Dichtungsanordnung für Radlager mit vorgespanntem Schleuderblech
Die Erfindung betrifft eine Lagerdichtung eines als Radlager ausgeführten Wälzlagers zwischen einem ersten drehstarren Lagerteil und einem zweiten einstückig mit einem Radlagerflansch verbundenen Lagerteil, zwischen denen Wälzkörper geführt sind, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 . Radlager von Fahrzeugen benötigen zur Erzielung einer hohen Lebensdauer beidseitige Abdichtungen des mit Schmiermittel befüllten und Wälzkörper enthaltenden Innenraumes. Dazu werden Schleuderbleche eingesetzt, die mit Dichtlippen ein Dichtlabyrinth bilden. Aus der DE 10 2009 052 31 1 A1 ist ein Radlager bekannt, das flanschseitig einen Schleuderring zur Abdichtung des Wälzlagers einschließt, der axiale Flächen für den schleifenden Dichtkontakt mit zwei axialen Dichtlippen aufweist. Über einen hohlzylindrischen Befestigungsbereich ist das Schleuderblech an dem Radflansch befestigt. Die JP 2003-56577 A offenbart eine Ab- dichtung für ein Radlager, bei welchem der Außenring, als erstes Lagerteil, gegenüber dem Radflansch, als zweites Lagerteil, abgedichtet ist. Die Radlagerdichtung schließt ein Schleuderblech ein, welches sowohl axial als auch radial an der Radnabe beziehungsweise dem Radflansch anliegt. Im Einbauzustand sind axiale Dichtlippen über schleifende Dichtkontakte an dem Schleu- derblech abgestützt. Die Dichtlippen sind einem Träger zugeordnet, der an einer radialen Innenseite des Außenrings befestigt ist. In der DE 10 2010 034 385 A1 ist eine Lagerdichtung für Radlager gezeigt, bei der ein Schleuderblech an einem Radlagerflansch fixiert ist, der einstückig mit einem rotierenden Lagerring des Radlagers verbunden ist. An dem Schleuderblech sind Dichtlippen einer Dichtungsanordnung abgestützt, die mit dem weiteren drehstarren Lagerring gekoppelt ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schleuderblech zu schaffen, das
kostengünstig herstellbar ist und für das eine exakte Einbaulage vorgesehen ist zur Erzielung einer verbesserten Dichtfunktion und Lebensdauer.
Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die auf den Anspruch 1 rückbezogenen, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Lagerdichtung für ein Radlager gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine einteilig als Schleuderblech bzw. Schleuderscheibe aufgebaute Vordich- tung, die vorgespannt und damit dauerfest lagepositioniert eingebaut ist. Der Aufbau sieht vor, dass das Schleuderblech einerseits linien- oder flächenberührt über eine Abstützzone an dem radial ausgerichteten Radlagerflansch anliegt. Andererseits ist ein innerer, biegeelastischer Befestigungsabschnitt des Schleuderblechs auf der axial ausgerichteten, zylindrischen Kontur der Nabe des zweiten Lagerteils aufgepresst und in einer Endlage vorgespannt und kraft- und/oder formschlüssig gesichert. Gemäß dem erfindungsgemäßen konstruktiven Konzept ist das Schleuderblech axial und folglich stirnseitig an dem radial ausgerichteten Radlagerflansch vorgespannt abgestützt. Vorteilhaft stellt sich dadurch eine wirksame dauerfeste Einbaulage ein, die gleichzeitig eine gleichbleibende Dichtwirkung sicherstellt, zur Erzielung einer verbesserten Lebensdauer des Radlagers.
