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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radnabengelenkeinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer Radnabe und einer Gelenkglocke, die zur Übertragung eines Drehmoments drehfest über eine Stirnverzahnung miteinander gekoppelt sind, mit einem auf der Radnabe angebrachten mehrreihigen Wälzlager, mit zumindest einem separaten, axial außen an der Radnabe angeordneten Lagerinnenring, der über einen Bund der Radnabe axial fixiert ist, sowie mit einem Außenring und zwischen Außenring und Innenring angeordneten Wälzkörpern, und mit einer Dichtungsanordnung, die zumindest bereichsweise radial außerhalb der Stirnverzahnung angeordnet ist, wobei die Dichtungsanordnung einen Dichtungsträger aufweist, an dem ein Dichtkörper befestigt ist, wobei der Dichtkörper einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung des Dichtkörpers an dem Dichtungsträger aufweist, und wobei der Dichtkörper eine erste Dichtlippe aufweist, die radial innerhalb des Dichtungsträgers vorgesehen ist und im montierten Zustand an der Gelenkglocke anliegt und axial in Richtung der Radnabe orientiert ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer Radnabengelenkeinheit.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen von Radnabengelenkeinheiten für Kraftfahrzeuge bekannt. Insbesondere ist es bekannt, dass eine Kraftübertragung zwischen einer Antriebswelle und einer Radnabe über eine Radial- oder eine Stirnverzahnung erfolgt. Eine Stirnverzahnung kann beispielsweise an einer Gelenkglocke bzw. einer Gelenkwelle vorgesehen sein, die mit einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugs im Eingriff steht. Die Stirnverzahnung der Gelenkglocke wiederrum kann mit einer korrespondierend ausgebildeten Stirnverzahnung einer Radnabe in Eingriff stehen, wodurch ein Drehmoment der Antriebswelle auf die Radnabe übertragen wird.
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Um die Stirnverzahnung der Gelenkglocke und der Radnabe vor Schmutz und Wasser zu schützen, werden üblicherweise Dichtungen eingesetzt. Diese sogenannten Schnittstellendichtungen werden radlagerseitig befestigt und überdecken die Stirnverzahnung in radialer Richtung. Die Dichtkörper kommen gelenkglockenseitig in Anlage und dichten dort ab. Die Zähne der Stirnverzahnung werden somit vor Schmutz geschützt. Im Stand der Technik sind verschiedene Lösungen an Schnittstellendichtungen bekannt.
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So zeigt z.B. die Druckschrift
EP 2 285 591 B1 ein Radlager mit einer Stirnverzahnung, wobei zum Schutz der Stirnverzahnung eine Dichtung vorgesehen wird. Diese Dichtung wird über einen Träger am Innenring des Radlagers fixiert. Am axialen Ende des Trägers befindet sich eine Dichtung, die mit einer Gelenkglocke in Kontakt ist und somit die Stirnverzahnung schützt.
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Die Druckschrift
DE 10 2013 214 040 B4 offenbart ebenfalls ein Radlager mit einer Stirnverzahnung. Auch hier wird eine Schnittstellendichtung gezeigt, die über ein Trägerelement am Innenring befestigt wird. Auf dem Trägerelement ist eine Dichtung vorgesehen, die sich bis an das axiale Ende des Trägers erstreckt, und dort mit einer Dichtlippe an der Gelenkglocke in Anlage kommt.
