DE102018216348A1

DE102018216348A1 - Lageranordnung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018216348A1
Application number: DE102018216348.0A
Authority: DE
Inventors: Johannes Albl; Michael Frisch
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-03-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für ein Fahrzeug, mit einem Wälzlager (1), das aus einem Lageraußenring (3) und einem Lagerinnenring (5) aufgebaut ist, die in Radialrichtung (r) einen Lagerinnenraum (7) begrenzen, in dem Wälzkörper (9) angeordnet sind, und mit einer Dichtungsanordnung (11), die den Lagerinnenraum (7) gegen einen Eintrag von Schmutz und/oder Wasser und/oder gegen einen Austrag von Schmiermittel abdichtet, wobei die Dichtungsanordnung (11) zumindest ein hülsenförmiges Trägerelement (13, 15) aufweist, das mit einer radial umlaufenden Presspassung (P, P) auf eine Sitzfläche (29, 33) am Innenumfang des Lageraußenrings (3) oder am Außenumfang des Lagerinnenrings (5) in Axialrichtung kraftschlüssig aufgeschoben ist. Erfindungsgemäß ist in der Sitzfläche (29, 33) und/oder in der damit in Presspassung (P, P) zusammenwirkenden Kontaktfläche (27, 31) des Trägerelements (13, 15) ein mit hydrophoben Dichtmaterial (39) gefülltes Reservoir (35, 37) ausgebildet, das zwischen der Sitzfläche (29, 33) und der Trägerelement-Kontaktfläche (27, 31) als eine Wasserbarriere wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, insbesondere für ein Radlager eines Fahrzeugs, mit einer Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine Lageranordnung für ein Radlager kann eine Dichtungsanordnung aufweisen, die die Lageranordnung gegen einen Eintrag von Schmutz und/oder Wasser sowie gegen einen Austrag von Schmiermittel abdichtet. Eine solche Dichtungsanordnung kann als eine sogenannte Kassettendichtung realisiert sein, die als eine komplette Vormontageeinheit an der Lageranordnung montierbar ist.
Aus der DE 10 2017 100 765 A1 ist eine gattungsgemäße Lageranordnung für eine Radlagerung bekannt. Diese ist aus einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring aufgebaut, die in Radialrichtung einen Lagerinnenraum begrenzen, in dem Wälzkörper angeordnet sind. Der Lagerinnenraum wird von einer Dichtungsanordnung abgedichtet, die zumindest ein hülsenförmiges Trägerelement aufweist. Das hülsenförmige Trägerelement ist mit einer radial umlaufenden Presspassung auf eine zylindrische Sitzfläche am Innenumfang des Lageraußenrings oder am Außenumfang des Lagerinnenrings in Axialrichtung kraftschlüssig aufgeschoben.
In der DE 10 2017 100 765 A1 ist in dem Presssitz zwischen der zylindrischen Sitzfläche und der Trägerelement-Kontaktfläche eine Gummierung zwischengeschaltet, um die Presspassung gegenüber den Eintrag von Wasser abzudichten. Eine solche zusätzliche Gummierung ist mit Fertigungsaufwand verbunden. Zudem ergibt sich im Bereich der Gummierung ein in Radialrichtung bauraumintensiver Lagenaufbau mit hohem Bauraumbedarf in Radialrichtung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lageranordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei der im Vergleich zum obigen Stand der Technik in fertigungstechnisch einfacher Weise sowie mit geringem Bauraumbedarf die Dichtfunktion gesteigert ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Erfindungsgemäß ist auf eine zusätzliche Gummierung im Presssitz zwischen der beispielsweise zylindrisch ausgeführten Sitzfläche und der Trägerelement-Kontaktfläche verzichtet. Anstelle dessen ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 in der Sitzfläche und/oder in der damit in Presspassung zusammenwirkenden Trägerelement-Kontaktfläche ein mit hydrophobem Dichtmaterial gefülltes Reservoir ausgebildet. Das Dichtmaterial wirkt dabei unmittelbar zwischen der Sitzfläche und der in Presspassung zusammenwirkenden Trägerelement-Kontaktfläche als eine Wasserbarriere.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Reservoir in Umfangsrichtung durchgängig als eine umlaufende Nut oder Einkerbung in der Trägerelement-Kontaktfläche und/oder in der Sitzfläche ausgebildet.