Die vorgespannte und gesicherte erfindungsgemäße Einbaulage des Schleuderblechs gleicht vorteilhaft weiterhin Bewegungen aus, die sich im Betriebs- zustand zwischen der Nabe und dem Radlagerflansch aufgrund umlaufender Biegebelastung oder auch durch thermisch wechselnde Bedingungen einstellen. Die Erfindung vermeidet erfolgreich beispielsweise ein Lockern des Presssitzes und folglich ein Abheben oder einen Versatz des Schleuderblechs und kompensiert außerdem fertigungsbedingte Toleranzen der zusammengefügten bzw. der miteinander zusammenwirkenden Bauteile. Die durch die Erfindung sich einstellende exakte, engtolerierbare Position bzw. Einbaulage des Schleuderblechs wirkt sich weiterhin vorteilhaft auf die an dem Schleuderblech unmittelbar abgestützten elastischen Dichtlippen der Dichtungsgarnitur aus.
Somit kann für die Dichtung und deren Dichtlippen eine definierte Einbaulage bestimmt werden, um ein Optimum hinsichtlich guter Dichtwirkung und geringem Verschleiß und folglich hoher Lebensdauer zu erreichen. Durch die Erfindung kann eine Radlagerdichtung realisiert werden, die das Radlager wirksam vor einem Eindringen von Fremdkörpern aus der Umgebung schützt sowie das Heraustreten von Schmierstoffen aus dem Radlager verhindert.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das tellerfederar- tig vorgespannte Schleuderblech im Bereich des Befestigungsabschnitts eine für ein Montage- oder Einbauwerkzeug bestimmte Einpressfläche aufweist. Vorzugsweise ist die umlaufend oder partiell im biegeelastischen Befestigungsabschnitt eingebrachte Einpressfläche als eine Sicke, Kröpfung oder Stufe ausgeführt. Über die Einpressfläche kann das Schleuderblech beispielsweise zur automatisierten Montage von einem Montagewerkzeug aufgenom- men und auf die Nabe des zweiten Lagerteils aufgepresst werden, bis eine gesicherte Lageposition erreicht ist, in der beispielsweise das Schleuderblech formschlüssig an der Nabe des zweiten Lagerteils verschnappt.
Gemäß einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung verrastet oder verschnappt das Schleuderblech zur axialen Sicherung formschlüssig in einer radialen Vertiefung oder einer Stufe, insbesondere in einer umlaufenden Ringnut der zylindrischen Kontur der Nabe des zweiten Lagerteils. Alternativ dazu bietet es sich an, das Schleuderblech an einem die Nabe bzw. das zweite Lagerteil umschließenden Ringelement axial zu fixieren. Weiterhin kann erfin- dungsgemäß das Schleuderblech an Riefen oder an einer erhöhten Rauigkeit der Oberfläche der zylindrischen Kontur der Nabe des zweiten Lagerteils ver- rasten oder mit Hilfe der Federwirkung (Selbsthemmung) verklemmen. Durch die radiale Vorspannung in Verbindung mit der Oberflächenrauheit ist somit ebenfalls eine sichere Lageposition des Schleuderblechs erreichbar. Als Maß- nähme, um die Montage, das axiale Aufpressen zu vereinfachen, schließt die Erfindung umfangsseitige Schlitze ein, die im Bereich einer Randzone einer zentralen Öffnung des Schleuderblechs eingebracht sind.
Ferner ist das Schleuderblech erfindungsgemäß so gestaltet, dass dieses im Einbauzustand zwischen der Abstützzone an dem Radlagerflansch und der inneren Verrastung gegenüber dem zweiten Lagerteil beabstandet verläuft. Der sich dabei bildende elastische Verbindungsabschnitt des Schleuderblechs be- grenzt einen Hohlraum. Zur Abdichtung eines sich einstellenden Ringspalts zwischen dem Schleuderblech und dem zweiten Lagerteil kann erfindungsgemäß eine Dichtmasse in den Hohlraum, insbesondere lokal zwischen dem Radlagerflansch und dem Schleuderblech eingebracht werden. Als alternative Abdichtung kann eine Dichtung oder Dichtring im Hohlraum zur Ringspaltabdich- tung eingesetzt werden. Als ergänzende Maßnahme zur dauerhaften Abdichtung des Ringspalts zwischen dem Schleuderblech und dem Radialflansch bietet es sich an, die Abstützzone des Schleuderblechs mit einer elastischen oder plastischen Dichtmasse zu beschichten oder mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere durch Vulkanisieren, eine Dichtlippe an der Abstütz- zone anzuordnen. Die Abdichtung bietet gleichzeitig einen wirksamen Schutz gegen eine Verdrehung des Schleuderblechs gegenüber dem zweiten Lagerteil.
