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Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine Drehdurchführung eines Radlagers eines Kraftfahrzeugs, mit deren Hilfe in dem Radlager eine Drehdurchführung ausgebildet werden kann, um in radialer Richtung ein Druckfluid durch das Radlager hindurchzuleiten, insbesondere um einen Reifendruck eines Reifens des Kraftfahrzeugs einzustellen.
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Die Reifen von Kraftfahrzeugen haben je nach Untergrund und nach Beladung einen unterschiedlichen, optimalen Reifendruck. Beispielsweise bei losem Untergrund, Sand, Matsch oder ähnliches wird eine möglichst gute Traktion benötigt, die mit einem Reifen mit einem sehr geringen Reifendruck erreicht werden kann. Auf einem ebenen Untergrund wie beispielsweise einer Landstraße ist auch bei einem höheren Reifendruck eine ausreichende Traktion erreicht, wobei ein Reifen mit einem hohen Reifendruck zu weniger Reibung und einem geringeren Spritverbrauch führt. Für einen voll beladenen Lastkraftwagen fällt der optimale Reifendruck höher aus als für eine Leerfahrt. Lastkraftwagen, die im Gelände oder auf Baustellen fahren, wie beispielsweise einem Kipper, sind in der Regel entweder vollkommen leer oder komplett beladen unterwegs, so dass insbesondere für solche Lastkraftwagen der Unterschied zwischen den jeweils optimalen Reifendrücken besonders groß ist.
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Aus
DE 10 2015 212 641 A1 ist eine Dichtungsanordnung für ein Radlager eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der die Dichtungsanordnung einen durch axial verlagerbare Dichtungselemente begrenzten Druckraum zur Durchfuhr von Druckluft in radialer Richtung aufweist, wobei die Dichtungselemente durch den Druck der Druckluft gegen jeweils ein relativ drehbares Ringelement des Radlagers gedrückt werden, um einen Dichtkontakt herzustellen. Mit Hilfe eines derartigen Radlagers kann ein im Kraftfahrzeug vorgesehenes pneumatisches System den Reifendruck des Kraftfahrzeugs auf den in der aktuellen Situation optimalen Reifendruck anpassen.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Leckage einer Drehdurchführung für ein Radlager zu verringern.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine Drehdurchführung für ein Radlager mit einer geringen Leckage ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Dichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Dichtungsanordnung für eine Drehdurchführung eines Radlager eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Lastkraftfahrzeug, vorgesehen mit einem eine Druckkammer begrenzenden Dichtungshalter, wobei der Dichtungshalter einen mit einer Druckquelle und der Druckkammer kommunizierbaren Einlasskanal und einen mit der Druckkammer und einem Drucknutzraum, insbesondere Reifenschlauch eines Kraftfahrzeugreifens, kommunizierbaren Auslasskanal aufweist, und einer im Wesentlichen koaxial zu einer Drehachse des Radlagers angeordneten Dichtungseinheit zur Herstellung eines Dichtkontakts mit einer relativ zu dem Dichtungshalter drehbaren Dichtfläche, wobei die Dichtungseinheit eine radiale Mantelseite der Druckkammer begrenzt und relativ zu dem Dichtungshalter in radialer Richtung elastisch verformbar ausgestaltet ist, wobei der Strömungsquerschnitt des Auslasskanals dimensioniert ist bei einer Förderung eines Druckfluids von der Druckquelle zu dem Drucknutzraum in der Druckkammer einen Staudruck zum dichtenden Anpressen der Dichtungseinheit an den Dichtpartner herbeizuführen.
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Der Dichtungshalter kann mit einem Innenlagerring des Radlagers drehfest verbunden sein, während die Dichtfläche von einem Außlagerenring des Radlagers oder von einer mit einem Kraftfahrzeugreifen verbindbaren Nabe des Radlagers ausgebildet ist ist, oder umgekehrt. Durch den Dichtkontakt der Dichtungseinheit an der Dichtfläche kann eine Abdichtung des Innenlagerrings gegenüber dem Außenlagerring beziehungsweise der Nabe erfolgen. Zwischen der Dichtungseinheit und der Dichtfläche kann im laufenden Betrieb eine Relativdrehung stattfinden, die insbesondere bei der Dichtungseinheit an der der Kontaktstelle mit der Dichtfläche zu einem abrasiven Verschleiß führen kann. Durch die relative elastische Bewegbarkeit der Dichtungseinheit zum Dichtungshalter in radialer Richtung kann die Dichtungseinheit den Verschleiß nachstellen, indem die Dichtungseinheit um das Ausmaß des Verschleißes weiter radial auf den Dichtpartner zu verformt wird. Da die Dichtungseinheit einen Teil der Druckkammer begrenzt, kann an einer zur Druckkammer weisenden und von der Dichtfläche weg weisenden Rückseite der Dichtungseinheit der Druck des Druckfluids, insbesondere Druckluft, anliegen, so dass der Druck des Druckfluids selber die Dichtungseinheit zum Nachstellen des verschleißbedingten radialen Fehlabstands radial elastisch aufweiten oder komprimieren kann. Eine durch Verschleißeffekte der Dichtungseinheit verursachte Leckage des Druckfluids an der Dichtkontaktstelle zwischen der Dichtungseinheit und der Dichtfläche vorbei kann dadurch vermieden werden. Bei einem abrasiven Verschleiß ist lediglich eine leicht stärkere elastische Verformung der Dichtungseinheit ausreichend, um den Verschleiß nachzustellen. Das für die Dichtungseinheit verwendete mindestens eine Material ist insbesondere hitzebeständig bis zu einer Temperatur von beispielsweise 260°C. Das Material weist insbesondere eine Dehnbarkeit auf, die ausreichend ist, um gegen im Betrieb zu erwartende Stöße unempfindlich zu sein. Beispielsweise weist das jeweilige Material eine Dehnung von 5% bis 10% auf. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des jeweiligen Materials entspricht insbesondere im Wesentlichen dem thermischen Ausdehnungskoeffizient des für die Lagerringe des Radlagers verwendeten Materials, insbesondere Stahl.
