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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Radlagereinheit, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Hintergrund der Erfindung
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Radlagereinheiten mit vormontiert einpressbaren Wälzlagereinheiten, beispielsweise für Nutzfahrzeuge, kommen dann zum Einsatz, wenn eine ordnungsgemäße Installation eines Radlagers, welches in der Regel mindestens aus zwei Radlagereinheiten besteht, nicht in einer Kfz-Werkstatt möglich ist.
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Für eine Installation eines Radlagers sind eine saubere Umgebung und zahlreiche Vorsichtsmaßnahmen bei der ordnungsgemäßen Installation unabkömmlich. Leider kann diesen Maßnahmen bei bestimmten Bedingungen nicht nachgekommen werden. Durch Verschmutzung des Wälzraumes büßt man in der Regel Lebensdauer des Radlagers ein. Bei anderen Arten von Lagern gerade im Bereich Automotive, ergibt sich die gleiche Problematik.
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Denkbar ist der Einsatz von austauschbaren Radlagereinheiten, deren Wälzraum während der Installation nicht geöffnet werden muss und damit keine Verschmutzung des Wälzraumes riskiert wird. Allerdings ist hierbei der Materialaufwand relativ hoch, womit das Radlager teuer wird.
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Deshalb hat man in der Vergangenheit so genannte Insert-Radlagereinheiten, insbesondere Insert- Kegelrollenlagereinheiten, entwickelt, die in einem vorinstallierten Zustand ausgeliefert und transportiert werden können ohne den Wälzraum unnötigerweise bei der Installation oder anderweitig offen zu legen. Die Insert-Radlagereinheiten werden im vormontierten Zustand seitlich in den Radträger, beziehungsweise in oder auf die Radnabe gepresst.
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Derartige Kegelrollenlager weisen axial und radial wirkende Dichtmittel auf, wobei das radial wirkende Dichtmittel einen Spalt zwischen zwei mit ihren Stirnseiten aneinander liegenden Innenringen abdichtet. Der Dichtring ist in mehreren Ausführungsbeispielen stets an der radialen Innenseite der beiden Innenringe in einer gemeinsamen Ringnut angeordnet, welche durch Einsenkungen im Bereich der zueinander weisenden Stirnseiten der beiden Innenringe ausgebildet ist. Die durch diese Einsenkungen gebildete gemeinsame Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings hat dabei jeweils eine rechteckige Querschnittsgeometrie.
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Zur Erzielung von gewünschten Dichteigenschaften, welche auch einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Lager und der Umgebung zulassen sollen bzw. eine Belüftung desselben ermöglicht, umfasst der in Varianten unterschiedlich ausgebildete Dichtring jeweils ein metallisches Spannelement, welches eine radiale Anpresskraft auf den Dichtring in Richtung zu den die Ringnut bildenden Innenringen ausübt und diesen in der Ringnut sichert sowie einen Druckausgleich gestattet. Insofern handelt es sich bei den bekannten Dichtringen durchweg um vergleichsweise teure Gummi-Metall-Bauteile, die aufgrund ihres dortigen Aufbaus eine hermetische Abdichtung des Innenraumes des Wälzlagers nicht ermöglichen.
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Aus der
WO 97/42425 A1 ist außerdem ein zweireihiges Kegelrollenlager bekannt, welches als Radlager in einer Radnabe eines Fahrzeuges eingebaut ist. Der zweiteilige Innenring dieses Kegelrollenlagers ist gegen ein Eindringen von unerwünschten Stoffen, wie beispielsweise von Öl aus dem Bereich einer Fahrzeugachse, mittels eines Dichtsystems geschützt, welches die aneinander liegenden Stirnseiten der beiden Innenringe überdeckt und im Lagerinnenraum angeordnet ist. Dieses Dichtsystem besteht aus zwei O-Ringen, von denen jeweils ein O-Ring in einer zugeordneten Ringnut am Außenumfang der jeweiligen Innenringe ausgebildet ist. Die beiden O-Ringe sind zudem von einem metallischen Ring radial umgriffen, welcher dieselben dichtend gegen die zugeordneten Innenringe drückt. Einen damit vergleichbaren Aufbau zeigt ein vierreihiges Wälzlager, welches aus der
DE 39 15 624 A1 bekannt ist, jedoch werden dort keine O-Ringe, sondern anders gestaltete Dichtmittel verwendet, welche in eine im Querschnitt rechtwinklige gemeinsame Ringnut an den Innenringen eingesetzt und durch einen Blechring gehalten sind.
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Schließlich ist aus der
DE 36 21 381 A1 ein zweireihiges Wälzlager bekannt, welches mehrteilige Innenringe und Außenringe aufweist. Bei diesem Wälzlager sind die Außenringe mittels eines Distanzringes axial zueinander beabstandet, während die Innenringe mittels eines im Querschnitt U-förmigen Befestigungsringes verbunden sind, deren Schenkel in jeweils zugeordnete Umfangsnuten in den Innenringen eingreifen.
