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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung einer Radlageranordnung eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Radlageranordnung.
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Eine Radlageranordnung für ein Fahrzeug umfasst im Allgemeinen mindestens ein Wälzlager mit einem Lageraußenring und einem verdrehbar dazu ausgebildeten Lagerinnenring, die einen Lagerinnenraum definieren, in dem Wälzkörper angeordnet sind. Dabei kann der Lagerinnenring drehfest auf einem Achszapfen angeordnet sein, wobei der Achszapfen die Radlageranordnung mit einer Bremsscheibe oder mit einer Bremstrommel verbinden kann. Eine derartige Radlageranordnung kann weiterhin eine drehfest an den Lageraußenring verbundene Radnabe aufweisen. Dabei sind üblicherweise zwischen und/oder neben dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring Dichtungen vorgesehen, die in Richtung eines Lageraußenbereichs angeordnet sind und das Radlager nach außen und nach innen abdichten.
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Um einen Eintrag von Schmutz, Wasser und/oder Öl in einen Bereich zwischen dem Lagerinnenring und dem Achszapfen zu verhindern, ist es bekannt, eine Dichtung zwischen dem Lagerinnenring und dem Achszapfen anzuordnen, da der Innerning mit einer Spielpassung auf dem Achszapfen versehen ist und Achsöl durch den Lagersitz „kriechen“ kann. Unter Umständen könnte sonst Öl bis auf die Bremsscheibe gelangen, was zu einem Ausfall der Bremsen führen kann. Um den Bereich zwischen dem Lagerinnenring und dem Achszapfen abzudichten, wird in diesem Bereich üblicherweise ein O-Ring verpresst.
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Nachteilig dabei ist jedoch, dass der O-Ring bei der Montage verrutschen, vergessen oder eingeklemmt werden kann, so dass im Betrieb der Radlageranordnung keine zuverlässige Abdichtung zur Verfügung gestellt werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Dichtungsanordnung für eine Radlageranordnung mit einer verbesserten Dichtfunktion bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Dichtungsanordnung einer Radlageranordnung eines Fahrzeuges nach Anspruch 1 sowie durch eine Radlageranordnung nach Anspruch 7 gelöst.
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Im Folgenden wird eine Dichtungsanordnung einer Radlageranordnung eines Fahrzeuges zur Abdichtung der Radlageranordnung gegenüber einem die Radlageranordnung tragenden Bauelement, insbesondere einem Achszapfen, vorgestellt. Dabei weist die Dichtungsanordnung ein Winkelblechelement auf, das einen sich axial erstreckenden Ringschenkel und einen sich radial erstreckenden ringförmigen Flansch aufweist.
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Im Allgemeinen umfasst eine Radlageranordnung eines Fahrzeuges mindestens ein Wälzlager mit einem Lageraußenring und einem verdrehbar dazu ausgebildeten Lagerinnenring, die zwischen sich einen Lagerinnenraum ausbilden, in dem Wälzkörper angeordnet sind. Der Lagerinnenring wird dabei üblicherweise auf einen Achszapfen aufgeschoben. Das Winkelblechelement der vorgestellten Dichtungsanordnung ist dann an dem Lagerinnenring, mittelbar oder unmittelbar befestigt.
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Der axiale Ringschenkel und der radiale Flansch des Winkelblechelements sind gewinkelt zueinander ausgebildet. Im Zusammenbau mit der weiter unten genauer beschriebenen Radlageranordnung öffnet dieser Winkel sich vorzugsweise in Richtung des Lagerinnenraums.
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Weiterhin kann sich der radiale Flansch im Wesentlichen rechtwinkelig vom axialen Ringschenkel erstrecken, so dass neben der Dichtungsanordnung genügend Bauraum für weitere Bau-, insbesondere Dichtelemente, bereitgestellt werden kann. Der axiale Ringschenkel kann außerdem als Anlaufhülse für eine derartige weitere Dichtung dienen.
