-
Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung mit einer Rotationsachse, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Außenring;
- - einen Innenring, wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring ein Lagerinnenraum gebildet ist;
- - einen Radflansch, welcher mit dem Innenring rotationsfest verbunden ist, wobei der Radflansch den Lagerinnenraum radial überlappt; und
- - eine Lagerdichtungsanordnung, welche einen als Vordichtung ausgebildeten Laufring und einen als Hauptdichtung ausgebildeten Dichtungskörper umfasst, wobei der Dichtungskörper eine Vordichtungslippe umfasst, von welcher eine axiale Distanz zwischen dem Außenring und dem Radflansch von dem Außenring bis hin zu einem Axialspalt bei dem Radflansch überbrückt ist,
wobei radial innerhalb der Vordichtungslippe zwischen dem Radflansch und dem Laufring eine Beruhigungskammer gebildet ist. Die Radlageranordnung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Abmessung des Axialspalts kleiner oder gleich einem Drittel der axialen Abmessung der Beruhigungskammer ist. Die Radlageranordnung ist beispielsweise für ein Radlager eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt einer angetriebenen Achse, einsetzbar.
-
Aus dem Stand der Technik sind Radlageranordnungen für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welchen zum Erzielen einer langen Lebensdauer in den Wälzlagern Schmiermittel und entsprechende Dichtungen zur Umgebung zum Schutz vor beispielsweise Schmutzpartikeln und Spritzwasser eingesetzt werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform ist in der
DE 10 2013 218 635 A1 gezeigt. Hierbei ist ein Schleuderblech vorgesehen, welches im Zusammenspiel mit Dichtlippen und einem Radflansch ein effektives Dichtlabyrinth ausbildet. Zwischen Schleuderblech und Radflansch ist bevorzugt eine Dichtmasse vorgesehen, um ein Eindringen von Verunreinigungen durch den Spalt zwischen Schleuderblech und Innenring zu vermeiden. Zudem bildet das Schleuderblech einen nach radial außen gerichteten Fangraum zum Fernhalten von Verunreinigungen. In der
DE 10 2018 103 109 A1 ist eine alternative Ausführungsform einer solchen Radlageranordnung gezeigt, bei welcher ein Laufring mit einer weniger komplexen Geometrie eingesetzt ist. Für eine lange Lebensdauer ist es vorteilhaft, das Eindringen von Schmutzpartikeln und von Spritzwasser möglichst effizient zu unterbinden.
-
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
-
Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung mit einer Rotationsachse, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Außenring;
- - einen relativ zu dem Außenring um die Rotationsachse rotierbaren Innenring, wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring ein Lagerinnenraum gebildet ist, in welchem Wälzkörper abwälzbar angeordnet sind;
- - einen Radflansch, welcher mit dem Innenring rotationsfest verbunden ist, wobei der Radflansch den Lagerinnenraum radial überlappt; und
- - eine Lagerdichtungsanordnung, welche einen als Vordichtung ausgebildeten Laufring und einen als Hauptdichtung ausgebildeten Dichtungskörper umfasst, wobei der Laufring an dem Innenring abgestützt ist und der Dichtungskörper an dem Außenring abgestützt ist, wobei ein offener Radialspalt zwischen dem Dichtungskörper und dem Laufring gebildet ist,
wobei der Dichtungskörper eine Vordichtungslippe umfasst, von welcher eine axiale Distanz zwischen dem Außenring und dem Radflansch von dem Außenring bis hin zu einem Axialspalt bei dem Radflansch überbrückt ist, wobei radial innerhalb der Vordichtungslippe zwischen dem Radflansch und dem Laufring eine Beruhigungskammer gebildet ist.
-
Die Radlageranordnung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Abmessung des Axialspalts kleiner oder gleich einem Drittel der axialen Abmessung der Beruhigungskammer ist.