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Wenn ein Druck in dem Drucknutzraum erhöht werden soll, kann zusätzliches, insbesondere kompressibles, Druckfluid über den Einlasskanal zugeführt werden. Dieses Druckfluid wird von dem Auslasskanal jedoch zunächst in der Druckkammer gestaut. Hierzu ist beispielsweise der Strömungsquerschnitt des Auslasskanals entsprechend kleiner als der Strömungsquerschnitt des Einlasskanals. Falls mehrere Auslasskanäle für die selbe Druckkammer vorgesehen sind, gilt für diesen Vergleich die Summe der Strömungsquerschnitte sämtlicher Auslasskanäle. Falls mehrere Einlasskanäle für die selbe Druckkammer vorgesehen sind, gilt für diesen Vergleich die Summe der Strömungsquerschnitte sämtlicher Einlasskanäle. Der Auslasskanal beziehungsweise die Summe mehrerer Auslasskanäle kann als Drossel wirken, die nur einen zeitverzögerten Ausgleich des Druckes vor und hinter dem Auslasskanal zulässt. Bevor das Druckfluid an die Dichtkontaktstelle zwischen der Dichtungseinheit und dem Dichtpartner gelangen kann, wird das Druckfluid in der Druckkammer zurückgehalten, wodurch sich der Druck in der Druckkammer erhöht. Der Auslasskanal kann in der Art einer Drossel beim Befüllen des Drucknutzraums das Druckfluid in der Druckkammer stauen und einen Staudruck erzeugen. Die kinetische Energie des Druckfluids wird durch die Drosselwirkung des Einlasskanals in eine Erhöhung des statischen Drucks in der Druckkammer umgewandelt, wobei sich gegebenenfalls die Dichte des Druckfluids in der Druckkammer erhöhen kann. Der erhöhte Druck in der Druckkammer führt zu einer stärkeren Anpressung der Dichtungseinheit an der Dichtfläche, wodurch sich die Dichtwirkung erhöht. Wenn das Druckfluid schließlich über den Auslasskanal die Druckkammer verlässt und im weiteren Strömungsverlauf auch die Dichtkontaktstelle zwischen der Dichtungseinheit und dem Dichtpartner erreicht, liegt an der Dichtkontaktstelle bereits eine für den erhöhten Druck ausreichende Dichtwirkung an, so dass durch die frühzeitige Erreichung der für den erhöhten Druck erforderlichen Dichtwirkung, bevor der erhöhte Druck an der Dichtkontaktstelle aufgebaut ist, eine Leckage vermieden werden kann. Da die Dichtungseinheit einen Teil der Druckkammer begrenzt, kann die frühzeitige Erhöhung der Dichtwirkung automatisch durch den an dem Einlasskanal angelegten Druck erfolgen. Wenn ein Druck in dem Drucknutzraum reduziert werden soll, kann der von der Druckquelle an dem Einlasskanal anliegende Druck verringert werden. Dadurch verringert sich auch der Druck in der Druckkammer entsprechend. Durch die Drosselwirkung des Auslasskanals wird das in dem Drucknutzraum vorliegende Druckfluid zunächst etwas zurückgehalten, so dass sich über einen gewissen Zeitraum in der Druckkammer zunächst ein geringerer Druck als in dem Drucknutzraum einstellt. Dadurch kann sich die Anpresskraft der Dichtungseinheit an dem Dichtpartner schnell verringern, wodurch unnötiger Verschleiß vermieden wird. Da das Druckfluid bevorzugt durch den Auslasskanal abströmt können die an der Dichtkontaktstelle vorliegenden Anteile des Druckfluids in der Art einer Saugstrahlpumpe abgesaugt beziehungsweise mitgerissen werden, so dass die frühzeitige Reduzierung der Anpresskraft der Dichtungseinheit nicht zu einer Leckage oder zumindest nur zu einer geringen, insbesondere vernachlässigbaren, Leckage führt. Durch die Drosselwirkung des Auslasskanals kann über den sich in der Druckkammer einstellenden Druck die Dichtwirkung der Dichtungseinheit frühzeitig auf einen sich ändernden Solldruck angepasst werden, so dass durch die Dichtungsanordnung bei einem geringen Verschleiß eine Drehdurchführung für ein Radlager mit einer geringen Leckage ermöglicht ist.
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Der Einlasskanal und der Auslasskanal können in radialer Richtung zueinander beabstandet sein, so dass das Druckfluid eine signifikante Strecke in radialer Richtung durch die Druckkammer fließen muss. Dies führt zu einer größeren Verweilzeit des Druckfluids in der Druckkammer. Der Einlasskanal kann beispielsweise in radialer Richtung verlaufen, während der Auslasskanal benachbart zur Rückseite der Dichtungseinheit in axialer Richtung verläuft. Das Druckfluid muss dadurch auf seinem Strömungsweg von dem Einlasskanal zu dem Auslasskanal über die Druckkammer um ca. 90° umgelenkt werden. Dies führt zu einer größeren Verweilzeit des Druckfluids in der Druckkammer sowie zu einem zusätzlichen Drosseleffekt. Beispielsweise ist ein Innenlagerring des Radlagers mit einer Hohlwelle verbunden, über welche die Druckquelle oder der Drucknutzraum angeschlossen sein kann. Die Hohlwelle kann hierzu beispielsweise eine Querbohrung aufweisen, die insbesondere über ein in der Hohlwelle und/oder in dem Innenlagerring ausgebildete in Umfangsrichtung umlaufende Nut mit dem Einlasskanal der Dichtungsanordnung kommunizieren kann. Der Außenlagerring des Radlagers kann mit einer Nabe verbunden sein oder von der Nabe ausgebildet sein. Die Nabe kann insbesondere eine Radnabe ausbilden, mit der ein Reifen des Kraftfahrzeugs verbunden sein kann. Die Nabe und/oder der Außenlagerring können einen im Wesentlichen radial verlaufen Auslass aufweisen, der mit dem Auslasskanal der Dichtungsanordnung kommunizieren kann. Der Dichtungshalter kann mit einem der Lagerringe des Radlagers über ein Dichtelement, insbesondere eine O-Ring-Dichtung oder ein mit Gummi umspritztes Blechumformteil, drehfest und fluiddicht verbunden sein. Die Dichtfläche kann von dem anderen Lagerring des Radlagers ausgebildet sein. Das Dichtelement ist insbesondere konzentrisch zu der Drehachse des Radlagers angeordnet. Die Drehachse des Radlagers fällt mit der Drehachse der Dichtungsanordnung zusammen. Der Dichtungshalter kann zu dem anderen Lagerring des Radlagers, mit dem der Dichtungshalter nicht befestigt ist, beabstandet positioniert sein, so dass ein Schleifkontakt zwischen dem Dichtungshalter und dem relativ zum Dichtungshalter drehbaren Lagerring vermieden ist. Die Dichtkontaktstelle zwischen der Dichtungseinheit und der Dichtfläche ist insbesondere mit einem Schmiermittel, vorzugsweise Fett, geschmiert, so dass ein abrasiver Verschleiß deutlich reduziert sein kann. Insbesondere ist die Dichtfläche zumindest im Bereich der Dichtkontaktstelle uneben ausgeführt. Beispielsweise ist die Dichtfläche durch Glaskugelstrahlen bearbeitet und/oder weist eine entsprechende Rauigkeit und/oder Oberflächenstrukturierung auf. Durch die unebene Dichtfläche kann vermieden werden, dass das Schmiermittel von der Dichtungseinheit abgestreift wird.
