Zustand der Radlageraufhängung – wenn Hochdruckdichtung 9 und Lagerdichtung 11 bereits verbaut sind und an diesen keine Änderungen mehr vorgenommen werden können – die Möglichkeit besteht, mittels der Überdruckventile 14 das kaskadische Druckverhältnis an geänderte Betriebsbedingungen und/oder Änderung der Sicherheitsanforderungen anzupassen. In der Figur ebenfalls nicht gezeigt sind weitere bevorzugte Ausführungsformen mit einer Vielzahl von Hochdruckdichtungen 9 und weiteren dazwischen liegenden Sekundärräumen 2. Es ergibt sich auf diese Weise die Möglichkeit, durch eine mehrstufige Abdichtung des Druckraums 1 gegenüber des Lagerbereiches 3, eine äußerst hohe Sicherheit gegen das Eintreten von Leckageflüssigkeit LF in den Lagerbereich 3 zu erreichen. Sämtliche auf 1 basierende Merkmale sind unabhängig davon, ob die Rotoreinheit 5, der rotierende Teil und die Statoreinheit 7, der feststehende und am Fahrzeug befestigte Teil ist oder ob andersherum die Rotoreinheit 5 an der Fahrzeugkonstruktion befestigt ist und die Statoreinheit 7 im Vergleich zur Rotoreinheit 5 rotiert.In 1 a first preferred embodiment of the sealing system according to the invention is shown. A rotor unit is preferred 5 , rotatable about a stator unit 7 , stored and on the left side of the picture is still a source of leakage 52 both with the rotor unit 5 as well as with stator unit 7 connected. The leakage source 52 is preferably designed in two parts, wherein the outer part with the rotor unit 5 is connected and the inner with the stator unit 7 , Between these two, rotatably mounted parts, a gap is shown, through which a leakage fluid LF in the, on the left side in the figure of the rotor unit 5 inserted pressure chamber 1 flows. The pressure room 1 is in the in 1 shown, a preferred embodiment in the rotor unit 5 At the left side introduced trough, which through the leakage source 52 , the rotor unit 5 and the stator unit 7 is limited. Due to the fact that the rotor unit 5 and the stator unit 7 are not firmly connected to each other (material or positive connection) remains between these two units another gap, through which leakage fluid LF the pressure chamber 1 can leave to the right. This gap is with the high pressure seal 9 sealed. In a preferred embodiment, this high pressure seal 9 directly between rotor unit 5 and stator unit 7 arranged, with the rotor unit 5 is firmly connected and on the stator unit 7 rests. In a further preferred embodiment, it is also conceivable that the pressure chamber 1 downwards not from the stator unit 7 is limited, but that the rotor unit 5 has a material web, the left to the source of leakage 52 enough, so the pressure chamber 1 on three of its sides from the rotor unit 5 is limited and with its fourth side to the source of leakage 52 borders. The high pressure seal 9 is then between the leakage source accordingly 52 and the rotor unit 5 arranged. From the pressure room 1 seen from behind the high pressure seal 9 is a secondary room 2 arranged. This is preferred, as well as the pressure chamber 1 , the collection of possibly occurring leakage fluid LF. It is bounded at the top by the rotor unit 5 , down from the stator unit 7 , to its left side in the figure of the high pressure seal 9 and on its right side in the figure of the bearing seal 11 , The bearing seal 11 in turn, it borders the secondary space 2 from the storage area 3 from. Their primary task in the absence of a leak is to prevent the leakage of lubricants from the storage area 3 in the secondary room 2 to prevent. Their ability to handle the flow of leakage fluid from the secondary compartment 2 in the storage area 3 to prevent, is less than the ability of the high pressure seal 9 To prevent leakage fluid in this direction from passing through. Continue in 1 the pressures p ₁ , p ₂ and p _{3 are shown} , where p _{1 is} the pressure in the pressure chamber 1 , p _{2 is} the pressure in the secondary chamber 2 and p ₃ the pressure in the storage area 3 is. In the so-called loaded state, ie in the presence of a leak at the leakage source 52 , the pressure p _{1 will be} greater in comparison to the pressure p ₂ and the pressure p _{2 in} turn will be greater in comparison with the pressure p ₃ . This pressure gradient from p ₁ to p ₂ or p ₂ to p ₃ is the appropriately produced pressure gradient, which serves to prevent the leakage fluid from the leakage source 52 up to the storage area 3 arrives. In the unloaded state, ie in normal operation without the presence of leakage, the pressure p ₃ in the storage area 3 be large compared to p ₂ and p ₁ and the bearing seal 11 the only one of the marked seals, which must withstand a pressure gradient. The dimension of the pressure chamber 1 and the secondary room 2 are chosen so that when leakage occurs enough leakage fluid LF can be added to a certain time for safe operation and leakage of the leakage fluid LF from the rotor unit 5 or entering the leakage fluid LF in the storage area 3 is guaranteed. Preferably should in the pressure room 1 and secondary room 2 so much leakage fluid LF can be absorbed that the leakage flow from the leakage source 52 completely dried up. This can happen on the one hand, if all or most of the liquid from the source of leakage 52 in the pressure room 1 and / or secondary space is included or if the back pressure in the pressure chamber 1 so high is that the leakage current of the leakage source 52 comes to a halt. In the in 1 shown, preferred embodiment adjacent to the secondary space 2 an overpressure outlet 13 through which in the secondary room 2 leakage fluid LF and the rotor unit can escape 5 leaves to the outside. The overpressure outlet 13 is a safety device designed to prevent excessive pressure in the secondary compartment 2 Leakage fluid LF at the bearing seal 11 over to the storage area 3 arrives. Instead, the leakage fluid LF leaves the secondary space via the overpressure outlet 13 , The overpressure outlet 13 preferably has a pressure relief valve 14 on, on which the pressure is adjustable, when it reaches the pressure relief valve 14 opens and leakage fluid LF through the pressure relief outlet 13 can escape. Not shown in the figure are the other preferred embodiments in which the pressure relief 13 , alternatively or additionally to the pressure chamber 1 borders. It can thus be with the instruments high pressure seal 9 , Bearing seal 11 , Overpressure outlet 13 to the pressure room 1 adjacent, and overpressure outlet 13 adjacent to the secondary space, a cascaded pressure source leakage source 52 up to the storage area 3 to adjust. Preferably, the pressure relief valves remain 14 adjustable during operation, so that in the assembled state of the wheel bearing suspension - if high-pressure seal 9 and bearing seal 11 are already installed and on these no changes can be made - the possibility exists, by means of pressure relief valves 14 to adjust the cascading pressure ratio to changed operating conditions and / or changes in safety requirements. Also not shown in the figure are further preferred embodiments with a plurality of High pressure seals 9 and other intervening secondary rooms 2 , This results in the possibility of a multi-stage sealing of the pressure chamber 1 opposite the storage area 3 , an extremely high level of safety against the entry of leakage fluid LF into the storage area 3 to reach. All on 1 based features are independent of whether the rotor unit 5 , the rotating part and the stator unit 7 , which is stationary and fixed to the vehicle part or vice versa, the rotor unit 5 attached to the vehicle construction and the stator unit 7 in comparison to the rotor unit 5 rotates.