-
Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
-
Beispielsweise entspricht die Radlageranordnung in weiten Teilen der Ausführungsform gemäß der Darstellung in der eingangs zitierten
DE 10 2013 218 635 A1 oder der
DE 10 2018 103 109 A1 . Es sei darauf hingewiesen, dass die hier vorgeschlagene Radlageranordnung nicht auf die in den eingangs zitierten Schriften gezeigten Anwendung beschränkt ist, und beispielsweise in einer Radlageranordnung mit stehender Welle (innenringseitig) und umlaufender Aufnahme (außenringseitig) einsetzbar ist. Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass der Radflansch zwar bevorzugt einstückig mit dem Innenring gebildet ist, dies aber nicht notwendig ist. Beispielsweise ist der Radflansch zum Anbinden, beispielsweise Anschrauben, eines Fahrzeugrads eingerichtet. Alternativ ist eine solche oder ähnliche Anbindung mit radialer Erstreckung an dem umlaufenden Außenring geschaffen. Der Radflansch überdeckt geschlossen radial den Lagerinnenraum, sodass (ohne Lagerdichtungsanordnung) allein ein axialer Spalt zu dem Außenring, also eine nach radial-außen gerichtete Öffnung zur Umgebung, gebildet ist.
-
Der Innenring und der Außenring bilden einen Lagerinnenraum in welchem Wälzkörper derart abwälzend angeordnet sind, dass ein reibungsarmes relatives Verdrehen von dem Innenring zu dem Außenring ermöglicht ist. Es ist also ein Wälzlager geschaffen, beispielsweise ein Kugellager oder Zylinderrollenlager, bevorzugt ein axial vorspannbares Schrägkugellager oder Kegelrollenlager.
-
Die Lagerdichtungsanordnung umfasst nun einen Dichtungskörper, welcher mittels zumindest einer Dichtlippe ein Ausfließen von Schmiermittel und/oder ein Eindringen von Schmutzpartikeln und von Spritzwasser verhindert. Die Dichtlippe ist dazu gegen eine korrespondierende Dichtfläche radial und/oder axial vorgespannt und liegt somit in reibendem Kontakt an dieser Dichtfläche an. Die Dichtfläche muss daher eine geeignete Oberflächenrauigkeit, Rundheit und (axiale) Ebenheit aufweisen. Bevorzugt ist die Dichtfläche daher von dem Laufring gebildet. Alternativ ist eine solche geeignete Dichtfläche mit den genannten Eigenschaften an einer (bevorzugt abgesetzten Teil-) Oberfläche des Innenrings gebildet. Der Dichtungskörper bildet damit die Hauptdichtung.
-
Der Laufring (in der
DE 10 2013 218 635 A1 als Schleuderblech bezeichnet) bildet den Gegenpart zu dem Dichtungskörper, sodass eine Labyrinthdichtung geschaffen ist, welche das Eindringen von Schmutzpartikeln und von Spritzwasser, aber auch das Ausfließen von Schmiermittel effizient unterbindet. Der Laufring ist bevorzugt allein mittels seines innenringseitigen Wandelements auf den Innenring aufgeschoben, bevorzugt aufgepresst, und bildet dadurch allein bereits eine ausreichende axiale Fixierung und zugleich einen statischen Dichtsitz mit dem Innenring. Der Laufring ist etwa S-förmig oder (bevorzugt) C-förmig gebildet.
-
Der Dichtungskörper umfasst weiterhin eine Vordichtungslippe, von welcher die nach radial-außen weisende Öffnung zwischen dem Außenring und dem Radflansch nahezu vollständig überbrückt ist. In einem regulären Betriebszustand der Radlageranordnung ist die Vordichtungslippe von dem Radflansch axial beabstandet, nämlich mittels des Axialspalts. Mit anderen Worten: Indem die Vordichtungslippe die axiale Distanz zwischen dem Außenring und dem Radflansch bis zu dem Axialspalt überbrückt, verschließt die Vordichtungslippe die (umlaufende) Öffnung zwischen dem Radflansch und dem Außenring, aber nicht vollständig, sondern es verbleibt zwischen dem Radflansch und der Vordichtungslippe in axialer Richtung ein (möglichst schmaler) Spalt, nämlich der Axialspalt. Damit findet im regulären Betriebszustand keine Reibung statt und die Radlageranordnung ist sehr gut abgedichtet bei gleichzeitig einem hohen Wirkungsgrad. Der Axialspalt erstreckt sich also axial von dem Radflansch bis hin zu einem axial nächsten Ende der Vordichtungslippe. Bevorzugt stellt der Axialspalt die einzige Öffnung von der Beruhigungskammer zum Außenraum (beispielsweise der Umgebung) hin dar. Der Axialspalt ist axial radflansch-seitig, also bei dem, bevorzugt unmittelbar angrenzend an den, Radflansch angeordnet. Der Axialspalt weist eine axiale Ausdehnung (mit axialer Abmessung) auf.