Als Werkstoff für das erfindungsgemäße Schleuderblech eignet sich vorzugs- weise ein metallischer Werkstoff, insbesondere Edelstahl. Alternativ zu einem nichtrostenden Werkstoff kann beispielsweise ein Stahlblech eingesetzt werden, dessen Oberflächen behandelt oder beschichtet sind. Weiterhin kann ein aus Kunststoff bestehendes Schleuderblech eingesetzt werden. Weitere Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Figurenbeschreibungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt sind. Die dargestellten Ausführungsformen zeigen Beispiele, wie die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung ausgestaltet sein kann. Sie stellen keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar. Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Lagerdichtung für ein Radlager, die ein erfindungsgemäßes Schleuderblech umfasst;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleuderblechs; Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleuderblechs;
Fig. 4 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleuderblechs; Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleuderblechs;
Fig. 6 eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleuderblechs;
Fig. 7 eine siebente Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleuderblechs;
Fig. 8 eine achte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleuder- blechs;
Fig. 9 eine neunte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleuderblechs; Fig. 10 eine zehnte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleuderblechs.
In der Figur 1 ist ein Ausschnitt von einem Radlager 1 dargestellt, das für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) bestimmt ist. Detailliert ist der Aufbau einer Radlager- dichtung 2 gezeigt, die eine als Schleuderblech 3 ausgebildete Vordichtung sowie eine Dichtungsgarnitur 4 umfasst. Das Radlager 1 beinhaltet als erstes Lagerteil 5 einen äußeren ortsfest positionierten Lagerring, der im Einbauzustand mit einem Radträger (nicht gezeigt) verbunden ist. Wälzkörper 6 sind
außenseitig an dem Lagerteil 5 und innenseitig an einem zweiten Lagerteil 7, einem inneren Lagerring geführt, der einstückig mit einem radial ausgerichteten Radlagerflansch 8 verbunden ist. Das bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff hergestellte Schleuderblech 3 ist mittels einer Linienberührung einerseits über eine Abstützzone 10 an einer radial ausgerichteten Kontur, dem Radlagerflansch 8 sowie über einen inneren biegeelastischen Befestigungsabschnitt 1 1 an einer weitestgehend zylindrischen Kontur 12 der Nabe des zweiten Lagerteils 7 abgestützt. Zwischen die- sen Kontaktpunkten verläuft das Schleuderblech 3 zur Darstellung eines Hohlraumes 13 beabstandet zu einem Innenradius 9 des zweiten Lagerteils 7.
Eine definierte vorgespannte Einbaulage wird erreicht, indem das Schleuderblech 3 an einer im zweiten Lagerteil 7 eingebrachten Stufe 14 verrastet. Dazu wird das Schleuderblech 3 auf der zylindrischen Kontur 12 aufgepresst. Von der Abstützzone 10 ausgehend bildet das Schleuderblech 3 einen abgewinkelten Schenkel 15, an den sich endseitig ein radialer Bord 25 anschließt. Zur Realisierung eines Dichtlabyrinths 16 greift der Bord 25 des Schleuderblechs 3 unter Einhaltung eines Dichtspaltes 17 in eine axiale Aufnahme 18 der Dich- tungsgarnitur 4, die radial von einem Fortsatz 19 sowie einer Dichtlippe 20 begrenzt ist. Übereinstimmend ist der Fortsatz 19 sowie die Dichtlippe 20 aus einem elastischen Dichtwerkstoff 21 , beispielsweise einem Elastomer, geformt, der zumindest begrenzt eine Armierung 22 der Dichtungsgarnitur 4 überdeckt. Zur Fixierung der Armierung 22 und folglich der Dichtungsgarnitur 4 umschließt ein abgewinkelter Abschnitt 23 der Armierung 22 eine Außenkontur des ersten Lagerteils 5.