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Die bisher bekannten Wälzlager mit zwei stirnseitig eng aneinander liegenden Innenringen weisen nur eine ungenügende Abdichtung des Aufnahmeraumes für dessen Wälzkörper auf, so dass ungewollt Schmierstoff aus dem Wälzlager austreten kann oder Fremdstoffe eintreten können. In beiden Fällen ist mit einer Verschlechterung der Eigenschaften und einer Verkürzung der Lagerlebensdauer des Wälzlagers zu rechnen. Bemängelt wird bei einigen Ausführungsformen beispielsweise eine unzureichende axiale Verspannung der beiden Innenringe gegeneinander, so dass im Bereich derer Trennfuge zwischen deren Stirnseiten Fremdstoffe die dort angeordnete Dichtung überwinden können. Sofern bei anderen Ausführungsformen die Dichtung mittels eines gesonderten Blechringes oder durch einen in deren Gummimaterial eingearbeiteten Blechring mit einer für Dichtzwecke ausreichenden Wirkung gegen die Innenringe press bar ist, so werden diese Dichtringe als vergleichsweise teuer in der Herstellung beurteilt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radlagereinheit zur Verfügung zu stellen, welche sicher gegen äußerer Einflüsse abdichtet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Radlagereinheit mit mindestens einem Außenring und zumindest zwei Innenringen, zwischen denen in einem Käfig geführte Wälzkörper angeordnet sind, wobei zwei benachbarte Innenringe mit ihren zueinander weisenden axialen Stirnseiten aneinander liegen, und wobei eine Abdichtvorrichtung zur Abdichtung einer Schnittstelle der beiden Innenringe vorgesehen ist, wobei die Abdichtvorrichtung durch ein ringförmiges Halteelement ausgebildet ist und wobei an dem Halteelement mindestens ein Dichtelement vorgesehen ist, wobei das Dichtelement mittels mindestens zweier Dichtringe ausgebildet ist, von denen jeder mindestens zwei radiale Kontaktpunkte aufweist, die das Halteelement kontaktieren und mindestens zwei radiale Kontaktpunkte, welche den entsprechenden Innenring kontaktieren.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Mitteldichtungen axial verspannt werden und somit axial abdichten. Jedoch kommt es bei ungenügender axialer Verspannung der Radlagereinheit dazu, dass die Mitteldichtung unzureichend axial verspannt sind und somit nicht richtig abdichten.
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Erfindungsgemäß ist in dem Halteelement der Abdichtvorrichtung ein Dichtelement vorgesehen, dass derart ausgebildet ist, dass dieses mittels mindestens zweier Dichtringe ausgebildet ist, von denen jeder mindestens zwei radiale Kontaktpunkte aufweist, die das Halteelement kontaktieren und mindestens zwei radiale Kontaktpunkte, welche den entsprechenden Innenring kontaktieren. Hierdurch werden mindestens vier Kontaktpunkte zur Verfügung gestellt. Mittels dieser speziellen Ausbildung wird das Dichtelement bei Verbau radial angepresst und dementsprechend radial verspannt. Dies hat den Vorteil, dass auch bei einer axialen Verschiebung der Innenringe, die radiale Abdichtung bzw. das radiale Verspannen des Dichtelementes unberührt bleibt.
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Demnach ist gemäß der Erfindung eine hermetisch abdichtende und selbstsichernde Abdichtvorrichtung geschaffen, die sicher und mit wenig Aufwand ein Eindringen von Fremdstoffen und/ oder ein Abwandern von Schmierstoff über die aneinander liegenden Stirnseiten der Innenringe in oder aus denjenigen Raum der Radlagereinheit verhindert, in dem die Wälzkörper angeordnet sind.
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Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Haltelemente U-förmig ausgebildet und weist zwei Seitenringe auf, die mittels eines Umlaufenden Steges verbunden sind und wobei zwischen den Seitenringen ein Mittelring vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die beiden Dichtringe beabstandet voneinander anzuordnen und zudem einen sicheren Halt der Dichtringe in dem Haltelement während der Montage und des Betriebs der Radlagereinheit gewährleistet. Zudem können hierdurch axiale Verschiebungen der Dichtringe verhindert werden.
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Bevorzugterweise bildet der Mittelring eine Positionierhilfe aus, welcher in einer gemeinsamen Ringnut der Innenringe zentriert und positioniert wird. Die Ringnut wird bevorzugter Weise durch jeweilige Einsenkungen in den Innenringen ausgebildet. Die Positionierhilfe greift dabei in die Ringnut ein und ist beispielsweise durch eine Nase oder ähnliches ausgebildet.