-
Weiterhin weist die Beruhigungskammer eine axiale Ausdehnung (mit axialer Abmessung) auf. Die axiale Abmessung der Beruhigungskammer bestimmt nicht nur (zu einem Teil) die Aufnahmekapazität der Beruhigungskammer, sondern auch den Abstand und damit die zurückzulegende Strecke zwischen dem Axialspalt und dem Radialspalt der Lagerdichtungsanordnung. Es wurde festgestellt, dass mit einer zunehmenden axialen Abmessung der Beruhigungskammer der Eintrag von Schmutzpartikeln und Spritzwasser deutlich abnimmt. Eine axial zu lange Beruhigungskammer aber führt zu einem großen (axialen) Bauraumbedarf. Es wurde darüber hinaus festgestellt, dass die Beruhigungskammer wiederum axial verkürzt werden kann, wenn die axiale Abmessung des Axialspalts verringert wird. Hierbei hat sich herausgestellt, dass ein Verhältnis von der axialen Abmessung des Axialspalts (Zähler) zu der axialen Abmessung der Beruhigungskammer (Nenner) von bereits 1:3 [eins zu drei] zu einer zufriedenstellenden Dichtungswirkung gegenüber Schmutzpartikeln und Spritzwasser führt. Bei mehr zur Verfügung stehendem axialen Bauraum ist der Nenner vergrößerbar und damit die Dichtungswirkung leicht verbesserbar.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Radlageranordnung mit einer Rotationsachse vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Außenring;
- - einen relativ zu dem Außenring um die Rotationsachse rotierbaren Innenring, wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring ein Lagerinnenraum gebildet ist, in welchem Wälzkörper abwälzbar angeordnet sind;
- - einen Radflansch, welcher mit dem Innenring rotationsfest verbunden ist, wobei der Radflansch den Lagerinnenraum radial überlappt; und
- - eine Lagerdichtungsanordnung, welche einen als Vordichtung ausgebildeten Laufring und einen als Hauptdichtung ausgebildeten Dichtungskörper umfasst, wobei der Laufring an dem Innenring abgestützt ist und der Dichtungskörper an dem Außenring abgestützt ist, wobei ein offener Radialspalt zwischen dem Dichtungskörper und dem Laufring gebildet ist,
wobei der Dichtungskörper eine Vordichtungslippe umfasst, von welcher eine axiale Distanz zwischen dem Außenring und dem Radflansch von dem Außenring bis hin zu einem Axialspalt bei dem Radflansch überbrückt ist,
wobei radial innerhalb der Vordichtungslippe zwischen dem Radflansch und dem Laufring eine Beruhigungskammer gebildet ist.
-
Die Radlageranordnung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Abmessung des Axialspalts kleiner oder gleich der Hälfte der radialen Abmessung des Axialspalts ist.
-
Die Radlageranordnung entspricht weitestgehend der vorhergehenden Beschreibung, sodass insoweit darauf verwiesen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass das zuvor genannte Verhältnis von den axialen Abmessungen von dem Axialspalt und von der Beruhigungskammer lediglich optional ist.
-
Hier ist vorgeschlagen, dass die radiale (Ring-) Ausdehnung (mit radialer Abmessung) des Axialspalts nicht nahezu punktuell ist, wie beispielsweise bei einer axial radflansch-seitig spitz auslaufenden Vordichtungslippe, sondern eine erhebliche radiale Ausdehnung aufweist, bevorzugt mit einem rechteckförmigen Querschnitt, also über die radiale Ausdehnung (nahezu) konstanter axialer Ausdehnung. Alternativ ist der Querschnitt Trapez-förmig, bevorzugt sich nach radial-außen verjüngend. Bevorzugt bildet (unabhängig von der Geometrie des Querschnitts) das radial-außenseitige Ende des Axialspalts die axial engste Stelle des Axialspalts.