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Bei den bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik weisen die Schnittstellendichtungen einen Dichtkörper auf, der mit der Gelenkglocke in Anlage kommt. Die Gelenkglocke weist auf ihrer Oberfläche herstellungsbedingt Drehriefen auf. Die Oberfläche der Gelenkglocke wird jedoch im Kontaktbereich des Dichtkörpers üblicherweise beschichtet bzw. lackiert, um einen wirksamen Schutz vor Korrosion herzustellen. Die Herstellung dieser Lackierung bedeutet jedoch einen zusätzlichen Herstellungsschritt und damit verbundene Kosten.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine optimierte Schnittstellendichtung für ein Radlager mit Stirnverzahnung zu schaffen, bei der einerseits die Gelenkglocke nicht beschichtet bzw. lackiert werden muss, um Kosten zu sparen, und andererseits eine wirksame Abdichtung an der Gelenkglocke trotz Drehriefen garantiert wird. Weiterhin soll eine leichte Montage der Radnabengelenkeinheit sichergestellt werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Radnabengelenkeinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer Radnabe und einer Gelenkglocke, die zur Übertragung eines Drehmoments drehfest über eine Stirnverzahnung miteinander gekoppelt sind, mit einem auf der Radnabe angebrachten mehrreihigen Wälzlager, mit zumindest einem separaten, axial außen auf der Radnabe angeordneten Lagerinnenring, der über einen Bund der Radnabe axial fixiert ist, sowie mit einem Außenring und zwischen Außenring und Innenring angeordneten Wälzkörpern, und mit einer Dichtungsanordnung, die zumindest bereichsweise radial außerhalb der Stirnverzahnung angeordnet ist, wobei die Dichtungsanordnung einen Dichtungsträger aufweist, an dem ein Dichtkörper befestigt ist, wobei der Dichtkörper einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung des Dichtkörpers an dem Dichtungsträger aufweist, und wobei der Dichtkörper eine erste Dichtlippe aufweist, die radial innerhalb des Dichtungsträgers vorgesehen ist und im montierten Zustand an der Gelenkglocke anliegt und axial in Richtung der Radnabe orientiert ist, und wobei der Dichtkörper eine zweite Dichtlippe aufweist, die axial benachbart zur ersten Dichtlippe an der Gelenkglocke zur Anlage kommt und axial entgegengesetzt zur ersten Dichtlippe orientiert ist.
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Durch das Vorsehen der zweiten Dichtlippe am Dichtkörper kann eine wirksame Abdichtung an der beschichtungsfreien Gelenkglocke erreicht werden.
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Vorteilhafterweise weist der Dichtungsträger einen ersten axialen Abschnitt zur Befestigung an dem Innenring, dem Außenring und/oder dem Bund der Radnabe auf. Insbesondere weist der Innenring hierfür einen axial vorstehenden Absatz mit geringerer Höhe auf. Der Dichtungsträger ist in diesem Fall vorteilhaft an dem Absatz des Innenrings mittels einer Pressverbindung fixiert.
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Bevorzugt weist der Dichtungsträger einen sich an den ersten axialen Abschnitt anschließenden radialen Abschnitt auf, der an einer Stirnseite des Innenrings in Anlage kommt. Weiterhin weist der Dichtungskörper bevorzugt einen sich an den radialen Abschnitt anschließenden zweiten axialen Abschnitt auf, an dem zumindest ein Teil des Befestigungsabschnitts des Dichtkörpers vorgesehen ist.
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Die erste Dichtlippe und/oder die zweite Dichtlippe liegen in einem Ausführungsbeispiel in einem Linienkontakt an der Gelenkglocke an. Alternativ wäre auch eine flächige, z.B. zylindrische Kontaktfläche zumindest einer der Dichtlippen an der Gelenkglocke denkbar. Der Linienkontakt hat den Vorteil einer geringeren Reibung im Vergleich zu einer flächigen Anlage.
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Bevorzugt ist die Gelenkglocke zumindest im Kontaktbereich einer der Dichtlippen, insbesondere beider Dichtlippen, beschichtungsfrei ausgebildet.
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Bevorzugt ist zwischen dem Innenring und dem Außenring eine Dichtung, insbesondere eine Kassettendichtung, vorgesehen. Diese dichtet den Spalt zwischen den Lagerringen ab und verhindert den Eintritt von Schmutz und Wasser.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Dichtungsträger aus einem Metall, insbesondere aus Blech, ausgebildet. Es wäre jedoch auch möglich, dass der Dichtungsträger aus einem Kunststoff gebildet ist.