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Bevorzugterweise weist mindestens einer der Seitenringe und/ oder der Mittelring mindestens eine Unterbrechung auf. Vorteilhafterweise sind mehrere Unterbrechungen gleichmäßig über den Umfang verteilt an beiden Seitenringen vorgesehen. Hierdurch wir eine kostengünstige Entformung bei der Herstellung des Halteelementes ermöglicht. Zudem erleichtert diese Ausbildung des Haltelementes die Montage des Dichtelementes, sowie die Endmontage an der Radlagereinheit.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besteht der Dichtring aus einem gummielastischen Material. Damit kann ein besonders gutes Einschmiegen des Dichtelementes in das Halteelement erreicht werden.
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Bevorzugt erweise besteht das Halteelement aus einem Kunststoff.
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Bevorzugt erweise sind die Wälzkörper als Kegelrollen ausgebildet. Es kann sich bei den Wälzkörpern jedoch auch um Nadelrollen, Zylinderrollen, Tonnenrollen oder Kugelrollen, die für schwere Nutzfahrzeuge, beziehungsweise für eine hohe Lastübertragung geeignet sind. Alternativ sind auch kugelförmige Wälzkörper denkbar.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von drei Figuren dargestellt. Es zeigen:
- 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Radlagereinheit,
- 2 einen Längsschnitt durch eine Abdichtvorrichtung der erfindungsgemäßen Radlagereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
- 3 eine perspektivische Ansicht der Abdichtvorrichtung der erfindungsgemäßen Radlagereinheit.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt einen Längsschnitt durch eine der erfindungsgemäßen Radlagereinheit 1. Die Radlagereinheit ist als zweireihiges Kegelrollenlager 2 ausgeführt. Das Kegelrollenlager 2 weist einen Innenring 3 sowie einen Außenring 4 auf. Zwischen durch den Innenring 3 und den Außenring 4 ausgebildeten Laufflächen sind Kegelrollen 5 angeordnet, welche an den Laufflächen abwälzen.
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Jeweils eine Stirnseite 6 der beiden Innenringe 3 liegen aneinander an und bilden hierdurch eine Schnittstelle 7 aus. Zur Abdichtung dieser Schnittstelle 7 ist eine Abdichtvorrichtung 8 vorgesehen. Wie aus 1 zu erkennen ist, bilden die beiden Innenringe 3 eine Ringnut 9 aus, welche zur Positionierung der Abdichtvorrichtung 8 dient.
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Die Abdichtvorrichtung 8 ist durch ein ringförmiges Halteelement 10 ausgebildet, an dem ein Dichtelement 11 vorgesehen ist. Das Dichtelement 11 wird durch zwei Dichtringe 12a, 12b ausgebildet. Der Dichtring 12a, 12b besteht dabei aus einem gummielastischem Material. Zu näheren Erläuterung des Dichtelementes 11 wird nun Bezug auf 2 genommen. Der Dichtring 12a, 12b weist dabei zwei Kontaktpunkte 13, 14 auf, welche das Halteelement 10 kontaktieren und jeweils einen Kontaktpunkt 15, 16, welcher jeweils einen Innenring 3 kontaktiert. Mittels dieser speziellen Ausbildung wird der Dichtring 12a, 12b bei Verbau radial an die Innenringe 3 angepresst und dementsprechend radial verspannt. Dies hat den Vorteil, dass auch bei einer axialen Verschiebung der Innenringe 3, die radiale Abdichtung bzw. das radiale Verspannen des Dichtelementes 11 unberührt bleibt.
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3 zeigt eine Ausbildung der Abdichtvorrichtung 8. Das Haltelemente 10 ist dabei U-förmig ausgebildet und weist zwei Seitenringe 17, 18 auf, die mittels eines Umlaufenden Steges 19 verbunden sind. Zwischen den Seitenringen 17, 18 ist ein Mittelring 23 vorgesehen. Hierdurch wird ein sicherer Halt des Dichtelementes 11 in dem Haltelement 8 gewährleistet.
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Wie des Weiteren zu erkennen ist, sind die Seitenringe 17, 18 und oder der Mittelring 23 derart ausgebildet, dass diese mehrere Unterbrechungen 20, 21, 22 über den Umfang verteilt aufweisen. Der Mittelring 23 weist des Weiteren eine Nase 24 auf, welche eine Positionierhilfe ausbildet, welche in die Ringnut 9 eingreift.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radlagereinheit
- 2
- Kegelrollenlager
- 3
- Innenring
- 4
- Außenring
- 5
- Kegelrollen
- 6
- Stirnseite
- 7
- Schnittstelle
- 8
- Abdichtvorrichtung
- 9
- Ringnut
- 10
- Halteelement
- 11
- Dichtelement
- 12a
- Dichtring
- 12b
- Dichtring
- 13
- Kontaktpunkt
- 14
- Kontaktpunkt
- 15
- Kontaktpunkt
- 16
- Kontaktpunkt
- 17
- Seitenringe
- 18
- Seitenringe
- 19
- Steg
- 20
- Unterbrechung
- 21
- Unterbrechung
- 22
- Unterbrechung
- 23
- Mittelring
- 24
- Nase
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 9742425 A1 [0008]
- DE 3915624 A1 [0008]
- DE 3621381 A1 [0009]