-
Es wurde festgestellt, dass mit einer zunehmenden radialen Abmessung des Axialspalts der Eintrag von Schmutzpartikeln und Spritzwasser deutlich abnimmt. Ein radial zu langer Axialspalt aber führt eine folglich größere radiale Ausdehnung der Lagerdichtungsanordnung bereits bei kleineren Biegelasten (und somit häufiger) zu einem Anliegen der Vordichtungslippe an dem Radflansch. Es wurde darüber hinaus festgestellt, dass der Axialspalt wiederum radial verkürzt werden kann, wenn die axiale Abmessung des Axialspalts verringert wird. Hierbei hat sich herausgestellt, dass ein Verhältnis von der axialen Abmessung des Axialspalts (Zähler) zu der radialen Abmessung des Axialspalts (Nenner) von bereits 1:2 [eins zu zwei] zu einer zufriedenstellenden Dichtungswirkung gegenüber Schmutzpartikeln und Spritzwasser führt. Bei einem radial kürzeren Lagerspalt zwischen dem Innenring und dem Außenring oder geringeren zu erwartenden Biegelasten ist der Nenner vergrößerbar und damit die Dichtungswirkung leicht verbesserbar.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Radlageranordnung mit einer Rotationsachse vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Außenring;
- - einen relativ zu dem Außenring um die Rotationsachse rotierbaren Innenring, wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring ein Lagerinnenraum gebildet ist, in welchem Wälzkörper abwälzbar angeordnet sind;
- - einen Radflansch, welcher mit dem Innenring rotationsfest verbunden ist, wobei der Radflansch den Lagerinnenraum radial überlappt; und
- - eine Lagerdichtungsanordnung, welche einen als Vordichtung ausgebildeten Laufring und einen als Hauptdichtung ausgebildeten Dichtungskörper umfasst, wobei der Laufring an dem Innenring abgestützt ist und der Dichtungskörper an dem Außenring abgestützt ist, wobei ein offener Radialspalt zwischen dem Dichtungskörper und dem Laufring gebildet ist,
wobei der Dichtungskörper eine Vordichtungslippe umfasst, von welcher eine axiale
Distanz zwischen dem Außenring und dem Radflansch von dem Außenring bis hin zu einem Axialspalt bei dem Radflansch überbrückt ist,
wobei radial innerhalb der Vordichtungslippe zwischen dem Radflansch und dem Laufring eine Beruhigungskammer gebildet ist.
-
Die Radlageranordnung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Abmessung des Axialspalts kleiner als sieben Tausendstel und größer als zwei Tausendstel des maximalen Außendurchmessers der Vordichtungslippe ist.
-
Die Radlageranordnung entspricht weitestgehend der vorhergehenden Beschreibung, sodass insoweit darauf verwiesen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass das zuvor genannte Verhältnis von den axialen Abmessungen von dem Axialspalt und von der Beruhigungskammer, sowie das zuvor genannte Verhältnis von der axialen Abmessung und der radialen Abmessung des Axialspalt lediglich optional ist.
-
Hier ist vorgeschlagen, dass die radiale (Kreis-) Ausdehnung (mit radialer Abmessung) der Vordichtungslippe um nahezu drei Zehnerpotenzen größer ist, als die axiale Ausdehnung (mit axialer Abmessung) des Axialspalts. Es wurde festgestellt, dass trotz eines sehr kleinen Axialspalts im Vergleich zu der (kontaktwirksamen maximalen) radialen Ausdehnung der Lagerdichtungsanordnung zwar bei den maximal zulässigen Biegelasten (toleranzbedingt) zu einem Kontakt kommen kann, aber bei den für eine Berücksichtigung des Wirkungsgrads relevanten maximalen Biegelasten kein Anliegen der Vordichtungslippe an dem Radflansch auftritt. Maximal zulässige Biegelasten umfassen beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug das mit einem flachen relativen Winkel Auffahren auf einen Bordstein. Bei einem solchen Belastungsfall ist der Wirkungsgrad irrelevant. Es ist lediglich sicherzustellen, dass keine Beschädigung an der Radlageranordnung und deren Lagerdichtungsanordnung auftritt. Dies ist bei dem hier angegebenen Verhältnis der Fall. Bei beispielsweise Kurvenfahrt mit hoher Querbeschleunigung und/oder Fahrbahnunebenheiten ist der hohe Wirkungsgrad, also die Berührungsfreiheit beziehungsweise maximal kraftlose Berührung von der Vordichtungslippe sichergestellt. Hierbei hat sich herausgestellt, dass ein Verhältnis von der axialen Abmessung des Axialspalts (Zähler) zu dem maximalen Außendurchmesser der Vordichtungslippe von bereits 2:1000 [zwei zu tausend] bis 7:1000 zu einer zufriedenstellenden Dichtungswirkung gegenüber Schmutzpartikeln und Spritzwasser führt und zugleich unter den relevanten Biegelasten zu dem gewünschten Wirkungsgrad führt. Je nach Gewicht des Kraftfahrzeugs und Steifigkeit des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs ist das genannte Verhältnis kleiner oder größer einstellbar.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Radlageranordnung mit einer Rotationsachse vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Außenring;
