DE3024397C2 - - Google Patents

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DE3024397C2
DE3024397C2 DE3024397A DE3024397A DE3024397C2 DE 3024397 C2 DE3024397 C2 DE 3024397C2 DE 3024397 A DE3024397 A DE 3024397A DE 3024397 A DE3024397 A DE 3024397A DE 3024397 C2 DE3024397 C2 DE 3024397C2
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager für Radlagerungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein Wälzlager der angegebenen Art ist bekannt, bei dem der radiale Abschnitt der Kappe auf dem Befestigungsflansch des Innenringes anliegt und somit die axialen Befestigungslöcher mit in diesen angeordneten Befestigungsbolzen des Befestigungsflansches abdeckt (DE-GM 74 34 724). Dieses bekannte Wälzlager hat den Nachteil, daß der auf dem radialen Abschnitt der Kappe gleitende Dichtungsring, welcher herkömmlicherweise mit einer elastischen Dichtlippe aus einem temperaturempfindlichen Werkstoff, z.B. Kunststoff, versehen ist, relativ hohe Betriebstemperaturen ertragen muß, wenn Wärmequellen am Innenring vorhanden sind, die diesen besonders aufheizen. Starke Erwärmung tritt dann auf, wenn das Wälzlager mit einer zu großen Schmiermittelmenge gefüllt wird (Panschreibung im Wälzlager) und/oder eine Aufheizung des Innenringes durch angeschlossene Reibungskupplungen oder Reibungsbremsen mit Ableitung der entstehenden Reibungswärme durch den Innenring erfolgt. Insbesondere kann an einem mit einer Scheibenbremse verbundenen Innenring des Wälzlagers eine relativ hohe Temperatur auftreten, wobei der radiale Abschnitt der Kappe so erwärmt wird, daß der Dichtungsring auf diesem Abschnitt mit unzulässig hoher Temperatur gleitet und infolge Gleitverschleiß vorzeitig ausfällt.
Bei einem weiteren bekannten Wälzlager ist zwar auch eine mit dem Innenring verbundene Kappe vorhanden, welche durch eine Bewegung der Luft der Umgebung im Betrieb gekühlt wird (GB-PS 12 33 669). Es fehlt jedoch der im Betrieb, z.B. durch Reibungswärme, aufgeheizte Befestigungsflansch des Innenringes einer Radlagerung.
Desweiteren ist ein Wälzlager bekannt, bei dem der Außenring mit einem Anschlußteil mit geringem Querschnitt verbunden ist, damit die Wärme benachbarter Bauteile der Lagerung nur zum geringen Teil zum Wälzlager weitergeleitet wird (US-PS 30 66 989).
Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager der genannten Gattung zu schaffen, bei dem eine Überhitzung des Dichtungsringes an seiner Gleitstelle auf der Kappe bei Erwärmung des Innenringes ausgeschlossen ist.
Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß ein konvektiver Austausch der erwärmten Luft in dem bzw. den Zwischenräumen mit der kühlen Luft der Umgebung des Wälzlagers erfolgt. Beim Rotieren des Innenringes wird nämlich die in dem bzw. den Zwischenräumen vorhandene Luft infolge Fliehkrafteinwirkung durch die zwischen dem radialen Abschnitt der Kappe und dem Befestigungsflansch des Innenringes gebildete(n) Öffnung(en) hindurchgeschleudert und radial nach außen in die Umgebung des Wälzlagers gefördert. Gleichzeitig wird kühlende Luft der Umgebung durch die belüftende(n) Öffnung(en) des Innenringes oder der Kappe in den bzw. die Zwischenräume angesaugt.
Auf diese Weise ist die Wärmeübertragung vom erwärmten Befestigungsflansch des Innenringes zum kühleren radialen Abschnitt der Kappe wesentlich gehindert. Der empfindliche Dichtring aus Elastomerkunststoff oder dgl. gleitet auf dem relativ kühlen radialen Abschnitt der Kappe, die aus Metallblech bestehen kann. Der Dichtring besitzt deshalb eine vorteilhaft lange Gebrauchsdauer.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch 2 angegeben.
