DE102015003891B3

DE102015003891B3 - Dichtsystem für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015003891B3
Application number: DE102015003891.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Frisch; Johannes Albl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-09-29
Anticipated expiration: 2035-03-27

Abstract

Die Erfindung betrifft Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs umfassend ein rotierendes und ein feststehendes Dichtelement (16, 18). Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eines der Dichtelemente in Form einer flexiblen Dichtungskomponente (16) – Dichtring – aus einem flexiblen Werkstoff ausgebildet ist und dass das andere Dichtelement in Form einer starren Dichtungskomponente (18) – Dichtlippe – ausgebildet ist, wobei im montierten Zustand der Dichtring (16) und die Dichtlippe (18) derart zueinander angeordnet sind, dass die Dichtlippe (18) bereichsweise in den flexiblen Werkstoff des Dichtrings (16) hineinreicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtsystem für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
Radlager in Kraftfahrzeugen werden häufig durch verschiedene Vordichtsysteme vor Wasser- und Schmutzbeaufschlagung geschützt. Dadurch wird die abrasive Wirkung von Schmutz am Radlagerdichtsystem (meist Gummilippe) verringert und die Lebensdauer des Radlagers damit verlängert (⇒ Schmutzeintrag in die Dichtung verschleißt die Dichtlippe, wodurch Wasser in das Radlager gelangt und die Schmierwirkung des Fettes herabsetzt).
Vordichtsysteme basieren in der Regel neben der Ausnutzung der Abschleuderwirkung der rotierenden Umgebungs- und Radlagerbauteile auch auf langen und/oder engen Spalten, die entsprechenden Fertigungstoleranzen technisch gefertigter Bauteile unterworfen sind. Da in der Toleranzkette der Freigang des Systems auch bei ”worst case”-Paarungen gewährleistet sein muss, ist der Spalt bei nicht ”worst case”-Paarungen größer als nötig. Vordichtsysteme, die auf der Abschleuderwirkung der rotierenden Teile beruhen, sind außerdem wirkungslos, wenn das Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit/im Stand in tiefen Wasserbecken fährt/steht, da die Rotationsgeschwindigkeit und damit die Abschleuderwirkung zu gering ist bzw. entfällt.
Derartige Dichtsysteme für Radlageranordnungen eines Kraftfahrzeugs sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Lediglich beispielhaft wird auf die DE 10 2013 015 911 A1 verwiesen.
Ein gattungsgemäßes, sämtliche Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 aufweisendes Dichtsystem ist aus der US 2,668,068 A bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtsystem für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine verbesserte Dichtwirkung ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
In bekannter Art und Weise umfasst das Dichtsystem für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs ein rotierendes und ein feststehendes Dichtelement. Weiterhin ist in bekannter Art und Weise eines der Dichtelemente in Form einer flexiblen Dichtungskomponente – nachfolgend auch als Dichtring bezeichnet – ausgebildet, während das andere Dichtelement in Form einer starren Dichtungskomponente – nachfolgend auch als Dichtlippe bezeichnet – ausgebildet ist. Dabei sind im montierten Zustand Dichtring und Dichtlippe derart zueinander angeordnet, dass die Dichtlippe bereichsweise in den flexiblen Werkstoff des Dichtrings hineinreicht.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem flexiblen Werkstoff des Dichtrings um ein geschäumtes Material, beispielsweise Polyurethanschaum, Silikonschaum oder Memoryschaum.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Dichtsystems hat den Effekt, dass sich beim Fügen von Dichtring und Dichtlippe aufgrund des Eindringens der Dichtlippe in den Dichtring eine für die vorliegende Bauteilpaarung exakt abgestimmte, minimale Spaltbreite ergibt. In vorteilhafter Weise ist damit eine Erhöhung der Lebensdauer des Radlagers durch eine Minimierung der Schmutz- und Wasserbeaufschlagung gewährleistet.
Die konkrete Anordnung von Dichtring und Dichtlippe ist dabei unerheblich. So kann der Dichtring an einem feststehenden Bauteil der Radlageranordnung, wie z. B. Schwenklager bzw. Radträger, und die Dichtlippe an einem rotierenden Bauteil der Radlageranordnung, beispielsweise Gelenkwelle, angeordnet sein.
Denkbar ist aber auch eine entgegengesetzte Anordnung, d. h., dass der Dichtring am rotierenden Bauteil und die Dichtlippe am feststehenden Bauteil angeordnet sind.
Vorzugsweise ist dabei der flexible Werkstoff des Dichtrings unmittelbar auf dem feststehenden oder dem rotierenden Bauteil der Radlageranordnung aufgebracht. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine einfache und schnelle Montage gewährleistet.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Dichtring ein Trägerelement umfasst, in das der flexible Werkstoff integriert ist. Die Ausbildung des Dichtrings mit einem Trägerelement hat den Vorteil, dass bei einer Beschädigung des Dichtrings ein vereinfachter Austausch des Dichtrings ermöglicht wird.
Vorzugsweise weist der flexible Werkstoff des Dichtrings hydrophobe Materialeigenschaften auf. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass kein Wasser durch das Medium des Dichtrings zum Radlager sickern kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Dichtlippe bereichsweise mit einer spitzen und/oder scharfen Außenkontur ausgebildet. Dies hat den positiven Effekt, dass beim Fügen ein Eindrücken bzw. Freischneiden des flexiblen Werkstoffs des Dichtrings vereinfacht wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Dichtlippe als ein Bauteilfortsatz des feststehenden Bauteils oder des rotierenden Bauteils der Radlageranordnung ausgebildet ist. Denkbar ist aber auch, dass die Dichtlippe als ein separates Bauteil ausgebildet ist, welches am feststehenden Bauteil oder am rotierenden Bauteil der Radlageranordnung befestigt ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Zeichnung bedeutet:
1a eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Dichtsystems für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs vor der Montage;
1b das Dichtsystem aus 1a nach der Montage;
2a eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems vor der Montage, und
2b das Dichtsystem aus 2a nach der Montage.
1a zeigt ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnetes Dichtsystem für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs.
Von der schematisch dargestellten Radlageranordnung sind abschnittsweise lediglich ein Schwenklager/Radträger 12 und eine Gelenkswelle 14 dargestellt, zwischen denen das erfindungsgemäße Dichtsystem 10 wirksam ist.
Das erfindungsgemäße Dichtsystem 10 umfasst einen Dichtring 16 sowie eine Dichtlippe 18. Dabei ist der Dichtring 16 aus einem flexiblen Werkstoff, vorliegend aus aufgeschäumtem Polyurethanschaum, ausgebildet und unmittelbar auf die rotierende Gelenkswelle 14 aufgebracht. Die Dichtlippe 18 ist als ein einteiliger Materialfortsatz des Schwenklagers/Radträgers 12 ausgebildet und weist eine spitz zulaufende Außenkontur auf.
Die Situation nach einer Montage ist in 1b dargestellt.
Beim Fügevorgang von Schwenklager/Radträger 12 und Gelenkwelle 14. dringt die starre Dichtlippe 18 in das flexible Material des Dichtrings 16 ein. D. h. es stellt sich beim Fügen der individuell minimalste Spalt für diese Bauteilpaarung ein. Anschließend wird das flexible Material durch die auftretende Rotationsbewegung zwischen Schwenklager/Radträger 12 und Gelenkwelle 14 frei geschliffen.
Im späteren Betrieb wird das flexible Material des Dichtrings 16 abhängig von den Umgebungsparametern (Achssteifigkeit und -kinematik, Fahrverhalten des Nutzers, Fahrzeuggewicht, etc.) immer mehr frei geschliffen, allerdings wird das erfindungsgemäße Dichtsystem 10 immer einen engeren Spalt und damit eine bessere Vordichtwirkung aufweisen als ein System ohne diesem Konzept.
Das in 2a und 2b dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtsystems 10 entspricht im Wesentlichen dem in 1a und 1b dargestellten. Einziger Unterschied ist, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Dichtring 16 ein steifes Trägerelement 20 aufweist, in das das flexible Material integriert, beispielsweise geschäumt, ist.

