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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagervorrichtung für
ein Fahrzeug, um ein Rad eines Fahrzeugs wie etwa eines Kraftfahrzeugs
drehbar zu halten, und genauer eine Radlagervorrichtung für
ein Fahrzeug, die dazu bestimmt ist, ihre Abdichtungsfähigkeit
zu verbessern.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Eine
Radlagervorrichtung zum Halten eines Rads eines Fahrzeugs ist eine
Vorrichtung, die eine Radnabe zur Anbringung eines Rads über
ein Wälzlager drehbar hält, und es gibt Vorrichtungen
für ein antreibendes Rad und für ein angetriebenes
Rad. Aus baulichen Gründen wird für das antreibende
Rad der Innenring-Rotationstyp und für das angetriebene Rad
sowohl der Innenring-Rotationstyp als auch der Außenring-Rotationstyp
verwendet. Um über eine erwünschte Lagerstarrheit,
eine Beständigkeit im Hinblick auf eine Fehlausrichtung
und Überlegenheit hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs
zu verfügen, wurde ein zweireihiges Schrägkugellager
mit einem kleinen Rotationsdrehmoment verwendet. Andererseits wurde
für schwere Nutzfahrzeuge wie etwa Geländefahrzeuge
oder Lastwagen ein zweireihiges Kegelrollenlager verwendet.
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Da
die Radlagervorrichtung gewöhnlich an einer Stelle eingerichtet
ist, die dazu neigt, mit Schlammwasser usw. bespritzt zu werden,
ist zwischen einem äußeren Element und einem inneren Element
eine Dichtungsvorrichtung angeordnet, um einen dazwischen befindlichen
Raum abzudichten. Im Allgemeinen ist ein Dichtungselement der Dichtungsvorrichtung,
das Dichtungslippen aufweist, am äußeren Element
angeordnet und bildet es ein festgemachtes Seitenelement, und stehen
die Dichtungslippen mit der äußeren Umfangsfläche
des inneren Elements in einem Gleitkontakt.
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Ein
Beispiel für eine derartige Radlagervorrichtung ist in 3 gezeigt.
Die Radlagervorrichtung 50 umfasst ein äußeres
Element (ein Außenringelement) 51, das unbeweglich
an einem Aufbau eines Fahrzeugs befestigt ist, und ein inneres Element
(ein Innenringelement) 52, das über Kugeln (nicht
gezeigt) drehbar am äußeren Element angebracht
ist, wobei ein Rad (nicht gezeigt) in Bezug auf den Aufbau eines
Fahrzeugs drehbar am inneren Element 52 angebracht ist.
Da die Radlagervorrichtung an einer Stelle eingerichtet ist, die
dazu neigt, mit Schlammwasser usw. bespritzt zu werden, ist zwischen
dem inneren Element 52 und dem äußeren
Element 51 eine Dichtungsvorrichtung angeordnet.
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Die
Dichtungsvorrichtung umfasst ein Dichtungselement 53, das
in den Innenumfang des Endes des äußeren Elements 51 gepasst
ist, und einen Metallring 57, der auf eine Basis 56 eines
Radanbringungsflanschs 55 einer Radnabe 54 gepasst
ist. Das Dichtungselement 53 umfasst ein elastisches Dichtungselement 58 mit
einer ringförmigen Gestaltung und ein Kernmetall 59,
um das elastische Dichtungselement 58 zu halten. Das elastische
Dichtungselement 58 umfasst drei ringförmige Dichtungslippen 58a, 58b, 58c.
Diese Dichtungslippen 58a, 58b und 58c sind
so ausgeführt, dass sie jeweils in der Nähe einer
Flanschfläche 54a der Radnabe 54, einer
gebogenen Fläche 54b der Radnabe 54 bzw.
eines Außenumfangs 54c des Schulterabschnitts
der Radnabe 54 angeordnet werden können.
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Der
Metallring 57 umfasst einen Passabschnitt 57a,
der auf einen Außenumfang 54c der Schulter der
Radnabe 54 gepasst ist, einen Flanschabschnitt 57b,
der so angeordnet ist, dass er in einem engen Kontakt mit einer
Flanschfläche 54a der Radnabe 54 steht,
einen Dichtungsanbringungsabschnitt 57c, der so ausgeführt
ist, dass er einen kurbelförmigen Querschnitt aufweist,
welcher sich in eine Richtung von der Flanschfläche 54a der
Radnabe 54 weg erstreckt, und einen Nichtkontaktdichtungsabschnitt 57d,
der sich axial entlang eines abgeschrägten Abschnitts 51a des äußeren
Elements 51 erstreckt. Ein Zwischenraum oder Abstand „C” zwischen
der innenseitigen Fläche des Nichtkontaktdichtungsabschnitts 57d und
dem abgeschrägten Abschnitt 51a und dem Außenumfang 51b des äußeren
Elements 51 ist so festgelegt, dass er eine sehr enge Abmessung
aufweist.
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Ein
elastisches Element 60 ist in einem Dichtungsraum angebracht,
der zwischen der Flanschfläche 54a und dem Dichtungsanbringungsabschnitt 57c gebildet
ist, nachdem der Passabschnitt 57a des Metallrings 57 so
auf den Außenumfang des Schulterabschnitts der Radnabe 54 gepasst
wurde, dass der Flanschabschnitt 57b des Metallrings 57 in
einen engen Kontakt mit der Flanschfläche 54a der
Radnabe 54 gebracht ist. Zusätzlich wird durch
den Abstand „C” zwischen der innenseitigen Fläche
des Nichtkontakt-Dichtungsabschnitts 57d und dem abgeschrägten
Abschnitt 51a und dem Außenumfang 51b des äußeren
Elements 51 eine Labyrinthdichtung gebildet.
