DE102014211191A1

DE102014211191A1 - Statischer Dichtungssitz

Info

Publication number: DE102014211191A1
Application number: DE102014211191.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kaiser; Ralf Heiss; Frank EICHELMANN; Kay Schumacher; Markus Reuter; Roland Langer; Jonas Lang
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerdichtung (4) eines als Radlager (1) ausgeführten Wälzlagers zwischen einem ersten drehstarren Lagerteil (5) und einem zweiten einstückig mit einem Radlagerflansch (8) verbundenen Lagerteil (7), zwischen denen Wälzkörper (6) geführt sind. Die Lagerdichtung (2) umfasst ein als Vordichtung ausgeführtes Schleuderblech (3), das an einer axial und radial ausgerichteten Kontur des zweiten Lagerteils (7) abgestützt ist und das mit dem Radlagerflansch (8) gemeinsam eine Fangrille (24) axial begrenzt. Eine an dem ersten Lagerteil (5) fixierte Armierung (22) einer Dichtungsgarnitur (4) ist zumindest bereichsweise von einem elastischen Dichtwerkstoff (21) umschlossen, aus dem zumindest zwei Dichtlippen (20, 28, 29) geformt sind, die schleifend oder nicht schleifend dem Schleuderblech (3) zugeordnet sind. In einem von dem Schleuderblech (3) und dem zweiten Lagerteil (7) begrenzten Hohlraum (13) ist lokal eine Dichtschnur (32) eingebracht, um einen Ringspalt (30) abzudichten, der sich zwischen dem Lagerteil (7) und dem Schleuderblech (3) einstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerdichtung eines als Radlager ausgeführten Wälzlagers gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Radlager von Fahrzeugen benötigen zur Erzielung einer hohen Lebensdauer beidseitige Abdichtungen des mit Schmiermittel befüllten und Wälzkörper enthaltenden Innenraumes. Dazu werden Schleuderbleche eingesetzt, die mit Dichtlippen ein Dichtlabyrinth bilden. Aus der DE 10 2009 052 311 A1 ist ein Radlager bekannt, das flanschseitig einen Schleuderring zur Abdichtung des Wälzlagers einschließt, der axiale Flächen für den schleifenden Dichtkontakt mit zwei axialen Dichtlippen aufweist. Über einen hohlzylindrischen Befestigungsbereich ist das Schleuderblech an dem Radflansch befestigt. In der DE 10 2010 034 385 A1 ist eine Lagerdichtung für Radlager gezeigt, bei der ein Schleuderblech an einem Radlagerflansch fixiert ist, das einstückig mit einem rotierenden Lagerring des Radlagers verbunden ist. An dem Schleuderblech sind Dichtlippen einer Dichtungsanordnung abgestützt, die mit dem weiteren drehstarren Lagerring gekoppelt sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein wirksames, die Montage vereinfachendes Abdichtungskonzept vorzustellen, das weiterhin eine exakte Einbaulage gewährleistet und das kostengünstig realisierbar ist.
Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die auf den Anspruch 1 rückbezogenen, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem von dem Schleuderblech und dem zweiten Lagerteil des Radlagers begrenzten Hohlraum lokal ein Dichtschaum oder eine Dichtschnur eingebracht, um einen Ringspalt abzudichten, der sich zwischen dem Lagerteil und dem Schleuderblech einstellt. Gegenüber einer herkömmlichen O-Ring-Abdichtung mit einer manuellen Montage bietet die Erfindung den Vorteil, die Abdichtung prozesssicher automatisiert durchzuführen. Gleichzeitig verringert sich entscheidend die Fehlerhäufigkeit, die beispielsweise durch einen fehlenden oder beschädigten O-Ring entstehen konnte. Die erfindungsgemäße, einfach durchführbare Abdichtung zeichnet sich durch reduzierte Montagekosten aus, die zu deutlich geringeren Herstell- oder Produktionskosten des Radlagers führen. Das vereinfachende konstruktive Abdichtungskonzept gewährleistet weiterhin eine exakte Einbaulage der Dichtschnur oder des Dichtschaumes, was zu einer verbesserten dauerfesten Dichtfunktion mit einer hohen Lebensdauer führt. Das konstruktive Abdichtungskonzept des Hohlraums gemäß der Erfindung bietet außerdem einen wirksamen Schutz gegen eine Verdrehung bzw. eine Relativbewegung des Schleuderblechs gegenüber dem zweiten Lagerteil.