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Vorteilhaft ist der Dichtungskörper stoffschlüssig am Dichtungsträger, insbesondere mittels Spritzgießen, verbunden.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Montage einer Radnabengelenkeinheit gelöst, wobei die Gelenkglocke axial in Richtung der Radnabe geschoben wird, wobei in einem ersten Schritt die erste Dichtlippe mit der Gelenkglocke in Kontakt gelangt und die zweite Dichtlippe berührungsfrei ist, und wobei in einem zweiten Schritt die zweite Dichtlippe umklappt, derart, dass sowohl die erste Dichtlippe als auch die zweite Dichtlippe in Kontakt mit der Gelenkglocke sind.
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Dadurch, dass im ersten Schritt der Montage lediglich die erste Dichtlippe in Kontakt mit der Gelenkglocke ist, ist die Reibung reduziert und eine leichtere Montage wird ermöglicht. Erst im zweiten Schritt der Montage, wenn die Gelenkglocke axial weiter in Richtung Radnabe geschoben wird, klappt die zweite Dichtlippe um, wodurch diese in Anlage mit der Gelenkglocke kommt. Es wird somit einerseits eine wirkungsvolle Abdichtung an der Gelenkglocke auch ohne deren Beschichtung erreicht. Gleichzeitig wird eine einfache Montage aufgrund von reduzierter Reibung ermöglicht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt
- 1 eine Längsschnittansicht durch eine Radnabengelenkeinheit gemäß der Erfindung
- 2 eine Detailansicht der Dichtungsanordnung aus der Radnabengelenkeinheit gemäß 1
- 3a eine Detailansicht der Dichtungsanordnung in einem ersten Schritt der Montage
- 3b eine Detailansicht der Dichtungsanordnung in einem zweiten Schritt der Montage
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Radnabengelenkeinheit gemäß der Erfindung gezeigt. Die Radnabengelenkeinheit 1 weist eine Radnabe 2 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges auf. Die Radnabe 2 ist über eine Stirnverzahnung 4,5 mit einer Gelenkglocke 3 verbunden. Die Radnabe 2 weist zudem an einem axialen Ende einen Radflansch zur Befestigung einer nicht dargestellten Radfelge und einer Bremsscheibe auf.
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Auf der Radnabe 2 ist ein mehrreihiges, insbesondere zweireihiges, Wälzlager 6 angeordnet. Das Wälzlager 6 weist einen Außenring 9, an den ein Befestigungsflansch 9a angeformt ist, sowie einen Innenring 7 auf. Zwischen Außenring 9 und Innenring 7 sind als Wälzkörper 10 dienende Lagerkugeln angeordnet. Der Innenring 7 besteht aus zwei Lagerinnenringen, wobei ein Teil des Innenrings einstückig an die Radnabe 2 angeformt ist, während der axial getriebeseitig liegender Innenring 7 als separates Bauteil auf den Achsstumpf 2a der Radnabe 2 aufgeschoben ist. Der Achsstumpf 2a der Radnabe 2 weist einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden Bund 8 mit einer axial inneren Radialfläche 8a auf, welche als Anschlag für den separaten Lagerinnenring 7 dient. An einer axial äußeren Stirnkante der Gelenkglocke 3 ist die Stirnverzahnung 5 ausgebildet, die mit einer entsprechenden Stirnverzahnung 4 des Achsstumpfes 2a in Eingriff steht. Im Zentrum der Stirnkante der Gelenkglocke ist ein Ansatz vorgesehen, der eine mit Gewinde versehende Bohrung besitzt. In diese Bohrung ist ein von einer zentralen Bohrung der Radnabe 2 her zugänglicher Bolzen eingeschraubt. Beim Anziehen des Bolzens werden die Radnabe 2 und die Gelenkglocke 3 axial gegeneinander bewegt, bis die Stirnverzahnungen 4,5 in Eingriff miteinander sind.