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Das
elastische Element 60, das im Dichtungsraum angebracht
ist, kann das Eindringen von Schlammwasser usw. in den Kontaktabschnitt
zwischen dem Metallring 57 und der Radnabe 54 verhindern,
und die Labyrinthdichtung, die durch den Zwischenraum oder Abstand „C” zwischen
der innenseitigen Fläche des Nichtkontaktdichtungsabschnitts 57d und
dem abgeschrägten Abschnitt 51a und dem Außenumfang 51b des äußeren
Elements 51 gebildet ist, kann das Eindringen von Schlammwasser usw.
in den Gleitkontaktabschnitt zwischen dem Dichtungselement 53 und
dem Metallring 57 verhindern.
- Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 291485/2005
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Offenbarung der Erfindung
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Probleme, die die Erfindung lösen
soll
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Eines
der Probleme des Stands der Technik ist jedoch, dass Schlammwasser
usw., sobald es durch den kleinen Zwischenraum oder Abstand „C” eingedrungen
ist, schwer nach außerhalb der Lagervorrichtung abgelassen
werden kann. Folglich haftet das Schlammwasser usw., das am elastischen
Dichtungselement 58 verblieben ist, an der Gleitkontaktfläche
der Dichtungslippe 58a und verursacht es daher eine unnatürliche
Abnutzung an dieser. Daher ist es schwierig, eine Radlagervorrichtung
bereitzustellen, die die Abdichtungsfähigkeit der Dichtung
verbessern kann und eine gewünschte Lagerleistungsfähigkeit
für eine lange Zeit aufrechterhalten kann.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radlagervorrichtung
bereitzustellen, die die Abdichtungsfähigkeit der Dichtung
verbessern kann und eine gewünschte Lagerleistungsfähigkeit
für eine lange Zeit aufrechterhalten kann.
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Mittel zur Lösung
der Aufgaben
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Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, wird
nach der vorliegenden Erfindung von Anspruch 1 eine Radlagervorrichtung
für ein Fahrzeug bereitgestellt, die ein äußeres
Element, das an seinem Außenumfang mit einem Aufbauanbringungsflansch
zur Anbringung an einem Aufbau eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang
mit zwei Reihen von äußeren Laufringflächen
ausgeführt ist; ein inneres Element, das eine Radnabe und
einen Innenring oder ein äußeres Gelenkselement
eines Gleichlauffestgelenks beinhaltet, wobei die Radnabe an ihrem
einen Ende mit einem Radanbringungsflansch und an ihrem Außenumfang
mit einer inneren Laufringfläche, die einer der beiden
Reihen von äußeren Laufringflächen gegenüberliegt,
ausgeführt ist und einen zylinderförmigen Abschnitt
aufweist, der sich axial von der inneren Laufringfläche
erstreckt, wobei der Innenring oder ein äußeres
Gelenkselement eines Gleichlauffestgelenks auf den zylinderförmigen Abschnitt
der Radnabe pressgepasst ist und an seinem Außenumfang
mit der anderen inneren Laufringfläche, die der anderen
der beiden Reihen von äußeren Laufringflächen
gegenüberliegt, ausgeführt ist; zwei Reihen von
Wälzelementen, die frei wälzfähig zwischen
den äußeren und den inneren Laufringflächen
des äußeren und des inneren Elements enthalten
sind; und Dichtungen, die in ringförmigen Öffnungen
angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Element
und dem inneren Element gebildet sind, umfasst und dadurch gekennzeichnet
ist, dass ein innenseitiger Basisabschnitt des Radanbringungsflanschs
so ausgeführt ist, dass er einen kreisbogenförmigen
Querschnitt aufweist; dass ein Metallring, der am Basisabschnitt
angebracht ist, aus einer Stahlplatte pressgeformt ist und einen
zylinderförmigen Passabschnitt, der auf einen Schulterabschnitt der
Radnabe gepasst ist, einen gebogenen Abschnitt, der so ausgeführt
ist, dass er einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist,
welcher einer Querschnittgestaltung des Basisabschnitts entspricht,
einen scheibenförmigen Abschnitt, der sich vom gebogenen
Abschnitt radial auswärts erstreckt und in einen engen
Kontakt mit der innenseitigen Fläche des Radanbringungsflanschs
gebracht ist, und einen Überhangabschnitt, der sich von
einem radial äußersten Abschnitt des scheibenförmigen
Abschnitts in eine Richtung vom Radanbringungsflansch weg erstreckt,
umfasst; dass eine außenseitige Dichtung der Dichtungen
ein Kernmetall, das in einen Innenumfang eines Endes des äußeren
Elements gepasst ist, und ein Dichtungselement mit Seitenlippen,
die sich radial auswärts neigen, und einer Schmierfettlippe,
die sich radial einwärts zur Innenseite des Lagers neigt,
umfasst, wobei die Seitenlippen und die Schmierfettlippe in einem Gleitkontakt mit
dem Metallring stehen; und dass der Überhangabschnitt des
Metallrings einem Außenumfang des äußeren
Elements über einen kleinen radialen Zwischenraum gegenüberliegt
und so ausgeführt ist, dass er eine aufgeweitete Gestaltung
aufweist, die sich zu seinem Ende hin in einem vorbestimmten Neigungswinkel
allmählich erweitert.