Der erfindungsgemäß einsetzbare Dichtschaum kann vorteilhaft mittels eines Sprüh- oder Spritzverfahrens auf das Schleuderblech oder das Lagerteil aufgetragen werden. Der Dichtschaum ist damit dauerfest stoffschlüssig befestigt. Zum Auftragen von dem Dichtschaum eignet sich ein FIPFG-Verfahren (formed in place foam gasket), mit dem der Dichtschaum automatisiert, exakt dosiert mit in einer frei programmierbaren Geometrie bzw. einem Querschnittprofil direkt am Ort des Dichtungssitzes prozesssicher appliziert wird. Dabei besteht die Möglichkeit, bei Bedarf kundenspezifische Vorstellungen hinsichtlich der Geometrie des Dichtschaums zu realisieren. Das FIPFG-Verfahren bietet insbesondere im hohen Stückzahlbereich einen Kostenvorteil aufgrund der konstruktiven Fertigungsoptimierung und dem rationellen Ablauf von dem Auftragen des Dichtschaums.
Für die Dichtschnur eignet sich vorteilhaft eine Klebung zur Erreichung einer dauerfesten stoffschlüssigen Verbindung an einem den Hohlraum begrenzenden Bauteil, dem Lagerteil oder dem Schleuderblech.
Ferner bietet die Erfindung die Möglichkeit, sowohl die Dichtschnur als auch den Dichtschaum vor einem Zusammenbau des Radlagers in unterschiedlichen geometrischen Querschnittsformen zu gestalten. Beispielsweise ist die Dichtschnur und/oder der Dichtschaum mit einem runden, ovalen oder trapezförmigen Querschnittprofil auf ein Bauteil aufzutragen, welches den Hohlraum begrenzt.
Als bevorzugter Werkstoff für die erfindungsgemäße Abdichtung des Hohlraums, die Dichtschnur und den Dichtschaum, eignet sich Polyurethan (PUR). Alternativ dazu kann ein vergleichbarer dauerhaft formbeständiger und elastischer Kunststoff verwendet werden.
Weitere Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Figurenbeschreibungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt sind. Die dargestellten Ausführungsformen zeigen Beispiele von erfindungsgemäßen Lagerdichtungen. Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Dabei zeigt:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lagerdichtung für ein Radlager; und
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lagerdichtung für ein Radlager.
In der 1 ist ein Ausschnitt von einem Radlager 1 dargestellt, das für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) bestimmt ist. Detailliert ist der Aufbau einer Radlagerdichtung 2 gezeigt, die eine als Schleuderblech 3 ausgebildete Vordichtung sowie eine Dichtungsgarnitur 4 umfasst. Das Radlager 1 beinhaltet als erstes Lagerteil 5 einen äußeren, ortsfest positionierten Lagerring, der im Einbauzustand mit einem Radträger (nicht gezeigt) verbunden ist. Wälzkörper 6 sind außenseitig an dem Lagerteil 5 und innenseitig an einem zweiten Lagerteil 7, einem inneren Lagerring geführt, der einstückig mit einem radial ausgerichteten Radlagerflansch 8 verbunden ist. Das bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff hergestellte Schleuderblech 3 ist mittels einer Linienberührung einerseits über eine Abstützzone 10 an einer radial ausgerichteten Kontur, dem Radlagerflansch 8 sowie über einen inneren biegeelastischen Befestigungsabschnitt 11 an einer weitestgehend zylindrischen Kontur 12 der Nabe des zweiten Lagerteils 7 abgestützt. Zwischen diesen Kontaktpunkten verläuft das Schleuderblech 3 zur Darstellung eines Hohlraumes 13 beabstandet zu einem Innenradius 9 des zweiten Lagerteils 7.