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Insbesondere weist die Dichtungseinheit einen im Wesentlichen koaxial zu der Drehachse des Radlagers angeordneten direkt an der Dichtfläche anliegbaren Abstützring zur Abtragung radialer Kräfte und/oder einen im Wesentlichen koaxial zu der Drehachse des Radlagers angeordneten direkt an der Dichtfläche anliegbaren Dichtring zur Bereitstellung eines Dichtkontakts mit der Dichtfläche durch eine elastische Verformung auf. Der Abstützring und/oder der Dichtring können insbesondere in einem, vorzugsweise aus einem elastomeren Material hergestellten, Haltering der Dichtungseinheit eingesetzt sein. Der Haltering kann beispielsweise durch den in der Druckkammer anliegenden Druck elastisch verformt werden und den Abstützring und/oder den Dichtring gegen die Dichtfläche drücken, während der Abstützring und/oder der Dichtring aus einem anderen Material hergestellt sein können. Insbesondere ist der Abstützring aus einem besonders druckfesten und/oder verschleißfesten Material hergestellt. Beispielsweise ist der Abstützring aus einem Polyamidimide (PAI) hergestellt, der zur verbesserten Verschleißfestigkeit einen erhöhten Graphitanteil aufweisen kann. Der Dichtring kann besonders weich sein und dadurch eine besonders gute Abdichtung erreichen. Der Dichtring ist beispielsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt. Der Abstützring kann einen Großteil der Anpresskräfte abtragen, so dass an dem Dichtring geringere Kräfte angreifen und das im Vergleich zu dem Abstützring weichere Material des Dichtrings nicht so leicht verschleißt.
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Vorzugsweise sind der Abstützring und der Dichtring in einem im Wesentlichen koaxial zu der Drehachse des Radlagers angeordneten Haltering zueinander in axialer Richtung beabstandet oder in axialer Richtung aneinander anliegend aufgenommen. Wenn der Abstützring und der Dichtring zueinander beabstandet angeordnet sind, können diese Ringe jeweils separat in einer eigenen Aufnahmetasche des Halterings der Dichtungseinheit aufgenommen sein. Die einzelnen Ringe sind dadurch voneinander entkoppelt und getrennt, so dass eine genseitige Blockierung vermieden ist. Dies kann einen besonders geringen Verschleiß und eine hohe Lebensdauer selbst bei einer ungeschmierten Dichtkontaktstelle ermöglichen. Insbesondere wenn die Dichtkontaktstelle geschmiert ist können die Ringe aneinander anliegend in einer gemeinsamen Aufnahmetasche des Halterings aufgenommen sein. Dadurch wird in axialer Richtung im Bereich der Dichtkontaktstelle Bauraum geschaffen, in dem mindestens ein weiterer Abstützring und/oder Dichtring vorgesehen werden kann. Insbesondere sind der mindestens eine Abstützring und der mindestens eine Dichtring alternierend angeordnet. Die Fläche für den Dichtkontakt zwischen der Dichtungseinheit und der Dichtfläche kann dadurch erhöht werden, wodurch bei geringeren erforderlichen Anpresskräften eine höhere Dichtwirkung erreicht werden kann. Dies ermöglicht bei einem geringen Verschleiß eine hohe Dichtwirkung.
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Besonders bevorzugt ist zwischen dem, insbesondere aus einem elastomeren Material hergestellten, Haltering einerseits und dem Abstützring und/oder dem Dichtring andererseits eine Entlastungsnut ausgebildet. Durch die Entlastungsnut kann beispielsweise der Abstützring und/oder der Dichtring innerhalb der Aufnahmetasche des Halterings etwas kippen, wodurch sich der Abstützring und/oder der Dichtring auch bei einem ungleichmäßigen Verschleiß leichter automatisch an dem Dichtpartner ausrichten kann. Zudem kann der Haltering bei einer elastischen Verformung durch den in der Druckkammer anliegenden Druck in die Entlastungsnut ausweichen, so dass ein Blockieren der Dichtungseinheit innerhalb des Dichtungshalters vermieden werden kann.
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Vorzugsweise bildet die Dichtungseinheit im an der Dichtfläche angepressten Zustand zwischen einem Teil der Dichtungseinheit und dem Dichtpartner einen Gegendruckspalt aus, wobei der Gegendruckspalt, insbesondere stromabwärts zum Auslasskanal, mit dem Auslasskanal und/oder mit dem Drucknutzraum kommuniziert. Zumindest im Bereich des Gegendruckspalts ist ein Anliegen der Dichtungseinheit an dem Dichtpartner nicht vorgesehen. Dies ermöglicht es dem Druckfluid in den Gegendruckspalt zu gelangen und eine der Anpressrichtung der Dichtungseinheit an den Dichtpartner entgegengesetzte Kraft der Dichtungseinheit aufzuprägen. Der Anpressdruck kann dadurch, insbesondere auf das erforderliche Minimum, reduziert werden, so dass ein Verschleiß durch eine unnötig hohe Anpresskraft vermieden werden kann. Wenn der Druck im Drucknutzraum erhöht werden soll, kann die Dichtungseinheit frühzeitig mit einem gegebenenfalls etwas zu hohen Druck gegen die Dichtfläche gepresst werden, damit während des Zeitraums bis ein Druckausgleich zwischen dem von der Druckquelle bereitgestellten Druck und dem Druck in dem Drucknutzraum eine ausreichende im Wesentlichen leckagefreie Abdichtung vorgesehen ist. Durch den allmählichen Druckaufbau im Drucknutzraum wird stromabwärts des Auslasskanals auch der Druck in dem Gegendruckspalt aufgebaut, wodurch die Anpresskraft auf einen geringeren aber ausreichenden Druck reduziert werden kann. Zur Einstellung einer gewünschten Anpresskraft im stationären Zustand kann die Fläche der im Gegendruckspalt zum Dichtpartner weisenden Vorderseite der Dichtungseinheit in Abhängigkeit von der Fläche der die Druckkammer begrenzenden Rückseite der Dichtungseinheit geeignet gewählt werden, damit sich die gewünschte Anpresskraft als resultierende Kraft der an der Dichtungseinheit angreifenden und einander entgegen gerichteten Druckrichtungen in der Druckkammer und in dem Gegendruckspalt ergibt. Durch die mit Hilfe der Drosselwirkung des Auslasskanals erreichte Zeitverzögerung beim Druckaufbau in dem Gegendruckspalt kann vermieden werden, dass in der instationären Phase der Druckerhöhung durch Druckschwankungen im von der Druckquelle angelegten Druck Undichtigkeiten auftreten, die zu einer Leckage von Druckfluid führen können. Zusätzlich ist es möglich einen, insbesondere in beide axiale Richtungen abgeschlossenen im Wesentlichen taschenförmigen, weiteren Gegendruckspalt vorzusehen, der direkt mit der Druckkammer kommuniziert, wie analog in
DE 2015 212 641 A1 beschrieben, auf deren Inhalt als Teil der Erfindung Bezug genommen wird.