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Nach
der Radlagervorrichtung von Anspruch 1, bei der Dichtungen in ringförmigen Öffnungen
angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Element
und dem inneren Element gebildet sind, ist es aufgrund des Umstands,
dass ein Metallring am Basisabschnitt, welcher so ausgeführt
ist, dass er einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist,
angebracht ist; der Metallring aus einer Stahlplatte pressgeformt
ist und einen zylinderförmigen Passabschnitt, der auf einen
Schulterabschnitt der Radnabe gepasst ist, einen gebogenen Abschnitt,
der so ausgeführt ist, dass er einen kreisbogenförmigen
Querschnitt aufweist, welcher einer Querschnittgestaltung des Basisabschnitts
entspricht, einen scheibenförmigen Abschnitt, der sich
vom gebogenen Abschnitt radial auswärts erstreckt und in
einen engen Kontakt mit der innenseitigen Fläche des Radanbringungsflanschs
gebracht ist, und einen Überhangabschnitt, der sich von
einem radial äußersten Abschnitt des scheibenförmigen
Abschnitts in eine Richtung vom Radanbringungsflansch weg erstreckt,
umfasst; dass eine außenseitige Dichtung der Dichtungen
ein Kernmetall, das in einen Innenumfang eines Endes des äußeren
Elements gepasst ist, und ein Dichtungselement mit Seitenlippen,
die sich radial auswärts neigen, und einer Schmierfettlippe,
die sich radial einwärts zur Innenseite des Lagers neigt,
umfasst, wobei die Seitenlippen und die Schmierfettlippe in einem
Gleitkontakt mit dem Metallring stehen; und dass der Überhangabschnitt
des Metallrings einem Außenumfang des äußeren
Elements über einen kleinen radialen Zwischenraum gegenüberliegt
und so ausgeführt ist, dass er eine aufgeweitete Gestaltung
aufweist, die sich zu seinem Ende hin in einem vorbestimmten Neigungswinkel
allmählich erweitert, möglich, dank der Labyrinthwirkung,
die durch die innere Umfangsfläche des Überhangabschnitts
und den Außenumfang des äußeren Elements
gebildet wird, das Eindringen von Schlammwasser usw. in den Gleitkontaktabschnitt
zwischen der Dichtung und dem Metallring zu verhindern, dank der
Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Metallrings verursacht
wird, und der konischen Gestaltung des Überhangabschnitts
des Metallrings einmal eingedrungenes Schlammwasser usw. leicht
aus der Lagervorrichtung abzulassen, und dadurch eine Radlagervorrichtung
bereitzustellen, die die Abdichtungsfähigkeit der Dichtung
verbessern kann und die Lagerleistungsfähigkeit für
eine lange Zeit aufrechterhalten kann.
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Wie
in Anspruch 2 definiert wird bevorzugt, dass der radiale Zwischenraum
zwischen dem Überhangabschnitt des Metallrings und dem
Außenumfang des äußeren Elements auf
einen Durchmesser von 1 mm oder weniger eingerichtet ist, und dass
der Neigungswinkel auf 15° oder weniger eingerichtet ist. Dies
macht es möglich, die Abdichtungsfähigkeit durch
eine vorteilhafte Labyrinthwirkung zu verbessern, ohne jegliche
Beeinträchtigung zwischen dem Überhangabschnitt
und dem äußeren Element zu verursachen.
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Wie
in Anspruch 3 definiert wird auch bevorzugt, dass der Basisabschnitt
des Radanbringungsflanschs so ausgeführt ist, dass er einen
kreisbogenförmigen Querschnitt mit einem vorbestimmten Krümmungsradius „r” aufweist,
dass der gebogene Abschnitt des Metallrings so ausgeführt
ist, dass er einen kreisbogenförmigen Querschnitt mit einem
vorbestimmten Krümmungsradius „R” aufweist,
der dem kreisbogenförmigen Querschnitt des Basisabschnitts entspricht,
und dass die Krümmungsradien „r” und „R” so
festgelegt sind, dass sie eine Beziehung von R ≥ r aufweisen.
Dies macht es möglich, zu verhindern, dass der gebogene
Abschnitt des Metallrings durch einen störenden Eingriff
des gebogenen Abschnitts des Metallrings am Basisabschnitt des Radanbringungsflanschs
von der Basis des Radanbringungsflanschs getrieben wird, und dadurch
die Erzeugung eines Zwischenraums zwischen der Seitenfläche
des Radanbringungsflanschs und dem scheibenförmigen Abschnitt
des Metallrings zu verhindern. Dadurch ist es möglich,
eine Schwankung des Eingriffs der Seitenlippen zu unterdrücken
und dadurch eine stabile Abdichtungsfähigkeit sicherzustellen.
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Wie
in Anspruch 4 definiert wird bevorzugt, dass eine axial vorspringende
elastische Lippe einstückig an den Metallring geklebt ist
und über einen vorbestimmten Eingriff elastisch mit der
innenseitigen Fläche des Radanbringungsflanschs in Kontakt steht.
Dies ermöglicht es, das Schweben des Metallrings zu verhindern
und den Grad des engen Kontakts zu verbessern. Zusätzlich
macht es dies möglich, zu verhindern, dass Fremdstoffe
in die Lagervorrichtung eindringen, und dadurch die Erzeugung von Korrosion
im Basisabschnitt und im Anbringungsabschnitt des Metallrings für
eine lange Zeit zu verhindern.
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Wie
in Anspruch 5 definiert wird bevorzugt, dass die Oberflächenrauheit
der Stahlplatte, die den Metallring bildet, auf einen Bereich von
0,2 bis 0,6 Ra eingerichtet ist. Dies macht es möglich,
eine gut abdichtende Gleitkontaktfläche zu erhalten und
dadurch eine Abnutzung der Lippen zu unterdrücken und die
Abdichtungsleistungsfähigkeit der Dichtung selbst dann
aufrechtzuerhalten, wenn sie unter strengen Bedingungen verwendet
wird.