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Zwischen dem Außenring 9 und dem Innenring 7 ist radflanschseitig eine sich radial erstreckende Dichtung 15 angeordnet. Getriebeseitig ist radial zwischen Außenring 9 und Innenring 7 eine weitere Dichtung in Form einer Kassettendichtung 14 angeordnet. Diese Kassettendichtung 14 weist üblicherweise ein erstes Trägerelement, das auf dem Innenring 7 montiert ist, sowie ein zweites Trägerelement, das auf dem Außenring 9 montiert ist, auf. Das zweite Trägerelement trägt wiederrum eine Dichtung, die sowohl mit dem ersten Trägerelement als auch mit dem Innenring in Anlage kommt. Das erste Trägerelement trägt axial außenseitig einen Encoder.
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Weiterhin ist eine Dichtungsanordnung 11 vorgesehen, die an einem Fortsatz 7b des Innenrings 7 mittels einer Pressverbindung axial fixiert ist. Diese Dichtungsanordnung 11 ist in 2 im Detail innerhalb des Kreises aus 1 näher dargestellt. Bei dem Fortsatz 7b handelt es sich insbesondere um einen Fortsatz 7b in axialer Richtung A.
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2 zeigt die Dichtungsanordnung 11 im Detail. Die Dichtungsanordnung 11 weist einen Dichtungsträger 12 auf, der mittels eines ersten axialen Abschnitts 12a an dem Innenring 7, insbesondere an dem Fortsatz 7b des Innenrings 7, befestigt ist. Das radlagerseitige Ende des Dichtungsträgers 12 weist einen radialen Fortsatz 12d auf.
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Dieser Fortsatz 12d kann als Schleuderkante für eintretendes Wasser dienen. Alternativ wäre es auch möglich, den Dichtungsträger 12 am Außenring 9 oder am Bund 8 zu befestigen. Der Dichtungsträger 12 weist insbesondere einen sich an den ersten axialen Abschnitt 12a anschließenden radialen Abschnitt 12b auf, der an einer Stirnseite 7a des Innenrings in Anlage kommt. An den radialen Abschnitt 12b kann sich insbesondere ein zweiter axialer Abschnitt 12c anschließen. Der Dichtungsträger 12 trägt einen Dichtkörper 13. Der Dichtkörper 13 umfasst einen Befestigungsabschnitt 13a, mit dem der Dichtkörper 13 an dem Dichtungsträger 12, insbesondere an dessen zweiten axialen Abschnitt 12c, verbunden ist. Bevorzugt ist der Dichtkörper 13 stoffschlüssig mit dem Dichtungsträger 12 verbunden.
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Der Befestigungsabschnitt 13a erstreckt sich im Wesentlichen axial entlang des zweiten axialen Abschnitts 12c des Dichtungsträger 12 bis zu dessen Ende. An den Befestigungsabschnitt 13a schließt sich in radialer Richtung eine erste Dichtlippe 13b an. Im montierten Zustand ist die Dichtlippe 13a radial zwischen dem zweiten Abschnitt 12c des Dichtungsträgers 12 und der Gelenkglocke angeordnet. Die Dichtlippe 13a kommt bevorzugt mit einem Linienkontakt mit der Gelenkglocke in Verbindung. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Dichtlippe 13a flächig an der Gelenkglocke anliegt. Die erste Dichtlippe 13b ist axial nach innen in Richtung Innenring 7 orientiert. Der Befestigungsabschnitt 13a und die erste Dichtlippe 13b bilden im Schnitt eine U-Form aus, deren offenes Ende in Richtung Innenring 7 zeigt. Zwischen dem Befestigungsabschnitt 13a und der ersten Dichtlippe 13b ist radial unterhalb des Dichtungsträgers ein erster Spalt S1 vorgesehen. Dieser Spalt S1 ermöglicht eine Federung bzw. elastische Vorspannung der ersten Dichtlippe 13b bei der Montage.