- - einen relativ zu dem Außenring um die Rotationsachse rotierbaren Innenring, wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring ein Lagerinnenraum gebildet ist, in welchem Wälzkörper abwälzbar angeordnet sind;
- - einen Radflansch, welcher mit dem Innenring rotationsfest verbunden ist, wobei der Radflansch den Lagerinnenraum radial überlappt; und
- - eine Lagerdichtungsanordnung, welche einen als Vordichtung ausgebildeten Laufring und einen als Hauptdichtung ausgebildeten Dichtungskörper umfasst, wobei der Laufring an dem Innenring abgestützt ist und der Dichtungskörper an dem Außenring abgestützt ist, wobei ein offener Radialspalt zwischen dem Dichtungskörper und dem Laufring gebildet ist,
wobei der Dichtungskörper eine Vordichtungslippe umfasst, von welcher eine axiale Distanz zwischen dem Außenring und dem Radflansch von dem Außenring bis hin zu einem Axialspalt bei dem Radflansch überbrückt ist,
wobei radial innerhalb der Vordichtungslippe zwischen dem Radflansch und dem Laufring eine Beruhigungskammer gebildet ist.
-
Die Radlageranordnung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Außendurchmesser der Vordichtungslippe:
- - größer oder gleich elf Zehntel des minimalen äußeren Spaltdurchmessers des Radialspalts des Dichtungskörpers ist, und
- - kleiner oder gleich dem minimalen Innendurchmesser eines Radschraubenteilkreises in dem Radflansch ist.
-
Die Radlageranordnung entspricht weitestgehend der vorhergehenden Beschreibung, sodass insoweit darauf verwiesen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass das zuvor genannte Verhältnis von den axialen Abmessungen von dem Axialspalt und von der Beruhigungskammer, sowie das zuvor genannte Verhältnis von der axialen Abmessung und der radialen Abmessung des Axialspalt, sowie das zuvor genannte Verhältnis von dem maximalen Außendurchmesser der Vordichtungslippe und der axialen Abmessung des Axialspalts lediglich optional ist.
-
Hier ist vorgeschlagen, dass die radiale (Kreis-) Ausdehnung (mit radialer Abmessung) der Vordichtungslippe um mindestens 10 % [zehn Prozent] größer ist als die radiale (Kreis-) Ausdehnung (mit radialer Abmessung) des minimalen äußeren Spaltdurchmessers des Radialspalts des Dichtungskörpers. Der Radialspalt weist einen äußeren Spaltdurchmesser und einen inneren Spaltdurchmesser auf, sodass dazwischen ein ringförmiger axialer Kanal hin zu dem Lagerinnenraum gebildet ist (wobei allerdings noch eine Labyrinthdichtung zwischen dem Laufring und dem Dichtungskörper folgt, umfassend zumindest eine Dichtlippe). Es wurde festgestellt, dass eine zufriedenstellende Dichtungswirkung gegenüber Schmutzpartikeln und Spritzwasser bereits bei diesem geringen Durchmesserunterschied erzielbar ist. Mittels der Vordichtungslippe wird bereits für den Großteil der eindringenden Schmutzpartikel beziehungsweise des eindringenden Spritzwassers ein sehr flacher Eintrittswinkel (bezogen auf die radiale Richtung) erzwungen. Steil eintretende Schmutzpartikel beziehungsweise Spritzwasser, was dann in dem Radflansch einschlägt und ebenso steil wieder axial hin zu dem Axialspalt geschleudert wird, landet bei dem genannten Verhältnis zwischen dem minimalen äußeren Spaltdurchmesser und der Vordichtungslippe. Von dort aus wird es bei genügend großer (verbleibender) Energie wieder zurückbeschleunigt und wandert in die Beruhigungskammer. Bei Anhaftung an der entsprechenden Wandung (im Stand im Schwerfeld oben) tropft es in die Beruhigungskammer runter oder (im rotierenden Betrieb) wird es hin zu der Vordichtungslippe beschleunigt und wieder ausgetrieben. Es wird also bereits bei einer geringen radialen Ausdehnung der Lagerdichtungsanordnung eine sehr gute Dichtwirkung erreicht. Die Vordichtungslippe ist damit bei hoher Dichtwirkung radial innerhalb eines Radschraubenteilkreises anordenbar.