Mit der Ausgestaltung des Wälzlagers nach diesem Unteranspruch wird nämlich erreicht, daß die Wärmeleitung vom Innenring zum Zentrieransatz der Kappe gehindert ist. Gleichzeitig wird verhindert, daß Schmiermittel für das Wälzlager in den bzw. die Zwischenräume zwischen Flansch und Kappe eindringt und dort infolge eigener Wärmeleitfähigkeit und/oder Konvektion den Wärmeübergang vom Innenring zur Kappe vergrößert. Die Folge davon wäre eine ungünstig hohe Lauftemperatur der Kappe und des auf dieser gleitenden Dichtungsringes. Außerdem wird mit den Dichtungseigenschaften aufweisenden Mittel der Vorteil erzielt, daß keine Schmiermittelverluste durch Abwandern des Schmiermittels in die Zwischenräume auftreten.
Das erfindungsgemäße Wälzlager wird in der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Wälzlager einer Radlagerung,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des in Fig. 1 dargestellten Längsschnitts und
Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt durch ein abgeändertes Wälzlager einer Radlagerung.
Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2 der Außenring eines Wälz­ lagers für Radlagerungen bezeichnet, der durch Schrauben (nicht gezeigt), die in Gewindelöcher 2 des Außenringes 1 eingreifen, am Fahrgestell (nicht gezeigt) befestigt ist.
Zwischen dem Außenring 1 und dem Innenring 3 des Wälzlagers laufen die Wälzkörper 4, welche in zwei Reihen angeordnet sind. Im vorliegenden Fall sind die Wälzkörper 4 als Kugeln ausgebildet. Der Innenring 3 weist auf seiner in der Zeichnung linken Seite einen radial nach außen gerichteten Befestigungsflansch 5 auf. Auf der vom Wälzlager wegweisenden Seite des Befestigungsflansches 5 ist die Radfelge 6 auf dem Innenring 3 aufgesetzt und durch am Umfang angeordnete, durch den Befestigungsflansch 5 hindurchgeführte und mit einem Gewinde versehene Befestigungsbolzen 7 am Befestigungsflansch 5 befestigt.
Im Innern des Innenringes 3 ist ein an sich bekanntes Gleichlaufgelenk 8 angeordnet, welches mit der mit Keilnutverzahnung versehenen Antriebsachse 9 in kraftschlüssiger Verbindung steht.
Wie besonders deutlich in Fig. 2 zu sehen, ist zwischen der dem Befestigungsflansch 5 zugekehrten Seite des Außenringes 1 und dem Befestigungsflansch 5 eine ringförmige Kappe 10 angeordnet, welche im vorliegenden Fall aus einem Bandwerkstoff, z. B. Stahlblech, durch spanloses Stanzen und Formpressen wirtschaftlich hergestellt ist. Die Kappe 10 besitzt einen Abschnitt 11, der sich zwischen dem Außenring 1 und dem Befestigungsflansch 5 in radialer Richtung nach außen erstreckt. Am radial inneren Ende dieses radialen Abschnittes 11 schließt sich ein axial zum Wälzlager gerichteter Zentrieransatz 12 an, der auf dem Innenring 3 durch Preßsitz, Kleben oder dgl. festgesetzt ist. Außerdem besitzt die Kappe 10 am radial äußeren Ende ihres radialen Abschnittes 11 axial eingedrückte Stützabschnitte 13, die sich an ihren freien Enden auf dem Befestigungsflansch 5 axial abstützen und durch Verstemmen auf dem Befestigungsflansch 5 befestigt sind.