Eine zur Aufnahme von Verunreinigungen bestimmte, außenseitig offene Fangrille 24 des Schleuderblechs 3 wird axial von dem Bord 25 sowie dem Radlagerflansch 8 begrenzt. Der endseitig gekröpfte Fortsatz 19 überdeckt weitestgehend die Öffnung der Fangrille 24 des Schleuderblechs 3 und ist bis auf einen Ringspalt 26 an den Radlagerflansch 8 geführt. Die Dichtlippe 20 bildet eine der Fangrille 24 des Schleuderblechs 3 nachgeschaltete Sammelril-
le 27, die im Unterschied zu der im Betriebszustand rotierenden Fangrille 24 drehstarr ist. Eine in die Sammelrille 27 eintretende Flüssigkeit gelangt ungehindert, der Schwerkraft folgend in vertikaler Richtung an die tiefste untere Zone der Sammelrille 27 und anschließend an die Innenseite des Schleuder- blechs 3. Bei Stillstand des Fahrzeugs oder fliehkraftbedingt im Fahrzustand durch das rotierende Schleuderblech 3 wird die Flüssigkeit zum Austritt aus der Radlagerdichtung 2 über den Dichtspalt 17 radial nach außen gefördert. Die Dichtlippe 20 bildet die erste von insgesamt drei elastischen Dichtlippen einer Dichtlippenanordnung der Dichtungsgarnitur 4, die übereinstimmend aus dem Dichtwerkstoff 21 geformt sind. Die mittlere Dichtlippe 28 ist schleifend an dem Schleuderblech 3 abgestützt. Die weitere, nicht schleifende Dichtlippe 29 ist radial nach innen zum Schleuderblech 3 ausgerichtet. Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Radlagerdichtung 2, bei der durch das Schleuderblech 3 im Fahrbetrieb weitestgehend sowohl Wasser als auch Schmutzpartikel radi- al abgeleitet und so von dem Dichtspalt 17 des Dichtlabyrinths 16 ferngehalten werden.
Die Figuren 2 bis 10 veranschaulichen alternative Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Schleuderblechen 3a bis 3i für eine Radlagerdichtung 2, wobei für übereinstimmende Bauteile gleiche Bezugsziffern verwendet werden. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf gegenüber dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 abweichend ausgestaltete Schleuderbleche. Die Figur 2 zeigt das Schleuderblech 3a im eingebauten Zustand, das linienberührt über die Abstützzone 10 an dem Radlagerflansch 8 anliegt. Innenseitig ist das Schleuderblech 3a an der Stufe 14 der zylindrischen Kontur 12 des zweiten Lagerteils 7 verschnappt, wodurch das Schleuderblech 3a vorgespannt positioniert ist. Als Maßnahme zur Montagevereinfachung bietet es sich an, umfangsverteilt in den Befestigungsabschnitt 1 1 Schlitze (nicht gezeigt) einzubringen. Eine als Kröpfung ausgebildete Einpressfläche 30 am Schleuderblech 3a ist für einen Eingriff eines Montagewerkzeugs (nicht gezeigt) bestimmt. Nahe der Abstützzone 10 ist innerhalb des Hohlraums 13 eine Dichtmasse 31
eingebracht, zur Abdichtung von einem Ringspalt 32 zwischen dem Radlagerflansch 8 und dem Schleuderblech 3a.