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Besonders bevorzugt ist die Dichtungseinheit unterhalb eines Grenzdrucks p in der Druckkammer von p ≤ 2,0 bar, insbesondere p ≤ 1,8 bar, vorzugsweise p ≤ 1,5 bar und besonders bevorzugt p ≤ 1,2 bar von der Dichtfläche abgehoben positioniert. Bei einem besonders niedrigen Druck in der Druckkammer, der insbesondere unterhalb des minimal vorgesehenen Reifendrucks für den Reifen liegt, kann ein Dichtkontakt zwischen der Dichtungseinheit und der Dichtfläche aufgehoben sein. Dies führt zu einem entsprechend geringeren Anpressdruck der Dichtungseinheit an dem Dichtpartner, wenn in der Druckkammer ein gewünschter Solldruck für den Drucknutzraum anliegt. Der Verschleiß der Dichtungseinheit kann dadurch reduziert werden.
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Insbesondere ist die Dichtungseinheit zur Abdichtung in einer ersten Axialrichtung vorgesehen, wobei ein zum Dichtungshalter symmetrisch, spiegelbildlich und/oder analog ausgestalteter weiterer Dichtungshalter und eine zur Dichtungseinheit symmetrisch, spiegelbildlich und/oder analog ausgestaltete weitere Dichtungseinheit zur Abdichtung in einer zur ersten Axialrichtung entgegengesetzten zweiten Axialrichtung vorgesehen sind, wobei zwischen dem Dichtungshalter und dem weiteren Dichtungshalter ein durch die Dichtungsfläche hindurchtretender Auslass ausgebildet ist. Die mit Hilfe der Dichtungsanordnung in dem Radlager ausbildbare Drehdurchführung ist dadurch in beiden Axialrichtungen ausreichend und verschleißarm abgedichtet. Die vorstehend für den Dichtungshalter und die Dichtungseinheit erläuterten Aus- und Weiterbildungen gelten analog für den weiteren Dichtungshalter und die weitere Dichtungseinheit. Insbesondere basiert der weitere Dichtungshalter und die weitere Dichtungseinheit auf einer spiegelbildlichen Ausgestaltung des Dichtungshalters und der Dichtungseinheit. Der Dichtungshalter und der weitere Dichtungshalter können als separate Bauteile oder einstückig ausgestaltet sein. Wenn der Dichtungshalter und der weitere Dichtungshalter, insbesondere durch eine einstückige Ausgestaltung, miteinander verbunden sind, können sich durch den Druck des Druckfluids in der jeweiligen Druckkammer auftretende Axialkräfte gegeneinander aufheben. Wenn die Dichtungsanordnung für ein zweireihiges Radlager verwendet werden soll, ist es möglich, dass die Dichtungseinheit zum einen Wälzlager und die weitere Dichtungseinheit zum anderen Wälzlager des zweireihigen Radlagers hin abdichtet. Zudem kann der Dichtungshalter und der weitere Dichtungshalter zwischen den Wälzlagern axial abgestützt, insbesondere axial fixiert und/oder in axialer Richtung im Wesentlichen verklemmt, sein. Insbesondere ist es möglich, dass an den aufeinander zu weisenden axialen Stirnseiten des Dichtungshalters und des weiteren Dichtungshalters jeweils eine Aussparung vorgesehen ist, die zusammen einen Verbindungskanal zur Anbindung der in dem Dichtungshalter und in dem weiteren Dichtungshalter jeweils ausgebildeten Auslasskanäle mit dem Auslass des Radlagers ausbilden. Entsprechend kann an den aufeinander zu weisenden axialen Stirnseiten der in axialer Richtung gegenüberliegenden Lagerringe der beiden Wälzlager des zweireihigen Radlagers jeweils eine Aussparung vorgesehen sein, die zusammen den Auslass ausbilden beziehungsweise einen Axialanschlag für den jeweils zugeordneten Dichtungshalter ausbilden. Der Dichtungshalter und der weitere Dichtungshalter können als separate voneinander trennbare Bauteile ausgestaltet sein. Insbesondere sind der Dichtungshalter und der weitere Dichtungshalter einstückig ausgestaltet. Vorzugsweise ist für den Einlasskanal des Dichtungshalters und für den Einlasskanal des weiteren Dichtungshalters jeweils ein separater mit einer gemeinsamen Druckquelle kommunizierender Einlass vorgesehen, die in axialer Richtung zueinander beabstandet sein können.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Radlager zur Lagerung eines Kraftfahrzeugreifens eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Lastkraftfahrzeug, mit einem, insbesondere inneren, ersten Ring, insbesondere Lagerinnenring, einem, insbesondere äußeren, zweiten Ring, insbesondere Außenlagerring oder Nabe, zwischen dem ersten Ring und dem zweiten Ring angeordneten Wälzkörpern zur relativ drehbaren Lagerung des ersten Rings zum zweiten Ring und einer zwischen dem ersten Ring und dem zweiten Ring angeordneten Dichtungsanordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur radialen Durchführung eines Druckfluids, wobei der Dichtungshalter mit dem ersten Ring verbunden und die Dichtfläche von dem zweiten Ring ausgebildet ist und wobei der erste Ring einen mit dem Einlasskanal und der Druckquelle kommunizierbaren Einlass und der zweite Ring einen mit dem Auslasskanal und dem Drucknutzraum kommunizierbaren Auslass aufweist. Durch die Drosselwirkung des Auslasskanals kann über den sich in der Druckkammer einstellenden Druck die Dichtwirkung der Dichtungseinheit frühzeitig auf einen sich ändernden Solldruck angepasst werden, so dass durch die Dichtungsanordnung bei einem geringen Verschleiß eine Drehdurchführung für ein Radlager mit einer geringen Leckage ermöglicht ist.
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Das Radlager kann für verschiedene Anwendungen auch außerhalb einer Anwendung als Radlager für einen Reifen eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Für viele Einsatzgebiete ist es ausreichend, wenn der Innendurchmesser eines der Wälzlager des zumindest zweireihigen Radlagers oder einreihigen Radlagers zwischen einschließlich 50 mm und einschließlich 160 mm liegt, wobei insbesondere der Außendurchmesser des Wälzlager zwischen einschließlich 90 mm und einschließlich 230 mm liegt. Vorzugsweise liegt die axiale Breite des Wälzlager zwischen einschließlich 81 mm und einschließlich 116 mm. Die radiale Erstreckung des Radlagers ist dadurch groß genug, um die Dichtungsanordnung aufzunehmen und die Dichtungsanordnung noch kostengünstig fertigen und montieren zu können. Wenn für die zwei Wälzlager ein gemeinsamer Lagerring verwendet wird, der insbesondere den Dichtungshalter der Dichtungsanordnung aufnimmt, kann eine entsprechend doppelt so große axiale Breite für den für beide Wälzlager vorgesehenen Lagerring vorgesehen sein. Zur leichteren Montage kann der Lagerring eine etwas größer bemessene axiale Breite aufweisen, die beispielsweise zwischen einschließlich 165 mm und einschließlich 250 mm liegt.