Zwischen dem radialen Abschnitt 11 der Kappe 10 und dem Befestigungsflansch 5 ist ein ringförmiger Zwischenraum 14 gebildet, in dem sich ein Mittel zur Verhinderung des Wärmeübergangs vom Innenring 3 zum radialen Abschnitt 11 der Kappe 10 befindet, nämlich Luft, welche eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Der Zwischenraum 14 wird radial innen durch die Mantelfläche des Innenringes 3 begrenzt. Am radial äußeren Ende des Zwischenraumes 14 sind zwischen dem radialen Abschnitt 11 der Kappe 10 und dem Befestigungsflansch 5 des Innenringes 3 am Umfang verteilte radiale Öffnungen 15 gebildet, welche mit der Luft der Umgebung des Wälzlagers kommunizieren. Die radialen Öffnungen 15 werden jeweils durch zwei benachbarte Stützabschnitte 13 der Kappe 10 in Umfangsrichtung begrenzt.
Zwischen dem Zentrieransatz 12 der Kappe 10 und dem Innen­ ring 3 ist durch eine Ringnut in der Mantelfläche des Innenringes 3 der Zwischenraum 16 gebildet, in welchem ein Mittel, z.B. ein Gummiring, eingebracht ist, welches sowohl den Wärmeübergang vom Innenring 3 zum Zentrieransatz 12 der Kappe 10 infolge seiner geringen Wärmeleitfähigkeit hindert als auch Dichtungseigenschaften besitzt. Dadurch wird verhindert, daß das zur Schmierung der Wälzkörper 4 benötigte Schmiermittel, also Schmierfett oder dgl., zwischen dem Innenring 3 und dem Zentrieransatz 12 hindurch in den Zwischenraum 4 abwandert.
Auf dem Außenring 1 ist ein Dichtungsring 17 aufgesetzt, dessen elastische Dichtlippe 18 auf dem radialen Abschnitt 11 der Kappe 10 gleitet. Eine Schutzhülse 19 ist radial außen auf den Dichtungsring 17 axial aufgeschoben, deren freies Ende einen engen Dichtspalt mit dem radialen Abschnitt 11 der Kappe 10 bildet. Im übrigen wird der Dichtungsring 17 durch die Schutzhülse 19 radial nach innen gedrückt und auf der Mantelfläche des Außenringes 1 festgehalten.
Eine in den Zwischenraum 14 mündende Öffnung 20 ist durch den Befestigungsflansch 5 des Innenringes 3 axial hindurchgeführt. Im vorliegenden Fall ist die Öffnung 20 durch eine zentrische Längsbohrung in einem bzw. mehreren Befestigungsbolzen 7 im Befestigungsflansch 5 gegeben. Die Öffnung 20 schafft eine kommunizierende Verbindung zwischen der kühlen Luft der Umgebung des Wälzlagers vor dem Rad und der Luft im Zwischenraum 14.
Beim Umlauf des mit der Radfelge 6 verbundenen Innenringes 3 wird die Luft im Zwischenraum 14 zwischen der Kappe 10 und dem Befestigungsflansch 5 in Umlaufbewegung versetzt. Dabei wirken die radialen Öffnungen 15 wie ein Schleudergebläse und fördern die im Zwischenraum 14 durch, den warmen Befestigungsflansch 5 aufgeheizte Luft radial nach außen. Gleichzeitig entsteht im radial inneren Teil des Zwischenraumes 14 eine Sogwirkung. Dadurch wird kühle Umgebungsluft durch die Öffnungen 20 hindurch in den Zwischenraum 14 angesaugt. Der radiale Abschnitt 11 der Kappe 10 wird also durch einen Luftstrom im Zwischenraum 14 besonders dann wirkungsvoll gekühlt, wenn der Innenring 3 bei hoher Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges schnell rotiert und durch entsprechende Laufreibung der Scheibenbremse (nicht gezeigt) der Wälzkörper 4 und/oder des Gleichlaufgelenkes 8 stark erwärmt wird.