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Um eine verbesserte Abdichtung gegen einen Eintrag von Schmutz, Öl und/oder Wasser in einen Bereich zwischen der Radlageranordnung, vorzugsweise dem Lagerinnenring, und dem die Radlageranordnung tragenden Bauteil, vorzugsweise dem Achszapfen, bereitzustellen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Winkelblechelement an dem sich radial erstreckenden Flansch auf einer dem axial erstreckenden Ringschenkel abgewandten Seite des Flansches ein Dichtelement trägt. Dadruch kann ein O-Ring zur Abdichtung des Bereichs zwischen dem Lagerinnenring und dem Achszapfen entfallen, so dass eine verbesserte Dichtung bereitgestellt werden kann. Dabei ist das Dichtelement vorzugsweise in Richtung Außenumgebung angeordnet, was optional eine einfache Montage des Dichtelements und bei Bedarf ein einfacher Austausch des Dichtelements erlaubt.
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Das Dichtelement kann u.a. über Kraftschluss, beispielsweise Klemmen, oder über Stoffschluss, beispielsweise Anvulkanisieren, an dem Winkelblechelement befestigt sein.
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In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement als eine sich radial erstreckende Ringscheibe ausgebildet. Dabei weist die Ringscheibe vorzugsweise einen radial äußeren Ringabschnitt auf, der am Flansch anliegt, und einen radial inneren Ringabschnitt auf, der sich nach radial innen über den Flansch hinaus erstreckt. Dabei kann sich der radial innere Ringabschnitt bis an das die Radlageranordnung tragenden Bauteil erstrecken, so dass es dieses dichtend kontaktiert und einen Eintrag von Schmutz, Öl, etc. in den Bereich zwischen der Radlageranordnung und dem die Radlageranordnung tragenden Bauelement verhindert.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der radial innere Ringabschnitt des Dichtelements zumindest eine sich vom Winkelblechelement wegerstreckende Dichtlippe auf. Dabei kann sich die Dichtlippe unter Vorspannung gegen das die Radlageranordnung tragende Bauelement abstützen.
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Zusätzlich oder alternativ kann, wie ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigt, der radial innere Ringabschnitt des Dichtelements eine wulstförmige Auskragung ausbilden. Dabei kragt der Wulst vorzugsweise in die dem Winkelblechelement abgewandte Richtung. Vorzugsweise ist der Wulst derart ausgebildet, dass er das die Radlageranordnung tragende Bauelement kontaktiert und gegen einen Schmiermittel, insbesondere Öl, Wasser und/oder Schmutz von außen abdichtet.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Dichtelement radial nach außen über den radialen Flansch des Winkelblechelements hinweg. Dabei kann sich das Dichtelement in Richtung eines radial außen liegenden Bauteils der Radlageranordnung, insbesondere den Lageraußenring oder eine Anlaufhülse erstrecken und diese/n kontaktieren. Dadurch kann zusätzlich ein Eintrag von Schmutz, Wasser und/oder Öl in den Lagerinnenraum verringert werden.
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Dabei kann, wie ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigt, das Dichtelement radial außerhalb des radialen Flansches ebenfalls als Dichtlippe ausgebildet sein. Die Dichtlippe kann sich dabei entlang einer Stirnfläche des radialen Flansches nach radial außen erstrecken und optional dazu ausgelegt sein unter Vorspannung gegen das radial außen liegende Bauteil anzulaufen.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Radlageranordnung eines Fahrzeuges mit zumindest einem Lagerinnenring und einem verdrehbar dazu ausgebildeten Lageraußenring, die zwischen sich einen Lagerinnenraum ausbilden, in dem Wälzkörper angeordnet sind. Dabei ist weiterhin zumindest eine erste Dichtungsanordnung vorgesehen, die dazu ausgelegt ist, die Radlageranordnung gegenüber einem die Radlageranordnung tragenden Bauteil, insbesondere einem mit dem Lagerinnenring verbundenen Achszapfen, abzudichten. Dabei weist die Dichtungsanordnung ein ringförmiges Winkelblechelement auf mit einem sich axial erstreckenden Ringschenkel, der drehfest mit dem Lagerinnenring verbunden ist, und mit einem sich radial nach außen erstreckenden ringförmigen Flansch. Um den Lagerinnenring gegenüber dem Achszapfen abzudichten, trägt das Winkelblech auf einer dem Lagerinnenraum abgewandten Seite des radialen Flansches ein Dichtelement. Dadurch ist es möglich, einen Eintrag von Schmutz, Wasser oder Öl in einen Bereich zwischen dem Lagerinnenring und dem Achszapfen und/oder in den Lagerinnenraum zu verhindern.