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Vorzugsweise sind ein weiterer erster Ring, ein weiterer zweiter Ring und zwischen dem weiteren ersten Ring und dem weiteren zweiten Ring angeordnete weitere Wälzkörper zur relativ drehbaren Lagerung des weiteren ersten Rings zum weiteren zweiten Ring vorgesehen, wobei der erste Ring einen ersten Axialanschlag zur axialen Abstützung des Dichtungshalters und der weitere erste Ring einen zweiten Axialanschlag zur axialen Abstützung des weiteren Dichtungshalters aufweist, wobei insbesondere die Dichtungsanordnung zwischen dem ersten Ring und dem weiteren ersten Ring axial fixiert ist. Das Radlager kann zweireihig ausgestaltet sein, wobei die Dichtungsanordnung zwischen den beiden separaten Wälzlager des zweireihigen Radlagers mit einem möglichst geringen Spiel von beispielsweise 200 µm durch die Axialanschläge der Wälzlager axial fixiert sein kann. Hierbei kann insbesondere der Dichtungshalter und der weitere Dichtungshalter aufeinander zu gepresst werden. Insbesondere sind die Wälzlager als Schrägkugellager und/oder Kegelrollenlager ausgestaltet. Dadurch können die Lagerringe, welche die Dichtungsanordnung im Wesentlichen verklemmen und/oder axial fixieren, im laufenden Betrieb aufeinander zu gedrückt werden und die Dichtungsanordnung automatisch im Wesentlichen spielfrei verklemmen und/oder axial fixieren.
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Besonders bevorzugt ist zwischen dem ersten Ring und dem zweiten Ring ein, insbesondere als Kassettendichtung oder Radialwellendichtring ausgestalteter, Dichtkörper zum Schutz der Wälzkörper vor äußeren Verschmutzungen vorgesehen, wobei die Dichtungsanordnung in axialer Richtung zwischen den Wälzkörpern und dem Dichtkörper angeordnet ist, wobei insbesondere die Dichtungsanordnung an einem Axialanschlag axial abgestützt ist. Der Dichtkörper kann bereits das Radlager zu einer Axialseite hin abdichten, so dass insbesondere Staub und sonstige Schmutzpartikel im Wesentlichen nicht in das Radlager eindringen können. Die Dichtungsanordnung kann hierbei eine zusätzliche Barriere ausbilden, die das Eindringen von Verschmutzungen in den Bereich der Wälzkörper verhindern kann. Hierbei kann der Dichtungshalters an dem Axialanschlag abgestützt sein, so dass der Dichtkörper und der Dichtungshalter eine reibungsfreie Relativdrehung zueinander ausführen können. Alternativ kann die Dichtungsanordnung den an einem axialen Ende des Radlagers vorgesehenen Dichtkörper ersetzen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Radlager zur Lagerung eines Kraftfahrzeugreifens eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Lastkraftfahrzeug, mit einem, insbesondere inneren, ersten Ring, insbesondere Innenlagerring, einem, insbesondere äußeren, zweiten Ring, insbesondere Außenlagerring oder Nabe, zwischen dem ersten Ring und dem zweiten Ring angeordneten Wälzkörpern zur relativ drehbaren Lagerung des ersten Rings zum zweiten Ring, einem zwischen dem ersten Ring und dem zweiten Ring, insbesondere als Kassettendichtung oder Radialwellendichtring ausgestalteten, angeordneten Dichtkörper zum Schutz der Wälzkörper vor äußeren Verschmutzungen, einer in radialer Richtung zwischen dem ersten Ring und dem zweiten Ring und in axialer Richtung zwischen den Wälzkörpern und dem Dichtkörper angeordneten Dichtungsanordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur radialen Durchführung eines Druckfluids, wobei die Dichtungseinheit zur Abdichtung in einer zu den Wälzkörpern weisenden Axialrichtung vorgesehen ist, wobei die Dichtungsanordnung einen eine weitere Druckkammer begrenzenden weiteren Dichtungshalter und einer im Wesentlichen koaxial zu einer Drehachse des Radlagers angeordneten weiteren Dichtungseinheit zur Herstellung eines Dichtkontakts mit einer relativ zu dem weiteren Dichtungshalter drehbaren weiteren Dichtfläche aufweist, wobei die weitere Druckkammer nur mit dem Auslasskanal und dem Drucknutzraum über eine, insbesondere als weiteren Auslasskanal ausgestaltete, einen Staudruck erzeugende Drosselstelle kommuniziert und unterhalb eines Grenzdrucks in der weiteren Druckkammer zwischen der weiteren Dichtungseinheit einerseits und der weiteren Dichtfläche andererseits ein mit dem Auslasskanal und dem Drucknutzraum kommunizierender Leckagespalt zur Abfuhr eines Teils des Druckfluids in den Dichtkörper ausgebildet ist. Das Radlager kann insbesondere wie das vorstehend beschriebene Radlager aus- und weitergebildet sein. Durch die Drosselwirkung des Auslasskanals kann über den sich in der Druckkammer einstellenden Druck die Dichtwirkung der Dichtungseinheit frühzeitig auf einen sich ändernden Solldruck angepasst werden, so dass durch die Dichtungsanordnung bei einem geringen Verschleiß eine Drehdurchführung für ein Radlager mit einer geringen Leckage ermöglicht ist. Im Vergleich zu einer spiegelbildlich symmetrischen Ausgestaltung des Dichtungshalters und des weiteren Dichtungshalters ist bei dem zum Dichtungskörper weisenden weiteren Dichtungshalter der Einlasskanal verschlossen. Dies führt dazu, dass das in die Druckkammer des weiteren Dichtungshalters strömende Druckfluid zunächst den Auslasskanal des Dichtungshalters und die Drosselstelle des weiteren Dichtungshalters passieren muss. In der Druckkammer des weiteren Dichtungshalters baut sich dadurch erst der gewünschte Solldruck auf, nachdem in der Druckkammer des Dichtungshalters und stromabwärts des Auslasskanals der gewünschte Solldruck bereits erreicht ist. Dadurch kann die weitere Dichtungseinheit erst sehr spät eine ausreichende Dichtwirkung herbeiführen. Dies führt zu einen Zeitraum, in dem zwischen der weiteren Dichtungseinheit und der zugeordneten Dichtfläche ein nicht abgedichteter Leckagespalt ausgebildet ist, über den das Druckfluid als Leckagestrom mit einem vergleichbar hohen Druck austreten kann. Dieser Leckagestrom ist jedoch bewusst gewollt vorgesehen, um, insbesondere als plötzlicher Druckstoß, Staub und Verunreinigungen aus den Dichtkörper herauszublasen. Der bewusst vorgesehene Leckagestrom kann den Druckkörper reinigen und dadurch eine hohe Lebensdauer für den Dichtkörper erreichen. Die nachfolgend beschriebenen Weiterbildungen sind für alle vorstehenden Ausführungsformen des Radlagers geeignet.