In Fig. 3 ist ein abgeändertes Wälzlager einer Radlagerung dargestellt, welches ähnlich wie das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Wälzlager gebaut ist. Dieses besteht also wiederum aus einem mit einem radial nach außen gerichteten Befestigungsflansch 5 versehenen Innenring 3, einem Außenring 1 und dazwischen in zwei Reihen umlaufenden Wälzkörpern 4. Auf dem Außenring ist auch ein Dichtungsring 17 mit einer Schutzhülse 19 aufgesetzt. Die Schutzhülse 19 bildet an ihrem axial vorstehenden freien Ende mit dem Befestigungsflansch 5 einen engen Dichtspalt.
Der Dichtungsring 17 weist zusätzlich zur Dichtlippe 18 eine weitere Dichtlippe 21 auf. Die Dichtlippen 18 und 21 des Dichtungsringes 19 gleiten auf dem radialen Abschnitt 11 bzw. auf dem Zentrieransatz 22 der Kappe 23. Der radiale Abschnitt 11 der Kappe 23, welcher durch die axial gegenüberstehenden Stirnflächen der Befestigungsbolzen 24 im Befestigungsflansch 5 gestützt und axial festgehalten wird, ist an seinem radial äußeren Ende frei.
Der Zentrieransatz 22 ist durch Verstemmen seines freien Endes auf dem Innenring gegenüber Abziehen vom Innenring 3 gesichert.
Durch die am Umfang verteilten Befestigungsbolzen 24 werden zwischen dem radialen Abschnitt 11 der Kappe 23 und dem Befestigungsflansch 5 am Umfang angeordnete Zwischenräume 25 mit radialer Öffnung 26 gebildet. In jeden Zwischenraum 25 mündet eine durch den Innenring 3 im wesentlichen radial hindurchgeführte, zusätzliche Öffnung 27, welche im radial inneren Teil des Zwischenraumes 25 einmündet und mit der Umgebung des Wälzlagers kommuniziert.
Im Betrieb ist eine gute Kühlung des radialen Abschnittes 11 und des Zentrieransatzes 22 der Kappe 23 durch die kühlende Luft der Umgebung des Wälzlagers gegeben, welche durch die Öffnungen 27 zu den Zwischenräumen 25 und die anschließenden Öffnungen 26 des rotierenden Innenringes 3 radial nach außen geschleudert wird. Infolgedessen gleiten die temperaturempfindlichen Dichtlippen 18, 21 des Dichtungsringes 17 auf relativ kühlen Flächen des radialen Abschnittes 11 bzw. des Zentrieransatzes 22 der Kappe 23.

Claims (2)

1. Wälzlager für Radlagerungen bestehend aus einem einen radial nach außen gerichteten, mit dem Innenring einstückig verbundenen Befestigungsflansch zum Befestigen des Rades aufweisenden Innenring, einem Außenring und dazwischen umlaufenden Wälzkörpern, aus einer auf dem Innenring befestigten Kappe mit einem zwischen Außenring und Befestigungsflansch radial sich erstreckenden Abschnitt und aus einem am Außenring befestigten, auf dem radialen Abschnitt der Kappe gleitenden Dichtungsring, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem radialen Abschnitt (11) der Kappe (10, 23) und dem Befestigungsflansch (5) des Innenringes (3) ein oder mehrere Zwischenräume (14, 25) mit wenigstens einer an ihren radial äußeren Enden angeordneten, mit der Umgebung des Wälzlagers kommunizierenden Öffnung (15, 26) und sowohl in den Zwischenräumen (14, 25) als auch in der Öffnung (15, 26) Luft vorgesehen ist, wobei durch den Innenring (3) hindurchgeführte, mit der Umgebung des Wälzlagers kommunizierende zusätzliche Öffnungen (20, 27) angebracht sind, die im radial inneren Teil des bzw. der Zwischenräume (14, 25) einmünden.
2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (10, 23) an ihrem radial inneren Ende einen Zentrieransatz (12, 22) aufweist, wobei zwischen dem Zentrieransatz (12, 22) und dem Innenring (3) ein Werkstoff (16) geringer Wärmeleitfähigkeit mit Dichtungseigenschaften eingebracht ist.
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