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Wie
in Anspruch 6 definiert wird auch bevorzugt, dass der Metallring
aus einer Stahlplatte mit Korrosionsbeständigkeit hergestellt
ist. Dies macht es möglich, die Erzeugung von Korrosion
für eine lange Zeit zu verhindern und die Abdichtungsfähigkeit aufrechtzuerhalten.
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Wirkungen der Erfindung
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Nach
der Lagervorrichtung für ein Rad eines Fahrzeugs der vorliegenden
Erfindung ist es aufgrund des Umstands, dass sie ein äußeres
Element, das an seinem Außenumfang mit einem Aufbauanbringungsflansch
zur Anbringung an einem Aufbau eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang
mit zwei Reihen von äußeren Laufringflächen
ausgeführt ist; ein inneres Element, das eine Radnabe und
einen Innenring oder ein äußeres Gelenkselement
eines Gleichlauffestgelenks beinhaltet, wobei die Radnabe an ihrem
einen Ende mit einem Radanbringungsflansch und an ihrem Außenumfang
mit einer inneren Laufringfläche, die einer der beiden
Reihen von äußeren Laufringflächen gegenüberliegt,
ausgeführt ist und einen zylinderförmigen Abschnitt
aufweist, der sich axial von der inneren Laufringfläche
erstreckt, wobei der Innenring oder ein äußeres
Gelenkselement eines Gleichlauffestgelenks auf den zylinderförmigen
Abschnitt der Radnabe pressgepasst ist und an seinem Außenumfang
mit der anderen inneren Laufringfläche, die der anderen
der beiden Reihen von äußeren Laufringflächen
gegenüberliegt, ausgeführt ist; zwei Reihen von
Wälzelementen, die frei wälzfähig zwischen
den äußeren und den inneren Laufringflächen
des äußeren und des inneren Elements enthalten
sind; und Dichtungen, die in ringförmigen Öffnungen
angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Element
und dem inneren Element gebildet sind, umfasst und dadurch gekennzeichnet
ist, dass ein innenseitiger Basisabschnitt des Radanbringungsflanschs
so ausgeführt ist, dass er einen kreisbogenförmigen
Querschnitt aufweist; dass ein Metallring, der am Basisabschnitt
angebracht ist, aus einer Stahlplatte pressgeformt ist und einen
zylinderförmigen Passabschnitt, der auf einen Schulterabschnitt der
Radnabe gepasst ist, einen gebogenen Abschnitt, der so ausgeführt
ist, dass er einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist,
welcher einer Querschnittgestaltung des Basisabschnitts entspricht,
einen scheibenförmigen Abschnitt, der sich vom gebogenen
Abschnitt radial auswärts erstreckt und in einen engen
Kontakt mit der innenseitigen Fläche des Radanbringungsflanschs
gebracht ist, und einen Überhangabschnitt, der sich von
einem radial äußersten Abschnitt des scheibenförmigen
Abschnitts in eine Richtung vom Radanbringungsflansch weg erstreckt,
umfasst; dass eine außenseitige Dichtung der Dichtungen
ein Kernmetall, das in einen Innenumfang eines Endes des äußeren
Elements gepasst ist, und ein Dichtungselement mit Seitenlippen,
die sich radial auswärts neigen, und einer Schmierfettlippe,
die sich radial einwärts zur Innenseite des Lagers neigt,
umfasst, wobei die Seitenlippen und die Schmierfettlippe in einem
Gleitkontakt mit dem Metallring stehen; und dass der Überhangabschnitt
des Metallrings einem Außenumfang des äußeren
Elements über einen kleinen radialen Zwischenraum gegenüberliegt
und so ausgeführt ist, dass er eine aufgeweitete Gestaltung
aufweist, die sich zu seinem Ende hin in einem vorbestimmten Neigungswinkel
allmählich erweitert, möglich, dank der Labyrinthwirkung,
die durch die innenseitige Fläche des Überhangabschnitts
und den Außenumfang des äußeren Elements
gebildet wird, das Eindringen von Schlammwasser usw. in den Gleitkontaktabschnitt
zwischen der Dichtung und dem Metallring zu verhindern, und dank
der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Metallrings verursacht
wird, und der konischen Gestaltung des Überhangabschnitts
des Metallrings einmal eingedrungenes Schlammwasser usw. leicht
aus der Lagervorrichtung abzulassen. Dadurch ist es möglich,
ein Verbleiben von Schlammwasser usw. an den Gleitkontaktflächen
der Seitenlippen und dadurch eine Abnutzung der Seitenlippen zu
verhindern und eine stabile Dichtungsfähigkeit für eine
lange Zeit aufrechtzuerhalten.