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Insbesondere ist in axialer Richtung zwischen der Dichtungsanordnung und den Wälzkörpern ein Staubschutzdeckel zum Abdecken der Wälzkörper vorgesehen, wobei insbesondere der Staubschutzdeckel mit der Dichtfläche eine Labyrinthdichtung ausbildet. Der Staubschutzdeckel kann ein Eindringen von Verschmutzungen in den Bereich der Wälzlager verhindern. Dadurch können auch Verunreinigungen in dem Druckfluid, das als Leckage die Dichtkontaktstelle passieren konnte, nicht die Wälzlager erreichen. Insbesondere kann mit Hilfe des Staubschutzdeckels ein Strömungswege für den Leckagestrom des Druckfluids vorgegeben werden, der in der Art einer Labyrinthdichtung eine 180°-Kehre vorsieht, beispielsweise von radial nach innen nach radial außen oder umgekehrt. Dadurch kann die Leckage oder zumindest die schwereren Verunreinigungen des Leckagestroms in der 180°-Kehre zurückgehalten und gesammelt werden.
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Vorzugsweise ist stromabwärts zum Dichtkontakt zwischen der Dichtungseinheit und der Dichtfläche ein Sammelraum zur Sammlung und Rückführung von als Leckage an dem Dichtkontakt vorbeigeströmten Druckfluid vorgesehen. Der Sammelraum kann in einem Lagerring des Radlagers ausgebildet werden oder über einen in dem Lagerring des Radlagers ausgebildet Kanal erreicht werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein Leckagestrom oder Verunreinigungen in dem Leckagestrom nicht die Wälzkörper erreichen. Vorzugsweise kann das in dem Sammelraum gesammelte Druckfluid wieder rückgeführt werden, wodurch der Sammelraum zu einem Großteil geleert werden kann und auch nach einer langen Betriebszeit noch einen Leckagestrom zumindest zeitweise aufnehmen kann. Geeignete Leckagerückführungen sind in
DE 10 2006 006 143 A1 beschrieben, auf deren Inhalt als Teil der Erfindung hiermit Bezug genommen wird.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Radlageranordnung zur Lagerung eines Kraftfahrzeugreifens eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Lastkraftfahrzeug, mit einem, insbesondere zumindest in einem Teilbereich als Hohlwelle ausgestalteten, Lagerzapfen, einer auf dem Lagerzapfen aufgesteckten Radnabe zur Aufnahme eines Reifen des Kraftfahrzeugs, einem Radlager zur Lagerung der Radnabe an dem Lagerzapfen und einer Dichtungsanordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur radialen Durchführung eines Druckfluids von dem Lagerzapfen zu dem Drucknutzraum, wobei die Dichtungsanordnung in axialer Richtung zwischen dem Radlager und einer Axialfläche des Lagerzapfens angeordnet ist. Die Dichtungsanordnung kann mit einem von dem Lagerzapfen ausgebildeten Einlass und einem von der Radnabe ausgebildeten Auslass kommunizieren, so dass die Drehdurchführung in axialer Richtung außerhalb des Radlagers ausgebildet sein kann. Die Dichtungsanordnung ist insbesondere in axialer Richtung neben einem Innenring und/oder neben einem Außenring des Radlagers angeordnet. Die Dichtungsanordnung kann in axialer Richtung neben einem die Wälzkörper vor Verschmutzung schützenden Dichtkörper angeordnet sein und dadurch einen weiteren Schutz vor Verschmutzung ausbilden. Das Radlager braucht dadurch nicht konstruktiv an die Ausbildung der Drehdurchführung mit Hilfe der Dichtungsanordnung angepasst sein. Der Lagerzapfen kann beispielsweise ein Sackloch aufweisen, an dem die Druckquelle angeschlossen ist und/oder von dem der mindestens eine Einlass in radialer Richtung abgehen kann. Die Dichtungsanordnung kann zwischen dem Radlager und der Axialfläche des Lagerzapfens axial fixiert sein. Insbesondere ist an dem von der Axialfläche abstehenden Ende des Lagerzapfens eine Wellenmutter aufgeschraubt, die das Radlager gegen die Dichtungsanordnung und damit die Dichtungsanordnung gegen die als Axialanschlag für die Dichtungsanordnung wirkende Axialfläche drückt. Ein axiales Spiel kann dadurch eliminiert werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische geschnittene Prinzipdarstellung einer Drehdurchführung für ein Radlager,
- 2: eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Radlagers mit der Drehdurchführung aus 1 zu einem ersten Zeitpunkt,
- 3: eine schematische Schnittansicht des Radlagers aus 2 zu einem zweiten Zeitpunkt,
- 4: eine schematische Schnittansicht des Radlagers aus 2 zu einem dritten Zeitpunkt,
- 5: eine schematische Schnittansicht des Radlagers aus 2 zu einem vierten Zeitpunkt,
- 6: eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Radlagers,
- 7: eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Radlagers und
- 8 eine schematische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform eines Radlagers.
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Die in 1 dargestellte Drehdurchführung 10 kann beispielsweise von einer radial innen angeschlossenen Druckquelle ein insbesondere als Druckluft vorliegendes Druckfluid durch ein Radlager 12 eines Kraftfahrzeugs hindurch in einen radial äußeren Drucknutzraum leiten, bei dem es sich um einen Reifenschlauch eines Kraftfahrzeugreifens handeln kann, um den für unterschiedliche Randbedingen jeweils unterschiedlichen optimalen Reifendruck einstellen zu können. Die Drehdurchführung 10 weist hierzu einen ersten Ring 14 auf, der in radialer Richtung verlaufende Einlässe 16 aufweist, über den der von der Druckquelle bereitgestellte Druck angelegt werden kann. Der erste Ring 14 kann hierbei durch den Innenring des Radlagers 12 ausgebildet sein. Das Radlager 12 ist beispielsweise zweireihig ausgestaltet ist und kann insbesondere zwei separate Wälzlager 18 aufweisen, die einen gemeinsamen Innenring oder separate Innenringe aufweisen. Die Drehdurchführung 10 weist zudem einen zu dem ersten Ring 14 relativ drehbaren zweiten Ring 20 auf, der einen in radialer Richtung verlaufenden Auslass 22 aufweist, um das Druckfluid in den Drucknutzraum zu leiten. Der zweite Ring 20 kann hierbei durch den Außenring des Radlagers 12 oder eine Nabe des Radlagers 12 ausgebildet sein. Analog zum ersten Ring 14 kann auch der zweite Ring 20 durch separate Außenringe der einzelnen Wälzlager 18 des mehrreihigen Radlagers 12 ausgebildet sein, wobei insbesondere die separaten Außenringe an ihren aufeinander zu weisenden Axialseiten jeweils eine Aussparung aufweisen können, um gemeinsam den Auslass 22 auszubilden. Der zweite Ring 14 kann auch separat zu den Außenringen des Radlagers 12 ausgestaltet sein und beispielsweise durch eine Nabe für den Reifen ausgebildet sein, in dem die Außenringen des Radlagers 12 eingepresst sind.