Claims

Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs umfassend ein rotierendes und ein feststehendes Dichtelement (16, 18), wobei eines der Dichtelemente in Form eines flexiblen Dichtrings (16) aus einem flexiblen Werkstoff ausgebildet ist und das andere Dichtelement in Form einer starren Dichtlippe (18) ausgebildet ist, wobei im montierten Zustand der Dichtring (16) und die Dichtlippe (18) derart zueinander angeordnet sind, dass die Dichtlippe (18) bereichsweise in den flexiblen Werkstoff des Dichtrings (16) hineinreicht, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem flexiblen Werkstoff des Dichtrings (16) um ein geschäumtes Material handelt.
Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem geschäumten Material des Dichtrings (16) um Polyurethanschaum, Silikonschaum oder Memoryschaum handelt.
Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (16) an einem feststehenden Bauteil (12) der Radlageranordnung und die Dichtlippe (18) an einem rotierenden Bauteil (14) der Radlageranordnung angeordnet ist.
Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (16) an einem rotierenden Bauteil (14) der Radlageranordnung und die Dichtlippe (18) an einem feststehenden Bauteil (12) der Radlageranordnung angeordnet ist.
Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Werkstoff des Dichtrings (16) unmittelbar auf dem feststehenden Bauteil (12) oder dem rotierenden Bauteil (14) der Radlageranordnung aufgebracht ist.
Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (16) ein Trägerelement (20) umfasst, in das der flexible Werkstoff integriert ist.
Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Werkstoff des Dichtrings (16) hydrophobe Materialeigenschaften aufweist.
Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (18) bereichsweise mit einer spitzen und/oder scharfen Außenkontur ausgebildet ist.
Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (18) als ein Bauteilfortsatz des feststehenden Bauteils (12) oder des rotierenden Bauteils (14) der Radlageranordnung ausgebildet ist.
Dichtsystem (10) für eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (18) als ein separates Bauteil ausgebildet ist, welches am feststehenden Bauteil (12) oder am rotierenden Bauteil (14) der Radlageranordnung befestigt ist.