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Die beste Weise zur Ausführung
der Erfindung
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Die
beste Weise zur Ausführung der vorliegenden Erfindung ist
eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, die ein äußeres
Element, das an seinem Außenumfang mit einem Aufbauanbringungsflansch
zur Anbringung an einem Aufbau eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang
mit zwei Reihen von äußeren Laufringflächen
ausgeführt ist; ein inneres Element, das eine Radnabe und
einen Innenring beinhaltet, wobei die Radnabe an seinem einen Ende mit
einem Radanbringungsflansch und an seinem Außenumfang mit
einer inneren Laufringfläche, die einer der beiden Reihen
von äußeren Laufringflächen gegenüberliegt,
ausgeführt ist und einen zylinderförmigen Abschnitt
aufweist, der sich axial von der inneren Laufringfläche
erstreckt, wobei der Innenring auf den zylinderförmigen
Abschnitt der Radnabe pressgepasst ist und an seinem Außenumfang
mit der anderen inneren Laufringfläche, die der anderen der
beiden Reihen von äußeren Laufringflächen
gegenüberliegt, ausgeführt ist; zwei Reihen von
Wälzelementen, die frei wälzfähig zwischen
den äußeren und den inneren Laufringflächen
des äußeren und des inneren Elements enthalten
sind; und Dichtungen, die in ringförmigen Öffnungen
angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Element
und dem inneren Element gebildet sind, umfasst und dadurch gekennzeichnet
ist, dass ein innenseitiger Basisabschnitt des Radanbringungsflanschs
so ausgeführt ist, dass er einen kreisbogenförmigen
Querschnitt aufweist; dass ein Metallring, der am Basisabschnitt angebracht
ist, aus einer Stahlplatte mit Korrosionsbeständigkeit
pressgeformt ist und einen zylinderförmigen Passabschnitt,
der auf einen Schulterabschnitt der Radnabe gepasst ist, einen gebogenen
Abschnitt, der so ausgeführt ist, dass er einen kreisbogenförmigen
Querschnitt aufweist, welcher einer Querschnittgestaltung des Basisabschnitts
entspricht, einen scheibenförmigen Abschnitt, der sich vom
gebogenen Abschnitt radial auswärts erstreckt und in einen
engen Kontakt mit der innenseitigen Fläche des Radanbringungsflanschs
gebracht ist, und einen Überhangabschnitt, der sich von
einem radial äußersten Abschnitt des scheibenförmigen
Abschnitts in eine Richtung vom Radanbringungsflansch weg erstreckt,
umfasst; dass eine außenseitige Dichtung der Dichtungen
ein Kernmetall, das in einen Innenumfang eines Endes des äußeren
Elements gepasst ist, und ein Dichtungselement mit Seitenlippen,
die sich radial auswärts neigen, und einer Schmierfettlippe,
die sich radial einwärts zur Innenseite des Lagers neigt,
umfasst, wobei die Seitenlippen und die Schmierfettlippe in einem
Gleitkontakt mit dem Metallring stehen; und dass der Überhangabschnitt
des Metallrings einem Außenumfang des äußeren
Elements über einen radialen Zwischenraum mit einem Durchmesser
von 1 mm oder weniger gegenüberliegt und so ausgeführt
ist, dass er eine aufgeweitete Gestaltung aufweist, die sich zu seinem
Ende hin in einem Neigungswinkel von 15° oder weniger allmählich
erweitert.
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Bevorzugte Ausführungsform
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nachstehend eine bevorzugte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben
werden.
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1 ist
eine Längsschnittansicht, die eine bevorzugte Ausführungsform
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden
Erfindung zeigt, und 2 ist eine teilweise vergrößerte
Ansicht von 1. In den nachstehenden Beschreibungen
definiert der Ausdruck „Außenseite” eine
Seite, die außerhalb eines Fahrzeugaufbaus positioniert
ist (die linke Seite in den Zeichnungen), und definiert der Ausdruck „Innenseite” eine
Seite, die innerhalb eines Fahrzeugaufbaus positioniert ist (die
rechte Seite in den Zeichnungen), wenn die Lagervorrichtung am Fahrzeugaufbau
angebracht ist.
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Die
Lagervorrichtung für ein Rad eines Fahrzeugs der vorliegenden
Erfindung ist vom Typ der dritten Generation, die für ein
angetriebenes Rad verwendet wird, und umfasst ein inneres Element 1,
ein äußeres Element 2, und zwei Reihen
von Wälzelementen (Kugeln) 3, 3, die
wälzfähig zwischen dem inneren und dem äußeren
Element 1, 2 enthalten sind. Das innere Element 1 umfasst
eine Radnabe 4 und einen Innenring 5, der an der
Radnabe 4 befestigt ist.
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Die
Radnabe 4 ist einstückig an seinem einen Ende
mit einem Radanbringungsflansch 6, an seinem Außenumfang
mit einer (außenseitigen) inneren Laufringfläche 4a,
und einem zylinderförmigen Abschnitt 4b, der sich
von der inneren Laufringfläche 4a erstreckt, ausgeführt.
Am Radanbringungsflansch 6 sind Nabenschrauben 6a in
gleichen Abständen entlang des Umfangs des Radanbringungsflanschs 6 angeordnet.
Der Innenring 5 ist an seinem Außenumfang mit
der anderen (innenseitigen) inneren Laufringfläche 5a ausgeführt
und über eine vorbestimmte Passung auf den zylinderförmigen
Abschnitt 4b der Radnabe 4 pressgepasst und durch
einen verstemmten Abschnitt 4c, der durch plastisches Verformen des
Endes des zylinderförmigen Abschnitts 4b gebildet
ist, axial an der Radnabe 4 befestigt.
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Die
Radnabe 4 besteht aus Stahl mit einem mittleren/hohen Kohlenstoffgehalt
wie etwa S53C, der 0,40 bis 0,80 Gew.% Kohlenstoff enthält,
und ist durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken so gehärtet,
dass ein Bereich von einer innenseitigen Basis 6b des Randanbringungsflanschs 6 über
einen Stufenabschnitt 4d bis zum zylinderförmigen
Abschnitt 4b eine Oberflächenhärte von
58 bis 64 HRC aufweist. Der verstemmte Abschnitt 4c ist
nicht abgeschreckt und bei seiner Oberflächenhärte
nach dem Schmieden belassen. Dementsprechend weist der Radanbringungsflansch 6 eine
ausreichende mechanische Stärke gegenüber der
darauf ausgeübten Drehbiegebelastung auf und kann die Antiverschleißstärke
des zylinderförmigen Abschnitts 4b in einem durch
den Innenring 5 pressgepassten Bereich verbessert werden.
Zusätzlich kann die Erzeugung von Mikrorissen im verstemmten
Bereich 4c während des Verstemmprozesses verhindert
werden.