-
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Radlageranordnung vorgeschlagen, dass der Dichtungskörper in axialer Überlappung mit dem Laufring bei einem Radialspalt eine nach radial-innen weisende Wölbung aufweist.
-
Bei dieser Ausführungsform, welche zumindest ein Verhältnis, bevorzugt alle zuvor genannten Verhältnisse, in der Lagerdichtungsanordnung aufweist, ist der Radialspalt zusätzlich verengt, also das Verhältnis von dem minimalen äußeren Spaltdurchmesser zu dem maximalen inneren Spaltdurchmesser verringert, beispielsweise auf eine Durchmesserdifferenz von weniger oder gleich 1,1 % [elf tausendstel], bevorzugt weniger als 0,6 %. Die Eintrittswahrscheinlichkeit von Schmutzpartikeln und Spritzwasser in den Radialspalt ist damit besonders gering. Diese Wölbung ist bevorzugt aus dem Dichtungskunststoff gebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wölbung axial weit vorne (nah bei dem Radflansch) angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wölbung hohl ausgebildet, also mit einem Lufteinschluss, oder als Lippe gebildet, sodass in einem Falle eines von einer Biegelast bedingten Kontakts die Kraft der Wölbung auf die jeweils gegenüberliegende Wandung gering ist, und damit die Reibung gering ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wölbung an der radial-äußeren Wand angeordnet, und zwar aus dem Dichtungsmaterial des Dichtungskörpers. In einer anderen Ausführungsform ist die Wölbung an der radial-inneren Wand, also an dem Laufring, oder an beiden Wänden axial zueinander versetzt (Labyrinth-artig) oder in axialer Überlappung (Verengung) zueinander angeordnet.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Rad zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs,
wobei das Rad auf einer Radlageranordnung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung positioniert ist.
-
Hier ist ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei welchem zumindest eines der Räder, bevorzugt ein gelenktes und/oder angetriebene Rad, und/oder bevorzugt jeweils alle Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs, eine Radlageranordnung aufweist, deren Lagerdichtungsanordnung zumindest eines der oben beschriebenen besonders vorteilhaften Verhältnisse aufweist. Damit ist die Lebensdauer der Radlageranordnung besonders hoch, und damit die Wartung der Radlageranordnung innerhalb einer gewünschten Lebensdauer des Kraftfahrzeugs auf wenige Male oder sogar auf null reduzierbar. Zugleich ist die Radlageranordnung kostengünstig herstellbar und weist einen hohen Wirkungsgrad auf.
-
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: eine Radlageranordnung im Schnitt; und
- 2: ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl von Radlageranordnungen.
-
In 1 ist ein Ausschnitt einer Radlageranordnung 1 mit einer Rotationsachse 2 beispielsweise für ein Kraftfahrzeug 23 (vergleiche 2) gezeigt. Diese weist einen Außenring 3 und einen dazu relativ rotierbaren, hier einstückig mit einem Radflansch 7 verbundenen, Innenring 4 auf. Der Innenring 4 ist in der Darstellung mittels einer Schraffur vom übrigen Teil des Radflanschs 7 abgesetzt, jedoch sind in der gezeigten Ausführungsform der Innenring 4 und der Radflansch 7 einstückig gebildet. Der Außenring 3 ist in einem Einbauzustand beispielsweise mit einem Radträger (hier nicht gezeigt) verbunden oder mit diesem zumindest teilweise einstückig gebildet. Zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 4 sind Wälzkörper 6, hier optional mit einem Lagerkäfig 24, angeordnet. Das so gebildete Wälzlager ist beispielsweise ein Schrägkugellager, beispielsweise einer verspannten Lagerung in O-Anordnung.
-
Die Radlageranordnung 1 weist eine Lagerdichtungsanordnung 8 auf, wobei die Lagerdichtungsanordnung 8 unter anderem einen als Vordichtung ausgebildeten Laufring 9 aufweist. Der Laufring 9 ist beispielsweise aus einem Metallblech mittels eines, bevorzugt einschrittigen, Stanzprozesses hergestellt.
