DE102013015911A1

DE102013015911A1 - Radlager mit optimierter Dichtung

Info

Publication number: DE102013015911A1
Application number: DE201310015911
Authority: DE
Inventors: Jörg Röhm; Michael John
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2014-04-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radlager (10) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend einen in einem Radträger (18) des Fahrzeug montierbaren Außenring (12) und einen mit einer Radnabe (20) verbindbaren Innenring (14), und weiterhin umfassend eine zwischen Außenring (12) und Innenring (14) angeordnete Dichtungskassette (22), die ein mit dem Außenring (12) verbundenes Trägerblech (24) und ein mit dem Innenring (14) verbundenes Läuferblech (26) umfasst, zwischen denen ein Elastomerring (28) angeordnet ist. Der Elastomerring (28) ist an einem der Bleche (24, 26) befestigt und dichtet am anderen Blech (26, 24) mittels mindestens einer Dichtlippe (30) ab. An der Seite des Außenrings (12) ist eine Ringnut (34) ausgebildet, und ein zum Außenring (12) hin umgebogenes Ende (32) erstreckt sich in Axialrichtung des Läuferblechs (26) in die Ringnut (34). Zwischen dem Innenring (14) und dem Außenring (12) befinden sich Wälzkörper (16).

Description

Die Erfindung betrifft ein Radlager mit optimierter Dichtung sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend ein derartiges Radlager.
Bei Radlagern liegen zwei relativ zueinander bewegliche Komponenten vor, nämlich einerseits ein Innenring sowie ein Außenring, die durch dazwischen abrollende Wälzkörper getrennt sind. In Rädern von Fahrzeugen ist der Innenring mit dem rotierenden Radflansch und der Außenring mit dem festen Achsschenkel verbunden. Zwischen dem Außenring und dem Innenring befinden sich beiderseits der Wälzkörper jeweils eine Dichtungskassette, welche das Radlager vor Schmutz- und Wassereintritt schützen soll. Diese wird gebildet von einem mit dem Außenring verbundenen feststehenden Trägerblech und einem mit dem Innenring verbundenen sich drehenden Läuferblech, zwischen denen jedoch zwangsläufig ein Spalt vorliegt. Um das Eindringen von Schmutzpartikeln oder Wasser durch den Spalt zu verringern, befindet sich ein Elastomerring mit Dichtlippen im Inneren der Dichtungskassette. Dennoch können nach wie vor durch den Spalt Schmutzpartikel und/oder Wasser in den Innenraum der Dichtungskassette eindringen und sich an den Dichtlippen absetzen. Diese werden dadurch abrasiv verschlissen, was in Konsequenz zum Ausfall des Radlagers führt.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2012 002 339 A1 schlägt zum Schutz eines Lagers vor einer Umgebung ein korrosionsbeständiges Element vor, das mittels einer Haftschicht mit einem drehbar gelagerten Flanschelement einer Kraftfahrzeugachse verbunden ist. Ein äußeres Lagerelement, das einem Außenring entspricht, ist mit einem Achsschenkel verbunden und über Lagerkörper relativ zu einem mit dem Flanschelement verbundenen inneren Lagerelement beweglich gelagert. Eine Dichtung ist fest mit dem äußeren Lagerelement verbunden und dichtet mittels Dichtlippen ab, die an einer Kontaktfläche des korrosionsbeständigen Elements anliegen.
Aufgabe der Erfindung ist es, Radlager mit alternativen oder verbesserten Dichtungen bereitzustellen.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Aufgabe ist in einem ersten Aspekt gelöst durch ein Radlager für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend einen in einem Radträger des Fahrzeugs montierbaren Außenring und einem mit einer Radnabe verbindbaren Innenring, und weiterhin umfassend eine zwischen Außenring und Innenring angeordnete Dichtungskassette, die ein mit dem Außenring verbundenes Trägerblech und ein mit dem Innenring verbundenes Läuferblech umfasst, zwischen denen ein Elastomerring angeordnet ist, der an einem der Bleche befestigt ist und am anderen Blech mittels mindestens einer Dichtlippe abdichtet, wobei an der Seite des Außenrings eine Ringnut ausgebildet ist und sich ein zum Außenring hin umgebogenes Ende in Axialrichtung des Läuferblechs in die Ringnut erstreckt. Über die Verbindungsstelle des Läuferblechs mit dem Innenring können weder Schmutz noch Feuchtigkeit in die Dichtungskassette oder das Radlager eindringen. Durch die Ausführung des Läuferblechs dergestalt, dass dieses sich über dessen zum Außenring umgebogenes Ende in die Ringnut des Außenrings erstreckt, wird vorteilhaft eine einfache Art von Labyrinthdichtung bereitgestellt, die als einziger möglicher Pfad von der Außenwelt zum Inneren der Dichtungskassette sowie weiter zum Inneren des Radlagers das Eindringen von Schmutzpartikeln und/oder Feuchtigkeit erschwert oder verhindert. Die erfindungsgemäße Dichtungskassette ist vorzugsweise auf der Innenseite des Fahrzeugs angeordnet. Eine solche Dichtungskassette kann auch auf der Außenseite oder beiden Seiten des Radlagers vorgesehen werden.
Der Elastomerring kann beispielsweise Naturkautschuk, vulkanisierten Kautschuk oder Silikongummi umfassen oder daraus bestehen. Die Befestigung erfolgt an einem der Bleche, also entweder am Läuferblech oder am Trägerblech, wobei an sich fachbekannte Befestigungsverfahren, wie beispielsweise Kleben, Aufschmelzen, Aufvulkanisieren oder Befestigen mittels Stiften, wie etwa Schrauben, Bolzen oder Nieten, verwendet werden können. Gemäß einer Weiterbildung liegen wenigstens zwei Dichtlippen innerhalb der Dichtungskassette vor, um eine redundante Dichtwirkung bereitzustellen.