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Das äußere
Element 2 ist einstückig an seinem Außenumfang
mit einem Aufbauanbringungsflansch 2b zur Anbringung an
einem Achsschenkel (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs und an seinem
Innenumfang mit zwei Reihen von äußeren Laufringflächen 2a, 2a gegenüber
den inneren Laufringflächen 4a, 5a des
inneren Elements 1 ausgeführt. Das äußere
Element 2 besteht aus Stahl mit einem mittleren/hohen Kohlenstoffgehalt
wie etwa S53C, der 0,40 bis 0,80 Gew.% Kohlenstoff enthält,
und die zwei Reihen von äußeren Laufringflächen 2a, 2a sind
durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken so gehärtet, dass
sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen.
Der Innenring 5 und die Kugeln 3 hingegen bestehen
aus Chromstahl mit einem hohen Kohlenstoffgehalt wie etwa SUJ2 und
sind durch Eintauchabschrecken so gehärtet, dass sie eine
Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen.
Zwei Reihen von Kugeln 3, 3 sind zwischen diesen äußeren und
inneren Laufringflächen des äußeren Elements 2 und
des inneren Elements 1 enthalten und werden durch Käfige 7, 7 wälzfähig
gehalten, um ein zweireihiges Schrägkugellager vom Rücken
an Rücken liegenden Duplextyp zu bilden.
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Dichtungen 8, 9 sind
in ringförmigen Öffnungen, die zwischen dem äußeren
Element 2 und dem inneren Element 1 gebildet sind,
angebracht. Diese Dichtungen 8, 9 verhindern ein
Austreten von Schmierfett, das im Lager enthalten ist, und ein Eindringen
von Regenwasser und Staub von außen in das Lager. Die innenseitige
Dichtung 9 bildet eine sogenannte „Packungsdichtung”,
die eine ringförmige Dichtungsplatte 10 und einen
Schleuderring 11 umfasst, welche jeweils einen im Wesentlichen
L-förmigen Querschnitt aufweisen und zueinander gerichtet angeordnet
sind.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist ein Metallring 12 an der
innenseitigen Basis 6b des Radanbringungsflanschs 6 angebracht
und ist die außenseitige Dichtung 8 so angeordnet,
dass sie in einem Gleitkontakt mit dem Metallring 12 steht.
Wie in der vergrößerten Ansicht von 2 gezeigt
umfasst die Dichtung 8 ein Kernmetall 13, das
in den Innenumfang des außenseitigen Endes des äußeren
Elements 2 gepasst ist, und ein Dichtungselement 14, das über
vulkanisierte Klebung einstückig an das Kernmetall 13 geklebt
ist. Das Kernmetall 13 ist aus einem austenitischen Edelstahlblech
(JIS SUS 304 usw.) oder einem konservierten kaltgewalzten
Stahlblech (JIS SPCC usw.) pressgeformt und so ausgeführt,
dass es einen „C”-förmigen Querschnitt
aufweist.
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Das
Dichtungselement 14 wiederum ist an die außenseitige
Fläche des Kernmetalls 13 geklebt und umfasst
ein Paar von Seitenlippen 14a, 14b, die sich so
erstrecken, dass sie radial auswärts geneigt sind, und
eine Schmierfettlippe 14c, die an den inneren Umfangsrand
des Kernmetalls 13 geklebt ist und sich radial einwärts
erstreckt, während sie zur Innenseite des Lagers geneigt
ist. Die Seitenlippen 14a, 14b und die Schmierfettlippe 14c stehen
in einem Gleitkontakt mit dem Metallring 12, der an der
innenseitigen Basis 6b des Randanbringungsflanschs 6 angebracht
ist. Das Dichtungselement 14 ist zu einem radial äußeren
geneigten Abschnitt des Kernmetalls 13 verlängert,
um ein Eindringen von Fremdstoffen wie etwa Schlammwasser usw. durch
den Passabschnitt zwischen dem äußeren Element 2 und dem
Kernmetall 13 zu verhindern.
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Der
Metallring 12 ist aus einer Stahlplatte mit Korrosionsbeständigkeit
wie etwa einem austenitischen Edelstahlbleich (JIS SUS 304 usw.)
oder einen konservierten kaltgewalzten Edelstahlblech (JIS SPCC
usw.) pressgeformt und umfasst einen zylinderförmigen Passabschnitt 12a,
der auf einen Schulterabschnitt 4e der Radnabe 4 gepasst
ist, einen gebogenen Abschnitt 12b, der so ausgeführt
ist, dass er einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist,
welcher einer Querschnittgestaltung des Basisabschnitts 6b entspricht,
einen scheibenförmigen Abschnitt 12c, der sich
vom gebogenen Abschnitt 12b radial auswärts erstreckt
und in einen engen Kontakt mit der innenseitigen Fläche 6c des
Randanbringungsflanschs 6 gebracht ist, und einen Überhangabschnitt 12d,
der sich von einem radial äußersten Abschnitt
des scheibenförmigen Abschnitts 12c in eine Richtung
vom Radanbringungsflansch 6 weg erstreckt.
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Die
Oberflächenrauheit der Stahlplatte, die den Metallring 12 bildet,
ist auf einen Bereich von 0,2 bis 0,6 Ra eingerichtet. Dies macht
es möglich, eine gut dichtende Gleitkontaktfläche
zu erhalten und dadurch eine Abnutzung der Lippen zu unterdrücken und
die Abdichtungsleistungsfähigkeit der Dichtung selbst dann
aufrechtzuerhalten, wenn sie unter strengen Bedingungen verwendet
wird. „Ra” ist einer der Oberflächenrauheitsparameter
nach JIS (JIS B0601-1994) und bedeutet eine arithmetisch
mittlere Rauheit, die ein Durchschnittswert der Abweichung des absoluten
Werts von einer Durchschnittslinie ist.