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An dem Dichtkörper 13 ist weiterhin eine zweite Dichtlippe 13c vorgesehen. Die zweite Dichtlippe 13c kommt mit der Gelenkglocke ebenfalls in einem Linienkontakt in Anlage. Die zweite Dichtlippe 13c zeigt - im Gegensatz zur ersten Dichtlippe 13b - in die entgegengesetzte axiale Richtung. Zwischen dem Befestigungsabschnitt 13a und der zweiten Dichtlippe 13c ist ein zweiter Spalt S2 vorgesehen, der ein radiales Federn der zweiten Dichtlippe 13c bei der Montage ermöglicht. Die Gelenkglocke 3, die im Kontaktbereich der Dichtlippen 13b, 13c vorteilhafterweise nicht beschichtet bzw. lackiert ist, kann durch den Herstellungsprozess bedingte Drehriefen aufweisen.
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Durch die doppelte Abdichtung der beiden Dichtlippen 13b, 13c kann trotz dieser Drehriefen eine sichere Abdichtung erreicht werden.
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Das Verfahren zur Montage der Radnabengelenkeinheit soll anhand der 3a und 3b näher erläutert werden. Wie aus 3a ersichtlich, wird in einem ersten Montageschritt der Radnabengelenkeinheit die Gelenkglocke auf die Radnabe 2 samt der daran vormontierten Dichtungsanordnung 11 geschoben. Die Gelenkglocke 3 weist hierfür eine Fase 3a auf, auf der die erste Dichtlippe 13b gleiten kann. Durch die Fase 3a kann eine Beschädigung des Dichtkörpers 13 vermieden und die Montagekraft reduziert werden. In dem ersten Montageschritt liegt die erste Dichtlippe 13b an der Gelenkglocke 3 an, und die zweite Dichtlippe 13c ist berührungslos. Sie berührt die Gelenkglocke 3 zu diesem Zeitpunkt noch nicht, wodurch die Reibung reduziert und die Montage erleichtert wird. Beim weiteren Aufschieben (siehe 3b) von Radnabe 2 und Gelenkglocke 3 zueinander wird die erste Dichtlippe 13b stärker an die Gelenkglocke 3 gepresst, wodurch der Spalt S1 kleiner wird. Dadurch wird die zweite Dichtlippe 13c radial nach unten gegen die Gelenkglocke 3 gedrückt. Die zweite Dichtlippe 13c klappt somit während der Montage um - von einem berührungslosen Zustand im ersten Montageschritt zu einem berührenden Zustand im zweiten Montageschritt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radnabengelenkeinheit
- 2
- Radnabe
- 2a
- Achsstumpf
- 3
- Gelenkglocke
- 3a
- Fase
- 4
- Stirnverzahnung
- 5
- Stirnverzahnung
- 6
- Wälzlager
- 7
- Innenring
- 7a
- Stirnseite
- 7b
- Fortsatz
- 8
- Bund
- 8a
- Innere Radialfläche
- 9
- Außenring
- 9a
- Befestigungsflansch
- 10
- Wälzkörper
- 11
- Dichtungsanordnung
- 12
- Dichtungsträger
- 12a
- Erster axialer Abschnitt
- 12b
- Radialer Abschnitt
- 12c
- Zweiter axialer Abschnitt
- 12d
- Radialer Fortsatz
- 13
- Dichtkörper
- 13a
- Befestigungsabschnitt
- 13b
- Erste Dichtlippe
- 13c
- Zweite Dichtlippe
- 14
- Kassettendichtung
- 15
- Dichtung
- A
- Axiale Richtung
- R
- Radiale Richtung
- S1
- Spalt 1
- S2
- Spalt 2
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2285591 B1 [0004]
- DE 102013214040 B4 [0005]
