DE102011012942B4

DE102011012942B4 - Radlagerung

Info

Publication number: DE102011012942B4
Application number: DE102011012942.1A
Authority: DE
Inventors: Wenshui Wang; Robert G. Sutherlin
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2015-11-19
Anticipated expiration: 2031-03-04
Also published as: CN102189988B; US20110221142A1; DE102011012942A1; US8353390B2; CN102189988A

Abstract

Radlageranordnung (10), welche umfasst: einen drehfesten Achsschenkel (12); ein Drehelement (14) mit einer konischen Außenfläche (40), in der eine Rille (42) ausgebildet ist, wobei an der Stelle, an der die konische Außenfläche (40) auf die Rille (42) stößt, ein Rand (64) ausgebildet ist; und eine Abschirmung (22), die an dem Achsschenkel (12) befestigt ist und einen Dichtring (58) aufweist, dessen radial inneres Ende mit einem Wulst (62) ausgebildet ist, wobei der Wulst (62) einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen dem Durchmesser des Rands (64) des Drehelements (14) entspricht, und der Wulst (62) auf den Rand (64) stößt und den Rand (64) in Form eines Gleitkontakts berührt, wobei der Wulst (62) das Drehelement (14) ansonsten nicht berührt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Anmeldung betrifft allgemein eine Radlageranordnung und im Spezielleren den Schutz des Radlagers und anderer Bauteile gegen ein Eindringen von Fremdstoffen.
Ein Raddrehzahlsensor erzeugt ein die Raddrehzahl darstellendes Signal, das einer elektronischen Steuereinheit als Eingabewert zugeführt wird. Solche Sensoren, die an einer Radlageranordnung angebracht sind, sind empfindlich für den Aufprall von Partikeln und für eine Beschädigung durch Fremdstoffe von dem Straßenbelag, die sich auf der magnetischen Codiereinrichtung ansammeln.
Eine Abdichtung oder Abschirmung, insbesondere aus Stahl oder einem anderen Metall, kann zu einer Geräuschentwicklung zwischen einem rotierenden Teil der Radlageranordnung und einem stationären Achsschenkel führen. Zur Geräuschvermeidung müsste eine Metallabschirmung einen Spalt in Bezug auf das rotierende Teil ausweisen, wodurch die Wirksamkeit der Abschirmung verringert wird.
Es besteht in der Technik ein Bedarf an einer Abdichtung oder Abschirmung, durch welche ein Eindringen von Fremdstoffen in das Innere einer Radlageranordnung, wo sich die Lager und der Drehzahlsensor befinden, verhindert oder begrenzt wird. Vorzugsweise würde die Abschirmung mit einem leichten Druck zur Erzeugung einer Presspassung einfach und rasch an dem Achsschenkel angebracht. Durch die Abschirmung sollte ein Reibungswiderstand zwischen der Abschirmung und einer rotierenden Halbwelle, welche Kraft auf die Radnabe überträgt, vermieden oder minimiert werden. Der Reibungswiderstand wird auf effektiv gleich null reduziert, wenn sich die Gummilippe bis auf eine Netto-Passung mit dem rotierenden Teil abnutzt. Die Abschirmung sollte in der Fertigung und in der Anbringung kostengünstig sein. Diese Aufgabe wird mit einer Radlagerung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Herkömmliche Radlageranordnungen und Abdichtungen für Lager sind aus den Druckschriften DE 10 2008 038 682 A1 , JP 2007-255 682 A , GB 1 140 208 A , US 6 588 935 B1 , WO 94/10 549 A1 , US 5 702 162 A , US 4 881 842 A , DE 10 2004 048 654 A1 und US 2009/0 123 101 A1 bekannt.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine erfindungsgemäße Radlageranordnung umfasst einen drehfesten Achsschenkel und ein Drehelement mit einer konischen Außenfläche, in der eine Rille ausgebildet ist. An der Stelle, an der die konische Außenfläche auf die Rille stößt, ist ein Rand ausgebildet. Ferner umfasst die Radlageranordnung eine Abschirmung, die an dem Achsschenkel befestigt ist und einen Dichtring aufweist, dessen radial inneres Ende mit einem Wulst ausgebildet ist. Der Wulst weist einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen dem Durchmesser des Rands des Drehelements entspricht. Der Wulst stößt auf den Rand und berührt den Rand in Form eines Gleitkontakts. Ansonsten berührt der Wulst das Drehelement nicht.
Die Abschirmung schützt ein nach innen gerichtetes Radlager und einen Raddrehzahlsensor vor einer Beschädigung durch Fremdstoffe, wie beispielsweise Wasser, Sand, Schmutz und harte Gegenstände. Wenn der Dichtring mit einem leichten Eingriff auf eine benachbarte Fläche aufgleitet, kommt es zu keiner übermäßigen Geräuschentwicklung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Querschnitt in einer Durchmesserebene durch eine Radlageranordnung, in die eine Abschirmung integriert ist;
2 ist ein Querschnitt ähnlich jenem aus 1, der jedoch einen vergrößerten Bereich detaillierter zeigt;
3 ist eine Perspektivansicht der Abschirmung, bei welcher der Dichtring auf dem Körper der Abschirmung aufliegt; und