In der Figur 3 ist das eingebaute Schleuderblech 3b dargestellt, das abwei- chend zu dem Schleuderblech 3a eine flächige Abstützzone 10 aufweist, wobei die Dichtmasse 31 im Bereich der Abstützzone 10 eingebracht ist. Die Figur 4 zeigt das Schleuderblech 3c, das im Unterschied zu Figur 2 an einem die zylindrische Kontur 12 des zweiten Lagerteils 7 umschließenden, separaten Ringelement 33 verrastet. Das Schleuderblech 3d gemäß Figur 5 ist über eine relativ große flächige Abstützzone 10 unmittelbar mit dem Radlagerflansch 8 verbunden. Der Abstützzone 10 innerhalb des Hohlraums 13 benachbart ist die Dichtmasse 31 zur Abdichtung des Ringspaltes 32 eingebracht. An die Abstützzone 10 des Schleuderblechs 3d schließt sich ein als Gerade ausgebildeter Befestigungsabschnitt 1 1 an, der endseitig an der Stufe 14 verrastet. Eine für das Montagewerkzeug bestimmte Einpressfläche 34 ist oberhalb der des Schleuderblechs 3d vorgesehen.
In den Figuren 6 bis 10 sind die Schleuderbleche 3e bis 3i gezeigt, die übereinstimmend linienberührt an dem Radlagerflansch 8 abgestützt sind. Zwischen der Abstützzone 10 und der Verrastung an der Stufe 14 weisen die Schleuderbleche 3e bis 3i im Bereich einer Biegezone jeweils eine Einpressfläche 35 auf. Gemäß den Figuren 6 bis 8 ist innerhalb des Hohlraums 13, der Einpressfläche 35 gegenüberliegend die Dichtmasse 31 zur Abdichtung des Ringspaltes 32 eingesetzt. Alternativ dazu zeigt die Figur 9 das Schleuderblech 3h, das im Bereich der Abstützzone 10 eine vorzugsweise aufvulkanisierte Dichtlippe 36 einschließt, um den Ringspalt 32 abzudichten.
Gemäß der Figur 10 ist in dem Hohlraum 13 zur Abdichtung des Ringspaltes 32 zwischen dem Radlagerflansch 8 und dem Schleuderblech 3i eine als Dicht- ring, insbesondere O-Ring ausgebildete Dichtung 37 vorgesehen. Das Schleuderblech 3f gemäß Figur 7 unterscheidet sich von allen übrigen Schleuderblechen durch einen im Winkel α steigend ausgerichteten Schenkel 15, anstelle eines rechtwinkelig verlaufenden Schenkels. Der schräg steigende Schenkel
15 begünstigt das Auslaufen von Flüssigkeit, falls die in die Radlagerdichtung 2 eingetreten ist. In der Figur 8 ist das Schleuderblech 3g dargestellt, in dessen zylindrische Kontur 12 der Nabe des zweiten Lagerteils 7 vorzugsweise umlaufende Riefen 38 eingebracht sind, die zur Verrastung des Schleuder- blechs 3g bestimmt sind. Eine Fixierung des Schleuderblechs 3g kann alternativ zu Riefen 38 mittels einer gezielten erhöhten Rauigkeit der zylindrischen Kontur 12 erfolgen.
Bezugszeichenliste
1 Radlager
2 Radlagerdichtung
3 Schleuderblech
3a-3i Schleuderblech
4 Dichtungsgarnitur
5 Lagerteil (erstes)
6 Wälzkörper
7 Lagerteil (zweites)
8 Radlagerflansch
9 Innenradius
10 Abstützzone
1 1 Befestigungsabschnitt
12 Kontur
13 Hohlraum
14 Stufe
15 Schenkel
16 Dichtlabyrinth
17 Dichtspalt
18 Aufnahme
19 Fortsatz
20 Dichtlippe
21 Dichtwerkstoff
22 Armierung
23 Abschnitt
24 Fangrille
25 Bord
26 Ringspalt
27 Sammelrille
28 Dichtlippe
29 Dichtlippe
30 Einpressfläche
Dichtmasse Rinspalt Ringelement Einpressfläche Einpressfläche Dichtlippe Dichtung Riefen