Eine definierte vorgespannte Einbaulage wird erreicht, indem das Schleuderblech 3 an einer im zweiten Lagerteil 7 eingebrachten Stufe 14 verrastet. Dazu wird das Schleuderblech 3 auf der zylindrischen Kontur 12 aufgepresst. Von der Abstützzone 10 ausgehend bildet das Schleuderblech 3 einen abgewinkelten Schenkel 15, an den sich endseitig ein radialer Bord 25 anschließt. Zur Realisierung eines Dichtlabyrinths 16 greift der Bord 25 des Schleuderblechs 3 unter Einhaltung eines Dichtspaltes 17 in eine axiale Aufnahme 18 der Dichtungsgarnitur 4, die radial von einem Fortsatz 19 sowie einer Dichtlippe 20 begrenzt ist. Übereinstimmend sind der Fortsatz 19 sowie die Dichtlippe 20 aus einem elastischen Dichtwerkstoff 21, beispielsweise einem Elastomer, geformt, der zumindest begrenzt eine Armierung 22 der Dichtungsgarnitur 4 überdeckt. Zur Fixierung der Armierung 22 und folglich der Dichtungsgarnitur 4 umschließt ein abgewinkelter Abschnitt 23 der Armierung 22 eine Außenkontur des ersten Lagerteils 5.
Eine zur Aufnahme von Verunreinigungen bestimmte, außenseitig offene Fangrille 24 des Schleuderblechs 8 wird axial von dem Bord 25 sowie dem Radlagerflansch 8 begrenzt. Der endseitig gekröpfte Fortsatz 19 überdeckt weitestgehend die Öffnung der Fangrille 24 des Schleuderblechs 3 und ist bis auf einen Ringspalt 26 an den Radlagerflansch 8 geführt. Die Dichtlippe 20 bildet eine der Fangrille 24 des Schleuderblechs 3 nachgeschaltete Sammelrille 27, die im Unterschied zu der im Betriebszustand rotierenden Fangrille 24 drehstarr ist. Eine in die Sammelrille 27 eintretende Flüssigkeit gelangt ungehindert der Schwerkraft folgend in vertikaler Richtung an die tiefste untere Zone der Sammelrille 27 und anschließend an die Innenseite des Schleuderblechs 3. Bei Stillstand des Fahrzeugs oder fliehkraftbedingt im Fahrzustand durch das rotierende Schleuderblech 3 wird die Flüssigkeit zum Austritt aus der Radlagerdichtung 2 über den Dichtspalt 17 radial nach außen gefördert. Die Dichtlippe 20 bildet die erste von insgesamt drei elastischen Dichtlippen einer Dichtlippenanordnung der Dichtungsgarnitur 4, die übereinstimmend aus dem Dichtwerkstoff 21 geformt sind. Die mittlere Dichtlippe 28 ist schleifend an dem Schleuderblech 3 abgestützt. Die weitere, nicht schleifende Dichtlippe 29 ist radial nach innen zum Schleuderblech 3 ausgerichtet. Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Radlagerdichtung 2, bei der durch das Schleuderblech 3 im Fahrbetrieb weitestgehend sowohl Wasser als auch Schmutzpartikel radial abgeleitet und so von dem Dichtspalt 17 des Dichtlabyrinths 16 ferngehalten werden.
In dem Hohlraum 13, der von dem Schleuderblech 3 und dem Innenradius 9 des zweiten Lagerteils 7 begrenzt ist, befindet sich im Bereich von dem Radlagerflansch 8 eine Dichtschnur 32. Die Dichtschnur 32 ist vorzugsweise mittels einer Verklebung an einem Bauteil fixiert, das gemeinsam mit einem weiteren Bauteil den Hohlraum 13 begrenzt. Dabei ist die Dichtschnur 32 zur Abdichtung eines Ringspaltes 31 bestimmt, der sich zwischen dem Schleuderblech 3 und dem zweiten Lagerteil 7 einstellt. Zur Darstellung einer relativ großen Abdichtzone bildet die Dichtschnur 32 im Einbauzustand eine längsovale Querschnittsform.