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Der
Basisabschnitt 6b des Radanbringungsflanschs 6 ist
so ausgeführt, dass er einen kreisbogenförmigen
Querschnitt mit einem vorbestimmten Krümmungsradius „r” aufweist.
Der gebogene Abschnitt 12b des Metallrings 12 wiederum
ist so ausgeführt, dass er einen kreisbogenförmigen
Querschnitt mit einem vorbestimmten Krümmungsradius „R” aufweist,
der dem kreisbogenförmigen Querschnitt des Basisabschnitts 6b entspricht,
wobei die Krümmungsradien „r” und „R” so
festgelegt sind, dass sie eine Beziehung von R ≥ r aufweisen.
Dies macht es möglich, zu verhindern, dass der gebogene Abschnitt 12b des
Metallrings 12 durch einen störenden Eingriff
des gebogenen Abschnitts 12b des Metallrings 12 am Basisabschnitt 6b des
Radanbringungsflanschs 6 von der Basis 6b des
Radanbringungsflanschs 6 getrieben wird, und dadurch die
Erzeugung eines Zwischenraums zwischen der Seitenfläche 6c des
Radanbringungsflanschs 6 und dem scheibenförmigen
Abschnitt 12c des Metallrings 12 zu verhindern.
Dadurch ist es möglich, eine Schwankung des Eingriffs der
Seitenlippen 14a, 14b zu unterdrücken
und dadurch eine stabile Abdichtungsfähigkeit sicherzustellen.
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Zusätzlich
ist eine axial vorspringende elastische Lippe 16 in einem
ringförmigen Dichtungsraum 15 angeordnet, der
zwischen der Seitenfläche 6c des Randanbringungsflanschs 6 und
dem Metallring 12 gebildet ist. Das heißt, die
elastische Lippe 16 ist über eine vulkanisierte
Klebung einstückig an einen Verbindungsabschnitt 12e zwischen
dem scheibenförmigen Abschnitt 12c und dem Überhangabschnitt 12d des
Metallrings 12 geklebt und steht über einen vorbestimmten
Eingriff mit einer geringen Kontaktkraft elastisch mit der Seitenfläche 6c des
Randanbringungsflanschs 6 in Kontakt. Dies ermöglicht
es, das Schweben des Metallrings 12 zu verhindern und den
Grad des engen Kontakts zu verbessern. Zusätzlich macht
es dies möglich, zu verhindern, dass Fremdstoffe in die
Lagervorrichtung eindringen, und dadurch die Erzeugung von Korrosion
im Basisabschnitt 6b und im Anbringungsabschnitt des Metallrings 12 für
eine lange Zeit zu verhindern.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist der Überhangabschnitt 12d des
Metallrings 12 so ausgeführt, dass er eine aufgeweitete
Gestaltung aufweist, die sich zu seinem Ende hin in einem vorbestimmten Neigungswinkel θ in
Bezug auf den Außenumfang 2c des äußeren
Elements 2 allmählich erweitert. Der Überhangabschnitt 12d liegt
einem Außenumfang 2c des äußeren
Elements 2 über einen kleinen radialen Zwischenraum
oder Abstand A gegenüber, um dazwischen eine Labyrinthdichtung
zu bilden. Der radiale Zwischenraum A ist auf einen Durchmesser
von höchstens 1 mm eingerichtet, und der Neigungswinkel θ ist
auf einen Bereich von 0 < θ ≤ 15° eingerichtet.
Wenn der Neigungswinkel θ auf mehr als 15° eingerichtet
ist, würde Schlammwasser usw. leicht in die Lagervorrichtung
eindringen.
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Dank
der Labyrinthwirkung, die durch die innere Umfangsfläche
des Überhangabschnitts 12d und den Außenumfang 2c des äußeren
Elements 2 gebildet wird, ist es möglich, ein
Eindringen von Schlammwasser usw. in den Gleitkontaktabschnitt zwischen
der Dichtung 8 und dem Metallring 12 zu verhindern,
und dank der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Metallrings 12 verursacht
wird, und der konischen Gestaltung des Überhangabschnitts 12d des
Metallrings 12 ist es möglich, einmal eingedrungenes
Schlammwasser usw. leicht aus der Lagervorrichtung abzulassen. Daher
ist es möglich, ein Verbleiben von Schlammwasser usw. an
den Gleitkontaktflächen der Seitenlippen 14a und
dadurch ihre Abnutzung zu verhindern und eine stabile Abdichtungsfähigkeit
für eine lange Zeit aufrechtzuerhalten.
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Obwohl
es sich beim hier gezeigten Aufbau um ein Lager vom Typ der dritten
Generation für ein angetriebenes Rad handelt, ist die Radlagervorrichtung
der vorliegenden Erfindung nicht auf einen derartigen Aufbau beschränkt
und kann sie auf Lageraufbauten vom Typ jeder beliebigen Generation
und auf jenen für ein antreibendes Rad angewendet werden.
Und obwohl hierin ein zweireihiges Schrägkugellager gezeigt
ist, das Kugeln als Wälzelemente verwendet, ist die vorliegende
Erfindung nicht auf ein derartiges Lager beschränkt und
kann sie auf ein zweireihiges Kegelrollenlager, das Kegelrollen
als Wälzelemente verwendet, angewendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugte
Ausführungsform beschrieben. Es ist klar, dass Durchschnittsfachleuten nach
dem Lesen und Verstehen der vorhergehenden ausführlichen
Beschreibung Abwandlungen und Änderungen einfallen werden.
Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung so ausgelegt
werden soll, dass sie alle derartigen Änderungen und Abwandlungen
beinhaltet, soweit diese in den Umfang der beiliegenden Ansprüche
oder ihrer Äquivalente fallen.
-
Gewerbliche Anwendungsmöglichkeit
-
Die
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung
kann auf jeden beliebigen Generationstyp der Radlagervorrichtung
angewendet werden, ungeachtet dessen, ob sie für das antreibende
Rad oder das angetriebene Rad bestimmt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine Längsschnittansicht, die eine bevorzugte Ausführungsform
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
2 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1;
und
-
3 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht, die eine Dichtungsvorrichtung
einer Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug des Stands der
Technik zeigt.
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- 1
- inneres
Element
- 2
- äußeres
Element
- 2a
- äußere
Laufringfläche
- 2b
- Aufbauanbringungsflansch
- 2c
- Außenumfang
- 3
- Kugel
(Wälzelement)
- 4
- Radnabe
- 4a,
5a
- innere
Laufringfläche
- 4b
- zylinderförmiger
Abschnitt
- 4c
- verstemmter
Abschnitt
- 4d
- Stufenabschnitt
- 4e
- Schulterabschnitt
- 5
- Innenring
- 6
- Radanbringungsflansch
- 6a
- Nabenschraube
- 6b
- Basisabschnitt
- 6c
- innenseitige
Fläche
- 7
- Käfig
- 8
- außenseitige
Dichtung
- 9
- innenseitige
Dichtung
- 10
- Dichtungsplatte
- 11
- Schleuderring
- 12
- Metallring
- 12a
- Passabschnitt
- 12b
- gebogener
Abschnitt
- 12c
- scheibenförmiger
Abschnitt
- 12d
- Überhangabschnitt
- 12e
- Verbindungsabschnitt
- 13
- Kernmetall
- 14
- Dichtungselement
- 14a,
14b
- Seitenlippe
- 14c
- Schmierfettlippe
- 15
- Dichtungsraum
- 16
- elastische
Lippe
- 50
- Radlagervorrichtung
- 51
- Außenringelement
- 51a
- abgeschrägter
Abschnitt
- 51b
- Außenumfang
- 52
- Innenringelement
- 53
- Dichtungselement
- 54
- Radnabe
- 54a
- Flanschfläche
- 54b
- gebogene
Fläche
- 54c
- Außenumfang
des Schulterabschnitts
- 55
- Radanbringungsflansch
- 56
- Basisabschnitt
- 57
- Metallring
- 57a
- Passabschnitt
- 57b
- Flanschabschnitt
- 57c
- Dichtungsanbringungsabschnitt
- 57d
- Nichtkontaktdichtungsabschnitt
- 58
- elastisches
Dichtungselement
- 58a,
58b, 58c
- Dichtungslippe
- 59
- Kernmetall
- 60
- elastisches
Element
- A
- radialer
Zwischenraum
- C
- Abstand
- θ
- Neigungswinkel
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Radlagervorrichtung
bereitzustellen, die die Abdichtungsfähigkeit der Dichtung
verbessern kann und eine erwünschte Lagerleistungsfähigkeit
für eine lange Zeit aufrechterhalten kann. Nach der vorliegenden Erfindung
wird eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt,
die ein äußeres Element; ein inneres Element,
das eine Radnabe und einen Innenring oder ein äußeres
Gelenkselement eines Gleichlauffestgelenks beinhaltet; zwei Reihen
von Wälzelementen, die frei wälzfähig
zwischen den äußeren und den inneren Laufringflächen
des äußeren und des inneren Elements enthalten
sind; und Dichtungen, die in ringförmigen Öffnungen
angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Element
und dem inneren Element gebildet sind, umfasst und dadurch gekennzeichnet
ist, dass ein innenseitiger Basisabschnitt des Radanbringungsflanschs
so ausgeführt ist, dass er einen kreisbogenförmigen
Querschnitt aufweist; dass ein Metallring, der am Basisabschnitt
angebracht ist, aus einer Stahlplatte pressgeformt ist und einen
zylinderförmigen Passabschnitt, der auf einen Schulterabschnitt
der Radnabe gepasst ist, einen gebogenen Abschnitt, der so ausgeführt
ist, dass er einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist,
welcher einer Querschnittgestaltung des Basisabschnitts entspricht,
einen scheibenförmigen Abschnitt, der sich vom gebogenen
Abschnitt radial auswärts erstreckt und in einen engen
Kontakt mit der innenseitigen Fläche des Radanbringungsflanschs
gebracht ist, und einen Überhangabschnitt, der sich von einem
radial äußersten Abschnitt des scheibenförmigen
Abschnitts in eine Richtung vom Radanbringungsflansch weg erstreckt,
umfasst; dass eine außenseitige Dichtung der Dichtungen
ein Kernmetall, das in einen Innenumfang eines Endes des äußeren Elements
gepasst ist, und ein Dichtungselement mit Seitenlippen, die sich
radial auswärts neigen, und einer Schmierfettlippe, die
sich radial einwärts zur Innenseite des Lagers neigt, umfasst,
wobei die Seitenlippen und die Schmierfettlippe in einem Gleitkontakt mit
dem Metallring stehen; und dass der Überhangabschnitt des
Metallrings einem Außenumfang des äußeren
Elements über einen kleinen radialen Zwischenraum gegenüberliegt
und so ausgeführt ist, dass er eine aufgeweitete Gestaltung
aufweist, die sich zu seinem Ende hin in einem vorbestimmten Neigungswinkel
allmählich erweitert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - JIS SUS 304 [0027]
- - JIS SUS 304 [0029]
- - JIS B0601-1994 [0030]