-
Der Laufring 9 ist derart in der Radlageranordnung 1 positioniert, dass der Laufring 9 lediglich mit dem Innenring 4 in Kontakt ist. Es ist kein Kontakt zu dem Dichtungskörper 10 (abgesehen von der ersten und zweiten Dichtlippe 25,26) und dem Außenring 3 oder zu dem Radflansch 7 ausgebildet. Der Laufring 9 ist sich flächig abstützend, hier (optional) allein mittels der aus dem Aufpressen resultierenden axialen Reibkraft, an dem Innenring 4 in axialer Richtung gelagert. Der Laufring 9 bildet dabei einen statischen Dichtsitz 27 bei dem Dichtsitzdurchmesser 28.
-
Zu dem Radflansch 7 ist der Laufring 9 in axialer Richtung über eine eingestellte Distanz 13 beabstandet angeordnet, sodass entlang der gesamten radial ausgerichteten Länge des Laufrings 9 ein Freiraum, bezeichnet als Beruhigungskammer 15, zwischen dem Radflansch 7 und dem Laufring 9 ausgebildet ist. Diese Beruhigungskammer 15 bildet einen Fangraum zum Auffangen von Verunreinigungen (beispielsweise Schmutzpartikeln und Wasser). In axialer Richtung wird die Beruhigungskammer 15 axial-einseitig von dem Radflansch 7 und axial-anderseitig von dem Laufring 9 begrenzt. Nach radial-innen ist hier eine Begrenzung der Beruhigungskammer 15 mittels des Radflanschs 7 (alternativ zumindest zusätzlich mittels des Innenrings 4) gebildet. Nach radial-außen ist hier eine Begrenzung mittels einer, hier von armiertem elastischem Material ausgebildeten, Vordichtungslippe 12 des Dichtungskörpers 10 der Lagerdichtungsanordnung 8 gebildet. In der gezeigten Ausführungsform weist der Dichtungskörper 10 (optional) eine Aussparung 29 auf, in welche eine (hier optional stirnseitige) Spitze 30 eines Vorsprungs 31 des Außenrings 3 eingreift und somit ein Umlaufwandern des Dichtungskörpers 10 relativ zu dem Außenring 3 unterbindet.
-
Der Laufring 9 ist in einem, hier optional vollständig, axial-überlappenden Bereich eines Vorsprungs 31 des Außenrings 3 beziehungsweise in einer Verlängerung des Lagerinnenraums 5 angeordnet. Der Laufring 9 erstreckt sich in radialer Richtung in einem Bereich zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 4. Nach radial-außen ist der Laufring 9 von dem Außenring 3 beziehungsweise von dem Dichtungskörper 10 beabstandet und bildet dort einen Radialspalt 11 aus.
-
Der Radflansch 7 ist beispielsweise für die Aufnahme eines Rads in einem Kraftfahrzeug 23 (vergleiche 2) vorgesehen, wobei das Rad mittels Schrauben in dafür vorgesehene Bohrungen 32 auf einem definierten Radschraubenteilkreis 21 in dem Radflansch 7 befestigt wird. Die radial-inneren Minima der Bohrungen 32 definieren den minimalen Innendurchmesser 20 des Radschraubenteilkreises 21.
-
Der Dichtungskörper 10 der Lagerdichtungsanordnung 8 erstreckt sich hier nach radial-außen über den Außenring 3 hinaus, sodass der Dichtungskörper 10 den Außenring 3 nach radial-außen überragt. Radial-außerhalb des Außenrings 3 weist der Dichtungskörper 10 die Vordichtungslippe 12 auf, welche die Beruhigungskammer 15 in radialer Richtung radial-außen begrenzt. Der Dichtungskörper 10 bildet in axialer Richtung zwischen seiner Vordichtungslippe 12 und dem Radflansch 7 einen (hier optional rechteckigen) Axialspalt 14 aus, welcher mittels seiner axialen Abmessung 16 und seiner radialen Abmessung 17 definiert ist. Einzig über diesen Axialspalt 14 können Verunreinigungen (beispielsweise Schmutzpartikel und Spritzwasser) in die Beruhigungskammer 15 eintreten. Das radial-äußerste Ende des Dichtungskörpers 10 mit seinem Außendurchmesser 18 ist von der Vordichtungslippe 12 gebildet. Der aus dem Dichtungskörper 10 und dem Laufring 9 gebildete Radialspalt 11 definiert den (minimalen) äußeren Spaltdurchmesser 19, wobei hier (optional) nach radial-innen ragend eine (beispielsweise einstückig aus dem Dichtungskörper 10 gebildete) Wölbung 22 (gestrichelt dargestellt) vorgesehen ist, welche den Radialspalt 11 lokal verengt, und somit dann den (minimalen, gestrichelt dargestellten) äußeren Spaltdurchmesser 19 (ersetzend) definiert.