In einer fertigungstechnisch besonders einfachen Ausführung kann die Lagefixierung des hülsenförmigen Trägerelementes an dem Lagerinnenring oder an dem Lageraußenring ausschließlich durch die Presspassung erfolgen, das heißt ohne weitere form- und/oder stoffschlüssige Verbindung, etwa einer Schweißverbindung und/oder einer sonstigen mechanischen Formschlussverbindung. Speziell in diesem Fall hat sich herausgestellt, dass alleine die Presspassung keine Wasserdichtheit gewährleistet. Vor diesem Hintergrund bietet die Erfindung eine fertigungstechnisch einfache Lösung, um eine komplett wasserdichte Lageranordnung bereitzustellen.
In einer technischen Umsetzung kann sich die Presspassung in Axialrichtung betrachtet mit einer Überdeckungs-Länge erstrecken. Das Dichtmaterial-Reservoir ist dabei in Axialrichtung in etwa mittig in dem, sich über die Überdeckungs-Länge erstreckenden Presspassungs-Abschnitt angeordnet. Auf diese Weise sind axial beidseitig des Dichtmaterial-Reservoirs jeweils eine erste Presspassung und eine zweite Presspassung gebildet.
In einer konkreten Ausführungsform kann die Dichtanordnung sowohl ein am Lagerring befestigbares Innen-Trägerelement als auch ein am Lageraußenring befestigbares Außen-Trägerelement aufweisen. Zwischen dem Außen-Trägerelement und dem Innen-Trägerelement kann zumindest eine elastische Dichtlippe wirken. Das Innen- und/oder Außen-Trägerelement kann jeweils ein hülsenförmiges Blechteil sein. Dabei kann das Innen-Blechteil im Querschnitt ein Winkelprofil mit einem radial inneren zylindrischen Ringschenkel aufweisen, der an einer Übergangskante in einen radial nach außen abragenden, umlaufenden Ringflansch übergeht. Der radial innere zylindrische Ringschenkel des Innenblechteils kann an seiner Innen-Kontaktfläche in Presspassung auf die zylindrische Außen-Sitzfläche des Lagerinnenrings aufgeschoben sein.
In gleicher Weise kann das als Außen-Trägerelement ausgebildete Außenblechteil einen radial äußeren zylindrischen Ringschenkel aufweisen. Dieser kann über seine Außen-Kontaktfläche in Presspassung auf die zylindrische Innen-Sitzfläche des Lageraußenrings axial aufgeschoben sein.
Es ist als besonderer Vorteil hervorzuheben, dass die Presspassung zwischen der Trägerelement-Kontaktfläche und der zylindrischen Sitzfläche ohne zwischengeschalteter Gummierung oder dergleichen erfolgt, das heißt, dass die Presspassung über die gesamte Überdeckungs-Länge in einer Materialpaarung Metall-auf-Metall ausgebildet ist.
In einer konkreten Realisierung kann die Dichtungsanordnung, bestehend aus dem Innen-Blechteil, dem Außen-Blechteil sowie der zwischengeschalteten elastischen Dichtlippe als eine einteilige, vormontierbare Kassettendichtung ausgebildet sein, die als ein separates Bauteil an der Lageranordnung montierbar ist.
Nachfolgend ist anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen:

1 in einer Teilschnittdarstellung ein Wälzlager einer Lageranordnung im zusammengebauten Zustand; und
2 in einer Ansicht entsprechend der 1 das Wälzlager mit noch demontierter Kassettendichtung.