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Im Folgenden können die oben aufgeführten bevorzugten Ausführungsbeispiele in Bezug auf die Dichtungsanordnung auch auf die Radlageranordnung mit einer solchen Dichtungsanordnung angewendet werden.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement als eine sich radial erstreckende Ringscheibe ausgebildet, die einen radial äußeren Ringabschnitt aufweist, der am Flansch anliegt, und einen radial inneren Ringabschnitt aufweist, der am Lagerinnenring anliegt. Dabei kann sich der radial innere Ringabschnitt bis an den Achszapfen heran erstrecken und den Übergang zwischen Lagerinnenring und Achszapfen abdichtet. Weiterhin kann an dem Lagerinnenring auf einer der Außenumgebung zugewandten Stirnfläche eine Ausnehmung, beispielsweise eine umlaufende Nut, vorgesehen sein, in die der radiale innere Ringabschnitt hineinragt, so dass eine ausreichend große Fläche des inneren Ringabschnitts zum Abdichten bereitgestellt werden kann.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Dichtelement nach radial außen bis zum Lageraußenring oder einer am Lageraußenring angeordnete Anlaufhülse. Dadurch kann eine zusätzliche Abdichtung im Bereich des Lageraußenrings bereitgestellt werden, so dass ein Eintrag von Schmutz oder Wasser in den Lagerinnenraum verhindert werden kann. Statt der Anlaufhülse kann wie unten genauer beschrieben auch ein Trägerelement einer weiteren Dichtungsanordnung die Funktion der Anlaufhülse übernehmen.
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Wie ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt, kann der ringförmige Flansch an der dem Lagerinnenraum abgewandten Seite des sich axial erstreckenden Ringschenkels angeordnet sein. Dadurch kann einerseits eine effektive Abdichtung zum Außenraum ermöglicht werden und andererseits ausreichend Bauraum für zumindest eine Dichtung des Lagerinnenraum bereitgestellt werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Radlageranordnung zumindest eine zweite Dichtungsanordnung auf, die ein mit dem Lageraußenring drehfest verbundenes Trägerelement und ein von dem Trägerelement getragenes in Richtung Lagerinnenring abdichtendes Dichtelement aufweist. Die zumindest zweite Dichtungsanordnung ist dazu ausgelegt, den Lagerinnenraum abzudichten. Dabei ist die zweite Dichtungsanordnung vorzugsweise axial innerhalb der ersten Dichtungsanordnung angeordnet. Dadurch kann ein Eintrag von Schmutz oder Wasser aus der Außenumgebung in den Lagerinnenraum noch effektive verhindert werden. Dabei kann das zweite Dichtelement zumindest eine Dichtlippe aufweisen, die gegen den Lagerinnenring und/oder den sich axial erstreckenden Ringschenkel und/oder gegen den sich radial nach außen erstreckenden ringförmigen Flansch abdichtet. Alternativ oder zusätzlich kann das Dichtelement der zweiten Dichtungsanordnung ein Vorspannelement, beispielsweise ein Federelement, aufweisen.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Ansprüchen oder den Zeichnungen definiert. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
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Es zeigen:
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1: eine schematische Querschnittsdarstellung einer Radlageranordnung mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung; und
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2: eine Detailansicht der in 1 gezeigten Dichtungsanordnung.