-
Die Lippen des Dichtungskörpers 10 sind optional wie dargestellt ausgeführt, wobei für eine zufriedenstellende Dichtwirkung zumindest eine der gezeigten (berührenden) Dichtlippen vorgesehen ist. Dem Radialspalt 11 von der Außenumgebung hin zu dem Lagerinnenraum 5 folgend ist hier (optional) eine (kontaktlose) Fanglippe 33 zum Ausbilden eines (weiteren) Fangraums vorgesehen. Danach folgt eine zweite Dichtlippe 26, welche hier mit (bevorzugt geringer) (axialer) Vorspannung schleifend, an der radial ausgerichteten Seite des Laufrings 9 abgestützt ist. Zuletzt folgt eine erste Dichtlippe 25, welche hier mit (bevorzugt geringer) (radialer) Vorspannung schleifend, an der Radialdichtfläche 34 des Laufrings 9, abgestützt und nach radial-innen zu dem Laufring 9 ausgerichtet ist.
-
In 2 ist rein schematisch ein Kraftfahrzeug 23 mit einer waagerechten Längsachse 35 in einer Draufsicht dargestellt. Dabei umfasst das Kraftfahrzeug 23 (hier an einer Vorderachse 36) ein gelenktes linkes Rad 37 und ein gelenktes rechtes Rad 38, welche hier Teil einer gemeinsamen Lenkung 39 sind und zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs 23 eingerichtet sind. Dabei sind das linke Rad 37 und das rechte Rad 38 jeweils mittels einer Radlageranordnung 1, beispielsweise gemäß 1, gelagert. Optional sind auch die Hinterräder 40,41 der Hinterachse 42) mittels solcher Radlageranordnungen 1 gelagert. Über ein in der Fahrerkabine 43 angeordnetes Lenkrad 44 ist die Lenkung 39 des Kraftfahrzeugs 23 einstellbar, also das Kraftfahrzeug 23 steuerbar.
-
Mit der hier vorgeschlagenen Radlageranordnung ist das Eindringen von Schmutzpartikeln und von Spritzwasser effizient unterbunden, wobei die Lagerdichtungsanordnung kostengünstig und leicht montierbar ausführbar ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Radlageranordnung
- 2
- Rotationsachse
- 3
- Außenring
- 4
- Innenring
- 5
- Lagerinnenraum
- 6
- Wälzkörper
- 7
- Radflansch
- 8
- Lagerdichtungsanordnung
- 9
- Laufring
- 10
- Dichtungskörper
- 11
- Radialspalt
- 12
- Vordichtungslippe
- 13
- Distanz
- 14
- Axialspalt
- 15
- Beruhigungskammer
- 16
- axiale Abmessung des Axialspalts
- 17
- radiale Abmessung des Axialspalts
- 18
- Außendurchmesser
- 19
- äußerer Spaltdurchmesser
- 20
- Innendurchmesser
- 21
- Radschraubenteilkreis
- 22
- Wölbung
- 23
- Kraftfahrzeug
- 24
- Lagerkäfig
- 25
- erste Dichtlippe
- 26
- zweite Dichtlippe
- 27
- Dichtsitz
- 28
- Dichtsitzdurchmesser
- 29
- Aussparung
- 30
- Spitze des Vorsprungs
- 31
- Vorsprung
- 32
- Bohrung
- 33
- Fanglippe
- 34
- Radialdichtfläche
- 35
- Längsachse
- 36
- Vorderachse
- 37
- linkes Rad
- 38
- rechtes Rad
- 39
- Lenkung
- 40
- linkes Hinterrad
- 41
- rechtes Hinterrad
- 42
- Hinterachse
- 43
- Fahrerkabine
- 44
- Lenkrad
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102013218635 A1 [0002, 0007, 0010]
- DE 102018103109 A1 [0002, 0007]