In der 1 ist ein Wälzlager 1 mit einem Lageraußenring 3 und einem Lagerinnenring 5 gezeigt. Der Lageraußenring 3 und der Lagerinnenring 5 begrenzen in einer Radialrichtung r einen Lagerinnenraum 7, in dem Wälzkörper 9 angeordnet sind, die jeweils mit dem Lageraußenring 3 sowie mit dem Lagerinnenring 5 in Wälzkontakt sind. Dem Wälzlager 1 ist eine als Kassettendichtung realisierte Dichtungsanordnung 11 zugeordnet. Diese ist in Axialrichtung benachbart sowie berührungsfrei zum Wälzkörper 9 positioniert. Die Dichtungsanordnung 11 ist in der 1 aus einem hülsenförmigen Außenblechteil 13 sowie einem hülsenförmigen Innenblechteil 15 aufgebaut, zwischen denen eine elastische Dichtlippe 17 wirkt.
Das Außenblechteil 13 der Kassettendichtung 11 weist in der 2 im Querschnitt ein Winkelprofil auf, und zwar mit einem umlaufenden, radial äußeren Ringschenkel 19, der an einer Übergangskante in einen nach radial innen abragenden Ringflansch 21 übergeht. In gleicher Weise ist auch das Innenblechteil 15 im Querschnitt ein Winkelprofil, bei dem ein radial innerer, umlaufender Ringschenkel 23 an einer Übergangskante in einen nach radial außen abragenden Ringflansch 25 übergeht. Die Dichtlippe 17 ist in der 1 oder 2 am Ringflansch 21 des Außenblechteils 13 anvulkanisiert und in Gleitkontakt mit dem Außenumfang des inneren Ringschenkels 23 des Innenblechteils 15.
Die Montage der Kassettendichtung 11 an das Wälzlager 1 erfolgt in der 2 in einer Fügerichtung F. Demzufolge wird die Kassettendichtung 11 axial in den Lagerinnenraum 7 des Wälzlagers 1 von seitlich außen eingeschoben. Auf diese Weise wird der Innen-Ringschenkel 25 des Innenblechteils 15 über seine Innen-Kontaktfläche 27 unter Presspassung P_I (1) auf eine korrespondierende Außen-Sitzfläche 29 des Lagerinnenrings 5 aufgeschoben. Gleichzeitig wird der radial äußere Ringschenkel 19 des Außenblechteils 13 mit seiner Außen-Kontaktfläche 31 unter Presspassung P_A ( 1) auf die Innen-Sitzfläche 33 des Lageraußenrings 3 aufgeschoben. Auf diese Weise ergibt sich ein Presspassung-Abschnitt mit einer Überdeckungs-Länge I (1), in dem die Kassettendichtung 11 ausschließlich in Presspassung P_I und P_A in das Wälzlager 1 montiert ist.
Wie aus den Figuren weiter hervorgeht, ist sowohl in der Außen-Sitzfläche 29 des Lagerinnenrings 5 als auch in der Innen-Sitzfläche 33 des Lageraußenrings 3 eine umlaufende Ringnut 35, 37 eingearbeitet. Die Ringnuten 35, 37 wirken jeweils als ein Dichtmaterial-Reservoir, das mit einem hydrophoben Dichtmaterial 39 gefüllt ist, bevorzugt einem Wälzlagerfett, das ohnehin im Fertigungsprozess in die Wälzkörper 9 eingebracht wird und somit bei der Montage keine Gefahr einer Vermischung besteht, wenn die Blechteile 13, 15 der Dichtungskassette 11 in den Lagerinnenraum 7 eingepresst werden.