Die 2 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform von einer Abdichtung des Hohlraumes 13, wobei für übereinstimmende Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die nachfolgende Beschreibung ist auf die gegenüber dem Ausführungsbeispiel von 1 abweichende Hohlraumabdichtung beschränkt. Gemäß der 2 ist in dem Hohlraum 13 ein Dichtschaum 33 zur Abdichtung des Ringspaltes 31 vorgesehen. Die Lage des Dichtschaums 33 ist im Vergleich zu der Dichtschnur 32 weiter entfernt von der Fangschale 24 und überdeckt dabei eine weitere Zone.
Bezugszeichenliste

1: Radlager
2: Radlagerdichtung
3: Schleuderblech
3: Schleuderblech
4: Dichtungsgarnitur
5: Lagerteil (erstes)
6: Wälzkörper
7: Lagerteil (zweites)
8: Radlagerflansch
9: Innenradius
10: Abstützzone
11: Befestigungsabschnitt
12: Kontur
13: Hohlraum
14: Stufe
15: Schenkel
16: Dichtlabyrinth
17: Dichtspalt
18: Aufnahme
19: Fortsatz
20: Dichtlippe
21: Dichtwerkstoff
22: Armierung
23: Abschnitt
24: Fangrille
25: Bord
26: Ringspalt
27: Sammelrille
28: Dichtlippe
29: Dichtlippe
30: Einpressfläche
31: Ringspalt
32: Dichtschnur
33: Dichtschaum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009052311 A1 [0002]
DE 102010034385 A1 [0002]

Claims

Lagerdichtung eines als Radlager (1) ausgeführten Wälzlagers, zwischen einem ersten drehstarren Lagerteil (5) und einem zweiten, einstückig mit einem Radlagerflansch (8) verbundenen Lagerteil (7), zwischen denen Wälzkörper (6) geführt sind, wobei die Lagerdichtung (2) folgenden Aufbau aufweist: – ein als Vordichtung ausgeführtes Schleuderblech (3), das an einer axial und radial ausgerichteten Kontur des zweiten Lagerteils (7) abgestützt ist und das mit dem Radlagerflansch (8) gemeinsam eine Fangrille (24) axial begrenzt, – eine über eine Armierung (22) an dem ersten Lagerteil (5) fixierte Dichtungsgarnitur (4), wobei die Armierung (22) zumindest bereichsweise von einem elastischen Dichtwerkstoff (21) umschlossenen ist, aus dem zumindest zwei Dichtlippen (20, 28, 29) geformt sind, die schleifend oder nicht schleifend dem Schleuderblech (3) zugeordnet sind, – ein sich zwischen dem Schleuderblech (3) und der Dichtungsgarnitur (4) einstellendes Dichtungslabyrinth (16), dadurch gekennzeichnet, dass in einem von dem Schleuderblech (3) und dem zweiten Lagerteil (7) begrenzten Hohlraum (13) lokal ein Dichtschaum (33) oder eine Dichtschnur (32) eingebracht ist, um einen Ringspalt (30) abzudichten, der sich zwischen dem Lagerteil (7) und dem Schleuderblech (3) einstellt.
Lagerdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtschaum (33) mittels eines Sprüh- oder Spritzverfahrens auf ein Bauteil aufgetragen ist, das den Hohlraum (13) begrenzt.
Lagerdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschnur (32) mittels einer Klebung stoffschlüssig an einem Bauteil fixiert ist, das den Hohlraum (13) begrenzt.
Lagerdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschnur (32) oder der Dichtschaum (33) vor einem Zusammenbau des Radlagers (1) in unterschiedlichen geometrischen Querschnittsformen rund, oval, trapezförmig aufgebracht werden kann.
Lagerdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Polyurethan (PUR) als Werkstoff für die Dichtschnur (32) und den Dichtschaum (33) eingesetzt ist.