In 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Hochdruckdichtung 9 dargestellt. Die Hochdruckdichtung 9 ist dabei zwischen der Nabe 51 und der Achse 71 angeordnet, wobei an der Nabe 51 ein Vorsprung vorgesehen ist, an welchem die Hochdruckdichtung 9 angelagert ist. Nicht in der Figur gezeigt ist der Druckraum 1, der sich in der Figur an der linken Seite der Hochdruckdichtung 9 befindet und der Sekundärraum 2, der sich in der Figur an der rechten Seite der Hochdruckdichtung 9 befindet. Bevorzugt ist im Belastungszustand der Druck p₁ auf der linken Seite der Hochdruckdichtung 9 größer als der Druck p₂ auf der rechten Seite der Hochdruckdichtung 9. Aufgrund dieser Druckdifferenz wird die Hochdruckdichtung 9 gegen den Vorsprung, der an Nabe 51 vorgesehen ist, gepresst und es wird, da sich die Hochdruckdichtung 9 relativ zur Nabe 51 nicht bewegt zwischen Hochdruckdichtung 9 und Nabe 51 ein Formschluss hergestellt. Weiterhin wird aufgrund des hohen Druckes p₁ die untere Lippe der Hochdruckdichtung 9, welche auf der Achse 71 aufliegt, gegen die Achse 71 gedrückt. Mit steigendem Druckverhältnis p₁ zu p₂ steigt somit die Anpresskraft dieser Lippe auf die Achse 71 und ebenfalls die Dichtheit zwischen Druckraum 1 und Sekundärraum 2. Bevorzugt wird ein gummiartiger Werkstoff oder ein ähnliches Elastomer als Herstellungsmaterial für die Hochdruckdichtung verwendet, wobei besonders bevorzugt auch eine metallische Armierung vorgesehen sein kann.In 2 is a preferred embodiment of the high pressure seal 9 shown. The high pressure seal 9 is between the hub 51 and the axis 71 arranged, being at the hub 51 a projection is provided on which the high-pressure seal 9 is attached. Not shown in the figure is the pressure chamber 1 in the figure on the left side of the high pressure seal 9 located and the secondary room 2 in the figure on the right side of the high pressure seal 9 located. In the loaded state, the pressure p ₁ on the left side of the high-pressure seal is preferred 9 greater than the pressure p ₂ on the right side of the high pressure seal 9 , Due to this pressure difference, the high pressure seal 9 against the projection, the hub 51 is provided, pressed and it will, as the high-pressure seal 9 relative to the hub 51 not moved between high pressure seal 9 and hub 51 made a positive connection. Furthermore, due to the high pressure p _1, the lower lip of the high pressure seal 9 , which are on the axis 71 rests against the axis 71 pressed. With increasing pressure ratio p ₁ to p ₂ thus increases the contact pressure of this lip on the axis 71 and also the tightness between the pressure chamber 1 and secondary room 2 , Preferably, a rubber-like material or a similar elastomer is used as a production material for the high-pressure seal, wherein a metal reinforcement can be particularly preferably provided.