Die jeweilige Ringnut 35, 37 ist, in der Axialrichtung betrachtet, in etwa mittig in dem Presspassungs-Abschnitt angeordnet. Entsprechend sind axial beidseitig der Ringnut 35, 37 jeweils eine erste Presspassung und eine zweite Presspassung gebildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017100765 A1 [0003, 0004]

Claims

Lageranordnung für ein Fahrzeug, mit einem Wälzlager (1), das aus einem Lageraußenring (3) und einem Lagerinnenring (5) aufgebaut ist, die in Radialrichtung (r) einen Lagerinnenraum (7) begrenzen, in dem Wälzkörper (9) angeordnet sind, und mit einer Dichtungsanordnung (11), die den Lagerinnenraum (7) gegen einen Eintrag von Schmutz und/oder Wasser und/oder gegen einen Austrag von Schmiermittel abdichtet, wobei die Dichtungsanordnung (11) zumindest ein hülsenförmiges Trägerelement (13, 15) aufweist, das mit einer radial umlaufenden Presspassung (P_A, P_I) auf eine Sitzfläche (29, 33) am Innenumfang des Lageraußenrings (3) oder am Außenumfang des Lagerinnenrings (5) in Axialrichtung kraftschlüssig aufgeschoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sitzfläche (29, 33) und/oder in der damit in Presspassung (P_A, P_I) zusammenwirkenden Kontaktfläche (27, 31) des Trägerelements (13, 15) ein mit hydrophoben Dichtmaterial (39) gefülltes Reservoir (35, 37) ausgebildet ist, das zwischen der Sitzfläche (29, 33) und der Trägerelement-Kontaktfläche (27, 31) als eine Wasserbarriere wirkt.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (35, 37) als eine umlaufende Nut oder Einkerbung ausgebildet ist, die radial nach außen oder radial nach innen offen ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagefixierung des hülsenförmigen Trägerelements (13, 15) an dem Lagerinnenring (5) oder an dem Lageraußenring (3) ausschließlich durch die Presspassung (P_A, P_I) erfolgt, und zwar ohne eine weitere form- und/oder stoffschlüssige Verbindung.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Presspassung (P_A, P_I) in der Axialrichtung mit einer Überdeckungs-Länge (I) über einen Presspassungs-Abschnitt erstreckt, und/oder dass das Dichtmaterial-Reservoir (35, 37) in Axialrichtung in etwa mittig in dem Presspassungs-Abschnitt angeordnet ist, so dass axial beidseitig des Dichtmittel-Reservoirs (35, 37) jeweils eine erste Presspassung und eine zweite Presspassung gebildet ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Sitzfläche (29, 33) als auch die damit zusammenwirkende Trägerelement-Kontaktfläche (27, 31) zylindrisch, insbesondere glattzylindrisch, ausgebildet sind, und zwar mit Ausnahme des in die Sitzfläche (29, 33) und/oder in die Trägerelement-Kontaktfläche (27, 31) eingearbeiteten Dichtmaterial-Reservoirs (35, 37).
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Sitzfläche (29, 33) als auch die damit zusammenwirkende Trägerelement-Kontaktfläche (27, 31) konisch ausgebildet sind, und zwar mit Ausnahme des in die Sitzfläche (29, 33) und/oder in die Trägerelement-Kontaktfläche (27, 31) eingearbeiteten Dichtmaterial-Reservoirs (35, 37).
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (11) sowohl ein am Lagerinnenring (5) befestigbares Innen-Trägerelement (15) als auch ein am Lageraußenring (3) befestigbares Außen-Trägerelement (13) aufweist, zwischen denen zumindest eine elastische Dichtlippe (17) dichtend wirkt.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (13, 15) ein hülsenförmiges Blechteil ist, und dass insbesondere das als Innen-Trägerelement ausgebildete Innenblechteil (15) einen radial inneren zylindrischen Ringschenkel (23) aufweist, der über seine Innen-Kontaktfläche (27) in Presspassung (P_I) auf die zylindrische Außen-Sitzfläche (29) des Lagerinnenrings (5) aufgeschoben ist, und/oder dass insbesondere das als Außen-Trägerelement ausgebildete Außenblechteil (13) einen radial äußeren zylindrischen Ringschenkel (19) aufweist, der über seine Außen-Kontaktfläche (31) in Presspassung (P_A) auf die zylindrische Innen-Sitzfläche (33) des Lageraußenrings (3) aufgeschoben ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Presspassung (P_I, P_A) zwischen der Trägerelement-Kontaktfläche (27, 31) und der Sitzfläche (29, 33) ohne zwischengeschalteter Gummierung oder dergleichen erfolgt, so dass die Presspassung (P_I, P_A) Metall auf Metall ausgebildet ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (11) als eine vormontierbare Kassettendichtung ausgeführt ist, die als separate Vormontageeinheit an der Lageranordnung montierbar ist.