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Im Folgenden werden gleiche bzw. funktionell gleich wirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine auf einen Achszapfen 1 aufgesetzte Radlageranordnung 100 für ein Fahrzeug, die vergrößert in 2 dargestellt ist. Dabei ist die in 1 gezeigte Radlageranordnung 100 als ein zweireihiges Kegelrollenlager 2, 4 ausgebildet, wobei die beiden Kegelrollenlager in einer O-Anordnung angeordnet sind, um eine hohe Steifigkeit gegen Seitenkräfte zu ermöglichen.
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Der Einfachheit halber wird im Folgenden auf das Kegelrollenlager 4 eingegangen, das die erfindungsgemäßen Elemente trägt.
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Das in den 1 und 2 gezeigte Wälzlager 4 umfasst einen Lageraußenring 6 und einen drehbar dazu ausgebildeten Lagerinnenring 8, die zwischen sich einen Lagerinnenraum 10 ausbilden, in dem Wälzkörper 12 angeordnet sind. Dabei ist der Lagerinnenring 8 durch die axiale Klemmung der Nutmutter drehfest mit dem Achszapfen 1 verbunden. Optional können die Wälzkörper 12 in einem Lagerkä11 aufgenommen sein, wie in 2 gezeigt. Die 1 und 2 zeigen weiterhin, dass axial neben dem Wälzkörper 12 zwischen dem Lageraußenring 6 und dem Lagerinnenring 8 eine erste, äußere Dichtungsanordnung 13 und eine zweite, innere Dichtungsanordnung 14 angeordnet sind, die die Radlageranordnung 100 vor einem Eintritt von Schmutz oder Wasser aus einer Außenumgebung 16 abdichtet.
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Die Dichtungsanordnung 14 ist eine Standarddichtung für den Lagerinnenraum 10 und weist beispielhaft ein drehfest mit dem Lageraußenring 6 verbundenes Trägerelement 18 und ein von dem Trägerelement 18 getragenes in Richtung Lagerinnenring 8 abdichtendes Dichtelement 20 auf. Das Dichtelement 20 erstreckt sich auf einer dem Lagerinnenraum 10 zugewandten Seite entlang des Trägerelements 18 radial vom Lageraußenring 6 bis zum Lagerinnenring 8 und weist mehrere, optional mit einem Federelement 30 vorgespannte Dichtlippen 22, 24 und 26 auf, die den Lagerinnenraum 10 abdichten. Selbstverständlich sind auch alle anderen aus dem Stand der Technik bekannten Dichtelemente für die Dichtungsanordnung 14 einsetzbar.
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Um die Radlageranordnung 100 dagegen gegenüber dem Achszapfen abzudichten ist, wie in den 1 und 2 gezeigt, die erste Dichtungsanordnung 13 vorgesehen, die axial außerhalb der zweiten Dichtungsanordnung 14 angeordnet ist. Dabei ist die Dichtungsanordnung 13 dazu ausgelegt, ein Eindringen von Öl oder Schmutz in einen Bereich 32 zwischen dem Lagerinnenring 8 und dem Achszapfen 1 zu verhindern. Dazu weist die Dichtungsanordnung 13 ein Winkelblechelement 34 auf, das an dem Lagerinnenring 8 angeordnet ist, und das einen sich axial erstreckenden Ringschenkel 36 und einen sich radial erstreckenden ringförmigen Flansch 38 aufweist. Dabei sind der axiale Ringschenkel 36 und der radialen Flansch 38 gewinkelt zueinander ausgebildet, wobei sich der zwischen ihnen ausgebildet Winkel in Richtung Lagerinnenraum 10 öffnet, um so ausreichend Bauraum für die Dichtungsanordnung 14 bereitzustellen.
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Weiterhin trägt das Winkelblechelement 34 an dem radialen Flansch 38 auf einer dem axial erstreckenden Ringschenkel 36 abgewandten Seite 40 des Flansches 38 ein Dichtelement 42, das in Richtung Außenumgebung 16 an dem Winkelblechelement 34 angeordnet ist. Somit ist das Dichtelement 42 einfach montierbar und bei Bedarf auch leicht austauschbar. Das Dichtelement 42 kann aber auch unlösbar an dem Winkelblechelement 34 anvulkanisiert sein.