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Um den ersten Ring 14 und den zweiten Ring 20 möglichst dicht und verschleißarm gegeneinander abzudichten, weist die Drehdurchführung 10 eine in radialer Richtung zwischen dem ersten Ring 14 und dem zweiten Ring 20 angeordnete Dichtungsanordnung 24 auf. Die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei spiegelbildlich ausgestalteten separaten Baugruppen zusammengesetzte Dichtungsanordnung 24 weist in der beispielsweise linken Baugruppe einen Dichtungshalter 26 auf, der einlassseitig mit dem ersten Ring 14 drehfest verbunden ist. Hierzu können beispielsweise die den ersten Ring 14 zusammensetzenden Innenringe der separaten Wälzlager 18 den Dichtungshalter 26 zwischen jeweils ausgebildeten Axialanschlägen 28 verklemmen und axial fixieren. Der Dichtungshalter 26 kann zum ersten Ring 14 hin geöffnete erste Dichtnuten aufweisen, in denen jeweils beispielsweise ein O-Ring 30 aufgenommen sein kann, um den Dichtungshalter 26 gegenüber dem ersten Ring 14 ausreichend abzudichten. Der Dichtungshalter 26 weist einen radial verlaufenden Einlasskanal 34 auf, der in eine Druckkammer 36 mündet. Die Druckkammer 36 ist an einer nach radial außen weisenden Mantelseite von einer Dichtungseinheit 38 verschlossen, die innerhalb des Dichtungshalters 26 in radialer Richtung elastisch aufgeweitet werden kann. Die Dichtungseinheit 38 weist einen, insbesondere aus einem elastomeren Material hergestellten, Haltering 40 auf, der an seiner von der Druckkammer 36 weg weisenden Mantelseite, insbesondere elastische, Aufnahmetaschen 42 aufweist, in denen jeweils ein eher verschleißfester unelastischer Abstützring 44 und ein eher elastischer Dichtring 46 eingesetzt sind. Zwischen der Aufnahmetasche 42 und dem aufgenommenen Ring 44, 46 kann eine Ausgleichsnut vorgesehen sein. Der Abstützring 44 und der Dichtring 46 sind im Wesentlichen konzentrisch zu einer Drehachse 48 des Radlagers 12 angeordnet, wobei die Drehdurchführung 10 und die Dichtungsanordnung 24 ebenfalls um diese Drehachse 48 rotieren können. Durch den Druck in der Druckkammer 36 kann der Haltering 40 der Dichtungseinheit 38 radial nach außen aufgeweitet werden, so dass der Abstützring 44 und der Dichtring 46 in radialer Richtung gegen eine Dichtfläche 50 gepresst werden, wodurch eine von dem Druck in der Druckkammer 36 abhängige ausreichende und sich automatisch an sich verändernde Druckverhältnisse anpassende Abdichtung erreicht wird. Die Dichtfläche 50 ist von dem zweiten Ring 20 ausgebildet. Die Dichtungseinheit 38 dreht mit der Drehzahl des ersten Rings 14, während die Dichtfläche 50 mit der Drehzahl des zweiten Rings 20 dreht. Bei einem abrasiven Verschleiß des Abstützrings 44 und des Dichtrings 46 verringert sich die radiale Erstreckung des Abstützrings 44 und des Dichtrings 46. Die Dichtungseinheit 38 kann diesen Verschleiß jedoch automatisch ausgleichen, indem der Haltering 40 durch den Druck in der Druckkammer 36 stärker zur Dichtfläche 50 hin elastisch aufgeweitet wird.
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Von der Druckkammer 36 geht ein axial verlaufender Auslasskanal 54 ab, der einen deutlich geringeren Strömungsquerschnitt als der Einlasskanal 34 aufweist. Der Auslasskanal 54 kann dadurch in der Art einer Drossel beim Befüllen des Drucknutzraums das Druckfluid in der Druckkammer 36 stauen und einen Staudruck erzeugen. Die kinetische Energie des Druckfluids wird durch die Drosselwirkung des Einlasskanals 34 in eine Erhöhung des statischen Drucks in der Druckkammer 36 umgewandelt, wobei sich gegebenenfalls die Dichte des Druckfluids in der Druckkammer 36 erhöhen kann. Wenn das Druckfluid den Auslasskanal 54 passiert hat, kann das Druckfluid von dem Auslasskanal 54 über einen mittig in der Dichtungsanordnung 24 ausgebildeten Verbindungskanal 32 zum Auslass 22 und zum Drucknutzraum fließen. Ein Teil des Druckfluids kann auch in einen zwischen der Dichtfläche 50 und der Dichtungseinheit 38 ausgebildeten Gegendruckspalt 56 strömen und sich dort stauen. Dadurch kann der Anpressdruck der Dichtungseinheit 38 an dem Dichtpartner 50 reduziert werden. Die zur rechten Seite hin abdichtende zweite Baugruppe der Dichtungsanordnung kann einen weiteren Dichtungshalter 58 mit einer weiteren Dichtungseinheit 60 aufweisen, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel spiegelbildlich symmetrisch zur ersten Baugruppe mit dem Dichtungshalter 26 und der Dichtungseinheit 38 ausgestaltet sind und analog funktionieren.