In 3 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Hochdruckdichtung 9 dargestellt. Dabei ist die untere Lippe in Form eines gewölbten Abschnitts ausgebildet. Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass im unbelasteten Zustand, also ohne dass ein Druckverhältnis p₁ zu p₂ > 1 vorliegt und die untere Lippe wenig Berührungsfläche mit der Achse 71 aufweist und somit der Reibungswiderstand der Hochdruckdichtung an der Achse 71 und auf diese Weise der gesamte Gesamtreibungswiderstand der Radlagerkonstruktion deutlich verringert werden kann. Tritt im weiteren Verlauf eine Leckage auf und steigt der Druck p₁ gegenüber dem Druck p₂, so wird die untere Lippe der Hochdruckdichtung wie in 2 gezeigt gegen die Achse 71 gepresst und aufgrund der Mechanismen, welche bereits in 2 diskutiert wurden, wird bei höherem Druckverhältnis p₁ zu p₂ eine höhere Dichtheit erreicht.In 3 is a particularly preferred embodiment of the high pressure seal 9 shown. In this case, the lower lip is formed in the form of a curved portion. It has an advantageous effect that, in the unloaded state, ie without a pressure ratio p ₁ to p ₂ > 1, and the lower lip little contact surface with the axis 71 and thus the frictional resistance of the high pressure seal on the axle 71 and in this way the overall total friction resistance of the wheel bearing construction can be significantly reduced. Occurs in the further course of a leak and the pressure p _{1 increases} with respect to the pressure p ₂ , the lower lip of the high-pressure seal as in 2 shown against the axis 71 pressed and due to the mechanisms already in 2 have been discussed, a higher density is achieved at higher pressure ratio p ₁ to p ₂ .