4 ist ein Querschnitt, der die Abschirmung zeigt, welche eine Abdichtung bildet, die in Gleitkontakt mit dem Gleichlaufgelenk steht und einen engen Spalt in Bezug auf diese bildet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In den Zeichnungen, auf welche nun Bezug genommen wird, zeigt 1 eine Radlageranordnung 10, welche umfasst: ein feststehendes oder stationäres Element 12, wie beispielsweise einen Achsschenkel; ein Drehelement 14, wie beispielsweise eine Halbwelle, an dem ein Gleichlaufgelenk (GLG) 16 angebracht ist; eine Radnabe 18; ein äußeres Element 20; und eine Abschirmung 22.
Die Radnabe 18 ist um eine Zentralachse 24 herum drehbar auf einem Lager 26 gelagert. Dynamische Dichtungen 28, 30, die sich an axial entgegengesetzten Seiten des Lagers 26 befinden, halten Schmierstoff, wie beispielsweise Fett, innerhalb des Lagers 26 zurück. Den äußeren Laufring des Lagers 26 bildet die Innenfläche des äußeren Elements 20; den inneren Laufring des Lagers bildet die Außenfläche der Radnabe 18.
Das äußere Element 20 umfasst einen Flansch 32, der durch eine Reihe von um die Achse 24 herum winkelbeabstandet angeordneten Schrauben 34 an dem Achsschenkel 12 angebracht ist. Der Achsschenkel 12 ist mittels Schrauben an dem Fahrzeugfahrgestell angebracht und die Abschirmung 22 ist an dem Achsschenkel 12 angebracht.
In 1 und 2, auf welche nun Bezug genommen wird, ist das GLG 16 durch axiale Verzahnungskeile 36 an der Radnabe 18 befestigt, so dass sich die Radnabe 18 und das GLG 16 als eine Einheit drehen. Ein flexibler, plissierter Gummi-Faltenbalg 38 ist an seinem nach außen gerichteten Ende durch einen Träger 40 an der Oberfläche des GLG 16 und an seinem nach innen gerichteten Ende an der Halbwelle 14 befestigt. Eine Außenfläche 40 des GLG 16 ist konisch und mit einer Rille 42 ausgebildet, die sich benachbart zu der Abschirmung 22 befindet.
Wie in 2 und 3 gezeigt, umfasst die Abschirmung 22 eine axial ausgerichtete, kreiszylindrische Außenfläche 50, die durch eine Presspassung an der zylindrischen Innenfläche 52 des Achsschenkels 12 befestigt ist. Eine kreisförmige Lagerfläche 54, die sich in einer Ebene befindet, welche normal zu der Achse 24 verläuft, umgibt eine kreisförmige Mittenöffnung 56. Ein Dichtring 58 ist an der Lagerfläche 54 befestigt. Die Abschirmung 22 ist mit drei oder vier winkelbeabstandet angeordneten Ausnehmungen 60 ausgebildet, die durch den Kopf der drei oder vier Schrauben 34 in Eingriff genommen werden, mit denen der Achsschenkel 12 an dem Flansch 32 des äußeren Elements 20 befestigt wird, wodurch die Abschirmung 22 in ihrer speziellen Axial- und Winkelposition an dem Achsschenkel 12 gehalten wird. Vorzugsweise ist der Dichtring 58 aus einem Elastomer gefertigt. Die Abschirmung 22 kann aus einem Stanzmetall, einem Gummi oder einem spritzgegossenen Kunststoff bestehen.
Wie in 2–4 veranschaulicht, weist der Dichtring 58 die Form einer kreisförmigen Scheibe auf, deren radial inneres Ende mit einem (in 4 gezeigten) Wulst 62 ausgebildet ist, der in die Rille 42 des GLG 16 hinein vorsteht. In einer Ausführungsform bildet der Wulst 62 einen leichten Eingriff an dem Rand 64, der durch die Rille 42 und die Fläche 40 gebildet ist. An dieser Stelle weist der Wulst 62 einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen dem Durchmesser des Randes 64 entspricht. Falls die Rille 42 nicht in dem GLG ausgebildet ist, hat die Dichtfläche 66 des Dichtrings 58, der sich benachbart zu der Fläche 40 des GLG 16 befindet, einen Durchmesser, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser der konischen Fläche 40 entspricht, die sich benachbart zu der Dichtfläche 66 des Wulstes befindet. Ein Abflussloch 68 ist vorzugsweise durch die Dicke der zylindrischen Außenfläche 50 der Abschirmung 22 hindurch ausgebildet, wodurch eine Öffnung bereitgestellt ist, durch welche hindurch Verunreinigungen aus dem Raum zwischen der Fläche 40 und dem Lager 26 austreten können.
Abdichtungen werden je nach Stärkegrad des Kontakts mit der Fläche eines benachbarten oder damit zusammenpassenden Teils oder je nach Größe des Spaltes zwischen der Dichtung und der benachbarten Fläche in Klassen mit leichter, mittlerer und schwerer Presspassung unterteilt. Die Dichtfläche 66 des Wulstes 62 kann den Rand 64 oder die Außenfläche 40 in Form eines Gleitkontakts berühren, der einen leichten Eingriff von weniger als 0,2 mm aufweist. Alternativ dazu kann die Dichtfläche 66 des Wulstes 62 von dem Rand 64 oder der Außenfläche 40 beabstandet sein, wodurch ein geringfügiger Abstand oder Spalt geschaffen wird, dessen Breite geringer als 1,5 mm ist. In beiden Fällen wird durch die Dichtfläche 66 des Wulstes 62 und den Rand 64 oder die Außenfläche 40 des GLG 16 eine Abdichtung geschaffen, durch welche das Eindringen von Fremdstoffen, wie beispielsweise Sand, Schmutz, Wasser usw. an der Abdichtung vorbei begrenzt wird.