Am Innenring kann das Läuferblech direkt ohne weiteres Umbiegen befestigt sein. Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist das Läuferblech im Axialschnitt U-förmig ausgebildet mit einer Außenflanke, die dem umgebogenen Ende entspricht und sich von einem Mittelabschnitt rechtwinklig in die Nut erstreckt, wobei sich der Mittelabschnitt vom Innenring im Wesentlichen in radialer Richtung seitlich außerhalb des Außenrings erstreckt, und mit einer Innenflanke, die nach einer weiteren Umbiegung des Mittelabschnitts am Innenring anliegt. Durch den Mittelabschnitt, der zwischen den Biegungen zur Innenflanke und zur Außenflanke insbesondere plan ausgebildet sein kann, wird vorteilhaft eine plane, im Fahrzeugbetrieb rotierende Oberfläche bereitgestellt, die zu geringeren Verwirbelungen führt und daher akustisch günstiger und weniger verschmutzungsanfällig ist.
In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der Außenring zur Ausbildung eines Fixieranschlages radial außerhalb der Ringnut weiter in Axialrichtung als radial innerhalb der Ringnut. Vorteilhaft wird somit ein Fixieranschlag bereitgestellt, der bei einem im Fahrzeug montierten Zustand des Radlagers auf einem entsprechenden Bauteil des Rads, insbesondere dem Achsschenkel, aufsitzt und bei Auftreten von Kräften entlang der Querachse des Fahrzeugs eine Verlagerung des Außenrings in axialer Richtung hin zum Bauteil verhindert.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Ringnut eine Tiefe von 1 mm bis 15 mm, vorzugsweise 3 mm bis 10 mm auf. Vorteilhaft wird dadurch eine ausreichende Tiefe für eine besonders gute Labyrinthdichtwirkung der Außenflanke des Läuferblechs erzielt, die sich als umgebogenes Ende des Läuferblechs im Sinne einer zur Ringnut gehörenden Feder in die Ringnut erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Ringnut eine radiale Erstreckung von 1 mm bis 7 mm auf, vorzugsweise 2 mm bis 4 mm auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen dem umgebogenen Ende des Läuferblechs und den Wänden der Ringnut in axialer und/oder radialer Richtung 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 2 mm. Vorteilhaft werden durch Abstände in diesen Bereichen besonders gute Labyrinthdichtwirkungen zwischen dem umgebogenen Ende des Läuferblechs und der Ringnut erzielt.
Die Aufgabe ist in einem weiteren Aspekt gelöst durch ein Fahrzeug, das ein Radlager wie vorstehend beschrieben umfasst. Bei dem Fahrzeug kann es sich gemäß einer Ausführungsform insbesondere um ein Kraftfahrzeug handeln. Die Radlager werden dabei gemäß einer Weiterbildung in angetriebenen Achsen verbaut, gemäß einer anderen Weiterbildung in nicht-angetriebenen Achsen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Radlager in Schienenfahrzeugen verbaut, gemäß einer noch weiteren Ausführungsform in nicht-angetriebenen Fahrzeuganhängern.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 einen Ausschnitt eines axialen Schnitts durch ein Radlager,
2 eine Detailansicht eines axialen Schnitts durch eine Dichtungskassette.
1 zeigt einen Ausschnitt eines axialen Schnitts durch ein Radlager 10, das einen Außenring 12, einen Innenring 14 und eine Anzahl an Wälzkörpern 16 umfasst. Der Außenring 12 ist mit einem ausschnittsweise gezeigten Radträger 18, der Innenring 14 mit einer Radnabe 20 verbunden. Über die Wälzkörper 16 sind der Außenring 12 und der Innenring 14 relativ zueinander beweglich angeordnet. Zur Verhinderung des Eindringens von Schmutzpartikeln und/oder Wasser beziehungsweise Feuchtigkeit in das Innere des Radlagers 10 ist eine Dichtungskassette 22 vorgesehen, die ein mit dem Außenring 12 verbundenes Trägerblech 24, ein mit dem Innenring 14 verbundenes Läuferblech 26 sowie einen zwischen den Trägerblech 24 und dem Läuferblech 26 angeordneten Elastomerring 28 umfasst. Der Elastomerring 28, der im gezeigten Fall am Trägerblech 24 befestigt ist, weist vorliegend zwei Dichtlippen 30a, 30b auf, die gegenüber dem Läuferblech 26 abdichten. Um ein Eindringen von Schmutzpartikeln und/oder Wasser beziehungsweise Feuchtigkeit in die Dichtungskassette 22 zu erschweren, weist das Läuferblech 26 ein umgebogenes Ende 32 auf, das sich in Axialrichtung, bezogen auf das Radlager 10, in eine Ringnut 34 des Außenrings 12 erstreckt. Das Läuferblech 26 und die Ringnut 34 bilden somit eine Labyrinthdichtung aus, die einen direkten Zugangspfad für Schmutzpartikel und/oder Wasser von außen in die Dichtungskassette 22 verhindert. Nicht dargestellt in 1 ist eine weitere Dichtungskassette, die links neben dem linken der beiden gezeigten Wälzkörper 16 anordenbar ist, und anders oder gleichartig ausgestaltet sein kann als die oben beschriebene Dichtungskassette 22. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Dichtungskassette 22 mit dem Trägerblech 24, dem Elastomerring 28 und dem Läuferblech 26. Das mit dem Innenring 14 verbundene Läuferblech 26, weist in der gezeigten Ausführungsform eine U-Form auf, wobei sich an einen sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Mittelabschnitt 36 eine am Innenring 14 anliegende Innenflanke 38 sowie eine sich in die Ringnut 34 erstreckende Außenflanke 32, die dem umgebogenen Ende 32 entspricht, anschließt. Der Außenring 12 erstreckt sich radial außerhalb der Ringnut 34 in Axialrichtung weiter als radial innerhalb, wodurch ein Fixieranschlag 40 ausgebildet wird, der eine Verlagerung in axialer Richtung hin zu einem entsprechenden Vorsprung 42 des Radträgers 18 verhindert.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existieren. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste

10: Radlager
12: Außenring
14: Innenring
16: Wälzkörper
18: Radträger
20: Radnabe
22: Dichtungskassette
24: Trägerblech
26: Läuferblech
28: Elastomerring
30a, b: Dichtlippe
32: umgebogenes Ende, Außenflanke
34: Ringnut
36: Mittelabschnitt
38: Innenflanke
40: Fixieranschlag
42: Vorsprung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012002339 A1 [0003]

Claims

Radlager (10) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend einen in einem Radträger (18) des Fahrzeugs montierbaren Außenring (12) und einen mit einer Radnabe (20) verbindbaren Innenring (14), und weiterhin umfassend eine zwischen Außenring (12) und Innenring (14) angeordnete Dichtungskassette (22), die ein mit dem Außenring (12) verbundenes Trägerblech (24) und ein mit dem Innenring (14) verbundenes Läuferblech (26) umfasst, zwischen denen ein Elastomerring (28) angeordnet ist, der an einem der Bleche (24, 26) befestigt und am anderen Blech (26, 24) mittels mindestens einer Dichtlippe (30) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass an der Seite des Außenrings (12) eine Ringnut (34) ausgebildet ist und sich ein zum Außenring (12) hin umgebogenes Ende (32) in Axialrichtung des Läuferblechs (26) in die Ringnut (34) erstreckt.
Radlager (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Läuferblech (26) im Axialschnitt U-förmig ausgebildet ist mit einer Innenflanke (38), die am Innenring (14) anliegt, einem Mittelabschnitt (36), der vom Innenring (14) sich im Wesentlichen in radialer Richtung seitlich außerhalb des Außenrings (12) erstreckt und einer Außenflanke (32), die sich vom Mittelabschnitt (36) rechtwinklig in die Ringnut (34) erstreckt.
Radlager (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Außenring (12) zur Ausbildung eines Fixieranschlags (40) radial außerhalb der Ringnut (34) weiter in Axialrichtung erstreckt als radial innerhalb der Ringnut (34).
Radlager (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (34) eine Tiefe aufweist von 1 mm bis 15 mm, vorzugsweise 3 mm bis 10 mm auf.
Radlager (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (34) eine radiale Erstreckung von 1 mm bis 7 mm, vorzugsweise 2 mm bis 4 mm aufweist.
Radlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem umgebogenen Ende (32) des Läuferblechs (26) und den Wänden der Ringnut (34) in axialer und/oder radialer Richtung 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 2 mm beträgt.
Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, umfassend ein Radlager (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.