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Wie insbesondere 2 zeigt, ist das Dichtelement 42 als eine sich radial erstreckende Ringscheibe 44 ausgebildet, die einen radial äußeren Ringabschnitt 46, der am Flansch 38 anliegt, und die einen radial inneren Ringabschnitt 48 aufweist, der sich nach radial innen über den Flansch 38 hinaus erstreckt. Dabei erstreckt sich der radial innere Ringabschnitt 48 bis an den Achszapfen 1 erstrecken und kontaktiert diesen dichtend. Weiterhin kann an dem Lagerinnenring 8 eine Ausnehmung 50, beispielsweise ein umlaufende Nut, vorgesehen sein, in die der radiale innere Ringabschnitt 48 hineinragt, so dass eine ausreichend große Fläche des inneren Ringabschnitts 48 zum Abdichten bereitgestellt werden kann.
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Um die Dichtwirkung noch weiter zu verstärken, weist der radial innere Ringabschnitt 48 des Dichtelements 42 eine sich vom Winkelblechelement 34 wegerstreckende Dichtlippe 52 auf, die gegen den Achszapfen 1 anläuft.
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Wie in 2 weiterhin gezeigt, kann das Dichtelement 42 optional auch als Zusatzdichtung für die Abdichtung des Lagerinnenraums 10 fungieren. So kann sich das Dichtelement 42 radial nach außen über den radialen Flansch 38 des Winkelblechelements 34 hinweg erstrecken und das Trägerelement 18 der ersten Dichtungsanordnung 14 kontaktieren, das dann als Anlaufhülse fungiert. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das Dichtelement 42 den Lageraußenring 6 direkt kontaktiert. Somit ist auch ein Eintrag von Schmutz in den Lagerinnenraum mit der ersten Dichtungsanordnung 13 zusätzlich verhinderbar. Das Dichtelement 42 kann, wie weiterhin in 2 dargestellt, radial außerhalb des radialen Flansches 38 als Dichtlippe 54 ausgebildet sein. Dabei erstreckt sich die Dichtlippe 54 entlang einer Stirnfläche 56 des radialen Flansches des Winkelblechelements 34 in Richtung des Trägerelements 18, wodurch bereits eine Vorspannkraft auf die Dichtlippe 54 bereitgestellt werden kann.
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Zusammenfassend kann mit Hilfe der vorgestellten Dichtungsanordnung ein Radlager für ein Fahrzeug bereitgestellt werden, mit der eine effektive Abdichtung des Bereichs zwischen dem Lagerinnenring und dem Achszapfen gegenüber ein Eindringen von Schmutz, Wasser, Öl bereitgestellt werden kann. Zusätzlich ist aufgrund der vorgestellten Dichtungsanordnung auch eine Zusatzabdichtung des Lagerinnenraums gegenüber einem Eintrag von Schmutz, Wasser, Öl möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Radlageranordnung
- 1
- Achszapfen
- 2, 4
- Wälzlager
- 6
- Lageraußenring
- 8
- Lagerinnenring
- 10
- Lagerinnenraum
- 12
- Wälzkörper
- 13
- erste Dichtungsanordnung
- 14
- zweite Dichtungsanordnung
- 16
- Außenumgebung
- 18
- Trägerelement
- 20
- Dichtungselement
- 22, 24, 26
- Dichtlippe
- 30
- Federelement
- 32
- Bereich zwischen Lagerinnenring und Achszapfen
- 34
- Winkelblechelement
- 36
- axialer Ringschenkel
- 38
- radialer Flansch
- 40
- eine sich dem axial erstreckenden Ringschenkel abgewandte Seite
- 42
- Dichtelement
- 44
- Ringscheibe
- 46
- äußerer Ringabschnitt
- 48
- innerer Ringabschnitt
- 50
- Ausnehmung
- 52, 54
- Dichtlippe
- 56
- Stirnfläche des radialen Flansches