4 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Hochdruckdichtung, wobei die Hochdruckdichtung 9 nicht direkt an der Nabe 51, sondern an einem Adapterelement 15 anliegt. Mithilfe des Adapterelements 15 kann die Hochdruckdichtung 9 unabhängig von der Geometrie der Nabe 51 eingebaut werden. Das Adapterelement 15 wird bevorzugt mittels form- oder kraftschlüssiger Verbindung an der Nabe 51 befestigt, wobei darauf geachtet werden muss, dass zwischen Adapterelement 15 und Nabe 51 keine Leckageflüssigkeit LF hindurchtreten kann. Nicht in der Figur gezeigt ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform, wobei zwischen Adapterelement 15 und Nabe 51 ein O-Ring aus elastischem Material oder eine ähnlich geartete statische Dichtung, d. h. Dichtung zwischen zwei sich nicht relativ zueinander bewegenden Teilen vorgesehen ist. Es ist vorteilhaft, wenn das Adapterelement 15 über Ausformungen verfügt, welche es ermöglichen, die Hochdruckdichtung in das Adapterelement 15 einzusetzen und in dieser Einbauposition zu fixieren. Dazu verfügt das Adapterelement 15 bevorzugt über eine Nase, in der Figur auf seiner linken Seite, gezeigt, an welcher vorbei die Hochdruckdichtung eingeführt werden kann und dann in eingebaute Stellung einrastet. Es ist auch denkbar, Hochdruckdichtung und Adapterelement 15 bereits in einem vorausgehenden Montageschritt zusammenzufügen und anschließend gemeinsam zwischen Nabe 51 und Achse 71 anzuordnen. Bevorzugt ermöglicht der Einsatz eines oder mehrere Adapterelement 15 die Verwendung normierter Dichtelemente, wie z. B. profilierte Dichtringe nach Norm. 4 shows a particularly preferred embodiment of the high pressure seal, wherein the high pressure seal 9 not directly at the hub 51 but on an adapter element 15 is applied. Using the adapter element 15 can the high pressure seal 9 regardless of the geometry of the hub 51 to be built in. The adapter element 15 is preferred by means of positive or non-positive connection to the hub 51 attached, while making sure that between adapter element 15 and hub 51 no leakage fluid LF can pass. Not shown in the figure is a further preferred embodiment, wherein between adapter element 15 and hub 51 an O-ring made of elastic material or a similar kind of static seal, that is provided seal between two not relatively moving parts. It is advantageous if the adapter element 15 has moldings that allow the high pressure seal in the adapter element 15 insert and fix in this installation position. The adapter element has this feature 15 preferably via a nose, shown in the figure on its left side, on which past the high-pressure seal can be inserted and then locks in the installed position. It is also conceivable high-pressure seal and adapter element 15 already put together in a previous assembly step and then jointly between hub 51 and axis 71 to arrange. Preferably, the insert allows one or more adapter element 15 the use of standardized sealing elements, such. B. profiled sealing rings according to standard.

5 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Hochdruckdichtung, wobei diese zwischen zwei Adapterelementen 15 angeordnet ist. Es ist dabei das untere Adapterelement 15 gegen Verlagerung relativ zur Achse 71 gesichert und das obere Adapterelement 15 gegen Verlagerung relativ zur Nabe 51 gesichert vorgesehen. Die Hochdruckdichtung 9 weist eine weitere bevorzugte Ausführungsform auf, wobei die untere Lippe hier im unbelasteten Zustand gezeigt ist, wobei die Berührungsfläche zwischen dem unteren Adapterelement 15 und der Hochdruckdichtung 9 entsprechend gering ist, so dass ein geringer Reibungswiderstand auftritt. Bevorzugt kann die Oberflächenqualität des unteren Adapterelements 15 im Bereich, in dem es an der Hochdruckdichtung 9 reibt mit besonders hoher Güte vorgesehen sein, so dass ein nicht nur von der Hochdruckdichtung 9 ausgehend geringer Reibungswiderstand zu erwarten ist, sondern auch die Oberflächengüte des Adapterelements 15 ein leichtes Gleiten der Hochdruckdichtung 9 auf dem unteren Adapterelement 15 erlaubt. Die beiden Adapterelemente 15 weisen jeweils auf ihrer rechten Seite einen Vorsprung auf, der als Anschlag für die Hochdruckdichtung dient. Die Hochdruckdichtung ist somit bei Anliegen eines Druckverhältnisses p₁ zu p₂ > 1 gegen Verlagerung hin zum niedrigeren Druck, also in der Figur rechts, gesichert. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen, welche nicht in den Figuren gezeigt sind, können mehrere Adapterelemente 15 kumulativ sowohl auf der Nabenseite als auch auf der Achsenseite angeordnet sein. 5 shows a particularly preferred embodiment of the high pressure seal, which between two adapter elements 15 is arranged. It is the lower adapter element 15 against displacement relative to the axis 71 secured and the upper adapter element 15 against displacement relative to the hub 51 secured provided. The high pressure seal 9 shows a further preferred embodiment, wherein the lower lip is shown here in the unloaded state, wherein the contact surface between the lower adapter element 15 and the high pressure seal 9 is correspondingly low, so that a low frictional resistance occurs. Preferably, the surface quality of the lower adapter element 15 in the area where it is at the high pressure seal 9 be provided with particularly high quality rubbing, so that not only from the high pressure seal 9 starting low frictional resistance is expected, but also the surface quality of the adapter element 15 a slight glide of the high pressure seal 9 on the lower adapter element 15 allowed. The two adapter elements 15 each have on their right side a projection which serves as a stop for the high-pressure seal. The high-pressure seal is thus secured in the case of a pressure ratio p ₁ to p ₂ > 1 against displacement towards the lower pressure, ie in the figure to the right. In further preferred embodiments, which are not shown in the figures, a plurality of adapter elements 15 cumulatively arranged on both the hub side and on the axle side.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Druckraumpressure chamber
22: Sekundärraumsecondary chamber
33: Lagerbereichstorage area
55: Rotoreinheitrotor unit
77: Statoreinheitstator
99: HochdruckdichtungHigh pressure seal
1111: Lagerdichtungbearing seal
1313: Überdruckauslassover-pressure
1414: ÜberdruckventilPressure relief valve
1515: Adapterelementadapter element
5151: Nabehub
5252: Leckagequelleleak source
7171: Achseaxis
pp: Druckprint
LFLF: Leckageflüssigkeitleaking fluid