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Wenn der Drucknutzraum mit einem Druckfluid zur Druckerhöhung gefüllt werden soll, kann zunächst das Druckfluid über die Einlässe 16 von einer Druckquelle zugeführt werden, wie in 2 dargestellt. Anschließend kann das Druckfluid von den Einlässen 16 über den jeweiligen zugeordneten Einlasskanal 34 in die jeweils angeschlossene Druckkammer 36 eintreten, wie in 3 dargestellt. Durch den Druck in der Druckkammer 36 werden die Dichtungseinheiten 38, 60 gegen ihre jeweiligen Dichtfläche 50 gedrückt. Durch die Drosselwirkung des Auslasskanals 54 stellt sich aufgrund des dadurch erreichten Staudrucks ein entsprechend hoher Druck in der Druckkammer 36 ein, der zu einer guten Dichtwirkung zwischen den Dichtungseinheiten 38, 60 und dem jeweiligen Dichtpartner 50 führt. Wie in 4 dargestellt kann das Druckfluid schließlich über den Auslasskanal 54 die Druckkammer 36 verlassen und über den zwischen dem Dichtungshalter 26 und dem weiteren Dichtungshalter 58 Verbindungskanal 32 zu dem gemeinsamen Auslass 22 in dem zweiten Ring 20, der durch eine Nabe des Kraftfahrzeugreifens ausgebildet sein kann, zu dem Drucknutzraum gelangen, wie in 5 dargestellt. Es kann jedoch auch ein Teil des Druckfluids über einen zwischen dem jeweiligen Dichtungshalter 26, 58 und dem zweiten Ring 20 ausgebildeten Spalt in den Gegendruckspalt 56 gelangen. Durch den mit Hilfe des Auslasskanals 54 erhöhten Druck in der Druckkammer 36 ist an der Dichtkontaktstelle zwischen der jeweiligen Dichtungseinheit 38, 60 und dem zugeordneten Dichtpartner 50 eine ausreichende Dichtwirkung gegeben, um eine Leckage zu vermeiden oder zumindest gering zu halten. Durch den allmählichen Druckausgleich zwischen der Druckquelle und dem Drucknutzraum kann sich der Druck in dem Gegendruckspalt 56 ebenfalls allmählich erhöhen und den Anpressdruck der Dichtungseinheiten 38, 60 an dem zugeordneten Dichtpartner 50 auf ein noch ausreichendes aber verschleißärmeres Ausmaß reduzieren.
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Das Wälzlager 18 des Radlagers 12 kann zwischen dem Innenring und dem Außenring Wälzkörper 62 aufweisen. Ein Eindringen von Verschmutzungen kann durch einen beispielsweise als Kassettendichtung ausgestalteten Dichtkörper 64 vermieden werden, der an dem axialen Außenrand des Wälzlagers 18 zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet ist.
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Wie in 6 dargestellt kann die Dichtungsanordnung 24 im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Radlagers 12 in axialer Richtung zwischen dem Dichtkörper 64 und den Wälzkörpern 62 angeordnet sein, wodurch sich die Schutzwirkung gegen eine Verschmutzung der Wälzkörper 62 entsprechend erhöht. Hierbei ist es insbesondere möglich, dass die Dichtungsanordnung 24 beziehungsweise der weitere Dichtungshalter 58 in axialer Richtung an dem Dichtkörper 64 abgestützt ist, so dass ein separater Axialanschlag eingespart werden kann.
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Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform des Radlagers 12 ist im Vergleich zu der in 6 dargestellten Ausführungsform des Radlagers 12 der Einlasskanal 34 an der zum Dichtkörper 64 weisenden Seite sowie der zugehörige Einlass 16 nicht vorgesehen, sondern entfallen. Das heißt, im Vergleich zu der in 6 dargestellten Ausführungsform des Radlagers 12 ist der rechte Einlasskanal 34 verschlossen. Das zum Drucknutzraum gepumpte Druckfluid muss, um die rechte weitere Dichtungseinheit 60 anpressen zu können, zunächst über den Einlasskanal 34, die Druckkammer 36 und den Staudruck erzeugenden Auslasskanal 54 des linken Dichtungshalters 26 strömen, bevor das Druckfluid an der Ausgangsseite der Dichtungsanordnung 24 über eine ebenfalls einen deutlichen Strömungswiderstand ausbildende Drosselstelle 68 in die Druckkammer 36 des rechten weiteren Dichtungshalters 58 gelangen kann. Die Drosselstelle 68 kann hierbei vergleichbar oder identisch zu dem Auslasskanal 54 des linken Dichtungshalters 26 ausgestaltet sein. Der Druckaufbau in der Druckkammer 36 des rechten weiteren Dichtungshalters 58 kann dadurch soweit verzögert werden, dass das Druckfluid zwischen der weiteren Dichtungseinheit 60 und dem zugeordneten Dichtpartner 50 über einen bewusst in Verlängerung des Gegendruckspalts 56 vorgesehenen Leckagespalt 70 entlangströmen kann. Das Druckfluid kann dadurch mit einem entsprechend hohen Druck durch den Dichtkörper 64 nach außen strömen und hierbei in dem Dichtkörper 64 angesammelte Verunreinigungen mitreißen und wegblasen, wodurch der Dichtkörper 64 automatisch gereinigt werden kann. Wenn sich in der Druckkammer 36 des rechten weiteren Dichtungshalters 58 schließlich ein entsprechend hoher Druck einstellt, kann eine ausreichend dichte Abdichtung an dem Dichtkörper 64 erfolgen, so dass eine Leckage über den Leckagespalt 70 vermieden und der Leckagespalt 70 verschlossen werden kann.
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Bei der in 8 dargestellten Ausführungsform des Radlagers 12 ist im Vergleich zu der in 2 dargestellten Ausführungsform des Radlagers 12 zwischen dem jeweiligen Dichtungshalter 26, 58 und dem Wälzkörper 62 des jeweiligen Wälzlagers 18 ein Staubschutzdeckel 66 vorgesehen. Der Staubschutzdeckel 66 kann mit der Dichtfläche 50 eine Labyrinthdichtung ausbilden. Eine an der Dichtkontaktstelle der Dichtungsanordnung 24 vorbei gelangene Leckage kann dadurch nicht so leicht zu den Wälzkörpern 62 gelangen. Insbesondere können Feuchtigkeiten und/oder Verschmutzungen in der Leckage von dem Staubschutzdeckel 66 zurückgehalten werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehdurchführung
- 12
- Radlager
- 14
- erster Ring
- 16
- Einlass
- 18
- Wälzlager
- 20
- zweiter Ring
- 22
- Auslass
- 24
- Dichtungsanordnung
- 26
- Dichtungshalter
- 28
- Axialanschlag
- 30
- O-Ring
- 32
- Verbindungskanal
- 34
- Einlasskanal
- 36
- Druckkammer
- 38
- Dichtungseinheit
- 40
- Haltering
- 42
- Aufnahmetasche
- 44
- Abstützring
- 46
- Dichtring
- 48
- Drehachse
- 50
- Dichtfläche
- 54
- Auslasskanal
- 56
- Gegendruckspalt
- 58
- weiterer Dichtungshalter
- 60
- weitere Dichtungseinheit
- 62
- Wälzkörper
- 64
- Dichtkörper
- 66
- Staubschutzdeckel
- 68
- Drosselstelle
- 70
- Leckagespalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015212641 A1 [0003]
- DE 2015212641 A1 [0014]
- DE 102006006143 A1 [0023]