Claims

Sealing system, in particular sealing system for wheel bearing arrangements of commercial vehicles, comprising a rotor unit ( 5 ) and a stator unit ( 7 ) stored in a storage area ( 3 ) are rotatably mounted to each other, wherein the rotor unit ( 5 ) a hub ( 51 ) and the stator unit ( 7 ) an axis ( 71 ), wherein to the rotor unit ( 5 ) and the stator unit ( 7 ) a leakage source ( 52 ), wherein between leakage source and rotor and / or stator unit ( 5 . 7 ) a pressure chamber ( 1 ) is provided, and wherein the pressure chamber ( 1 ) in the direction of the storage area ( 3 ) by means of a high pressure seal ( 9 ) is sealed.

Sealing system according to claim 1, wherein the storage area ( 3 ) against the pressure chamber ( 1 ) by a bearing seal ( 11 ) and between high-pressure seal ( 9 ) and bearing seal ( 11 ) a secondary space ( 2 ) is included.

Sealing system according to one of the preceding claims, wherein the high-pressure seal ( 9 ) secured against displacement relative to the rotor unit ( 5 ) and play free on the stator unit ( 7 ) is arranged.

Sealing system according to one of the preceding claims, wherein the high-pressure seal ( 9 ) is designed such that it in the unloaded state a lower contact pressure on the relative to her moving stator ( 7 ) as in the loaded condition.

Sealing system according to one of the preceding claims, wherein the high-pressure seal ( 9 ) and the bearing seal ( 11 ) create a cascading pressure gradient, so that the pressure p ₁ in the pressure chamber ( 1 ) is greater than the pressure p ₂ in the secondary space ( 2 ) and this is greater than the pressure p ₃ in the storage area ( 3 ), wherein the pressure gradient Ap _HD = p ₁ - p ₂ via the high pressure seal ( 9 ) must be so large that the pressure gradient across the bearing seal ( 11 ) does not exceed the limit for their tightness Ap _LD = p ₂ - p ₃ .

Sealing system according to one of the preceding claims, wherein the leakage source ( 52 ) with both the rotor unit ( 5 ) as well as with the stator unit ( 7 ) is connected hydrostatic drive and wherein the leakage fluid from this leaking hydraulic oil.

Sealing system according to one of the preceding claims, wherein at hub ( 51 ) and / or axis ( 71 ) an adapter element ( 15 ) is provided, on which the high-pressure seal ( 9 ), wherein the dimensions of the adapter element ( 15 ) is set such that the seals ( 9 . 11 ) regardless of the geometry of the axis ( 71 ) and the hub ( 51 ), and wherein the adapter element ( 15 ) at the hub ( 51 ) or the axis ( 71 ), or one adapter element each ( 15 ) to hub ( 51 ) and axis ( 71 ) is attached by means of a positive, material and / or non-positive connection.

Sealing system according to one of the preceding claims, wherein the rotor unit ( 5 ) an overpressure outlet ( 13 ), which preferably has a pressure relief valve ( 14 ).

Sealing system according to claim 8, wherein the overpressure outlet ( 13 ) to the pressure chamber ( 1 ) and / or to the secondary space ( 2 ) borders.

Sealing system according to one of claims 8 to 9, wherein the overpressure valve ( 14 ) opens at a limit pressure which corresponds to the maximum permitted operating pressure of the downstream seal ( 9 . 11 ) is adjusted.

Sealing system according to one of claims 8 to 10, wherein the pressure chamber ( 1 ) and / or the secondary space ( 2 ) and / or the overpressure outlet ( 13 ) is connected to a device which exiting Leakage fluid from the outside of the rotor unit ( 5 ) makes visible.