WO2016086928A1 - Dichtungsanordnung eines radlagers - Google Patents

Dichtungsanordnung eines radlagers Download PDF

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Andreas Kaiser
Frank Eichelmann
Roland Langer
Jonas Lang
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors

Definitions

  • the invention relates to a seal arrangement of a wheel bearing
  • Wheel bearings of vehicles require to achieve a long service life seals both sides of the filled with the lubricant and rolling elements containing interior. These are u.a. Centrifugal plates are used, which form a sealing labyrinth with sealing lips.
  • the object of the present invention is to provide a sealing arrangement which seals securely over the service life and has an increased service life.
  • this object is achieved by a sealing arrangement of a wheel bearing with a first bearing part and a second integrally connected to a Radlagerflansch bearing part, between which rolling elements are guided, wherein the seal assembly comprises:
  • a carrier element which is connected to the first bearing part and wherein an elastic element is provided on the carrier element, wherein the elastic element has at least one sealing lip, and
  • a cavity is formed, which is bounded by the support member and / or the elastic member, and
  • a cavity pressure exists, wherein at least one sealing lip radially spaced-apart sealing ribs and wherein the respective sealing ribs each extend in the circumferential direction.
  • the seal assembly according to the invention has at least one sealing lip, which has radially spaced sealing ribs.
  • the sealing ribs extend in the circumferential direction of the sealing lip.
  • a radially outermost sealing rib can be formed by means of the sealing lip end.
  • the sealing ribs are arranged on the side facing the second bearing part side of the sealing lip and are supported by grinding on a contact surface.
  • the contact surface can be provided directly or indirectly on the second bearing part. According to this embodiment, it is possible, in contrast to the prior art, that the sealing lip is not directly in contact with the contact surface, but contacted via the sealing ribs, the contact surface. This has the advantage that a contact surface between the contact surface and sealing lip is reduced. Because the Sealing lip is not applied directly, the contact surface on the sealing lip over the service life due to wear, friction, etc. is not directly increased on this. As a result, deformations on the sealing lip can be reduced, which would influence the sealing effect, for example.
  • the sealing ribs come into contact with changes in the cavity pressure with a contact surface of the second bearing part.
  • the radially outermost sealing rib is permanently in contact with this contact surface.
  • a change in the cavity pressure is caused by various states of the wheel bearing. Thus, it may occur during operation of the wheel bearing by friction contacts to increase a prevailing temperature in the wheel bearing. Likewise, it may come to increase the temperature by an incipient braking. Here, a radiant heat of the wheel bearing associated brake disc leads to increase the temperature. At standstill of the vehicle, it comes to lowering the temperature, which in turn leads to a change in the cavity pressure. These changes in the cavity pressure causes the sealing lip is sucked.
  • the sealing lip does not come into direct contact with the contact surface but rather the sealing ribs, whereby the contact area between the seal and the contact surface remains small.
  • this prevents lifting of the sealing lip, which is caused by wear.
  • the contact surface is designed as a centrifugal designed as a pre-seal, that is supported on an axially and radially aligned contour of the second bearing part.
  • the sealing ribs each have at least one interruption in the circumferential direction.
  • the interruptions of the individual sealing ribs are arranged radially next to one another and in series.
  • the radially outermost sealing rib knows no interruption.
  • the sealing lip and the sealing ribs are formed integrally with each other.
  • the sealing lips are made of an elastic element, for example an elastomer. Based on the one-piece design of the sealing lip and sealing rib / s, these can be produced in one production step, whereby a simple and cost-effective production is made possible.
  • FIG. 1 is a partial longitudinal section of a seal assembly according to the invention of a wheel bearing
  • Fig. 2 is a plan view of the seal assembly according to a first embodiment
  • Fig. 3 is a plan view of the seal assembly according to a second embodiment.
  • FIG. 1 shows a partial longitudinal section of a sealing arrangement 1 according to the invention of a wheel bearing 2 with a first bearing part 3, which is designed as an outer ring 4, and in the installed state with a wheel carrier (not shown) connected is. Furthermore, a second bearing part 5 is provided, which forms the inner ring 6. The second bearing part 5 has an integrally connected wheel bearing flange 7. Between the first bearing part 3 and the second bearing part 5, not shown rolling elements are guided.
  • the sealing arrangement 1 of the wheel bearing 2 comprises a centrifugal plate 8 designed as a pre-seal, which is preferably made of a metallic material.
  • the centrifugal plate 8 is supported by means of a line contact on the one hand via a support zone 9 on a radially oriented contour, the Radlager- flange 7 and on a largely cylindrical contour 10 of the hub of the second bearing part 5.
  • a carrier element 1 1 is provided, which is fixed on the outer circumference of the first bearing part 3.
  • an elastic element 12 is provided, which has a sealing lip 13 in this embodiment shown.
  • sealing lip 13 has radially spaced-apart sealing ribs 14, 15, 16, 17, which are formed integrally with the sealing lip 13.
  • the sealing ribs 14, 15, 16, 17 are arranged on the side facing the spinner 8 side of the sealing lip and are partially in sliding contact with the spinner 8. In the circumferential direction, the respective sealing ribs 14, 15, 16 more interruptions
  • a cavity 19 is formed between the first bearing part 3 and the second bearing part 5, which is bounded by means of the carrier element 1 1 and / or the elastic element 12. In the cavity 19, a cavity pressure exists.
  • the sealing lip 13 As soon as a change in the cavity pressure occurs in the cavity 19, the sealing lip 13 is caused to be sucked against the centrifugal plate 8. However, it is not the sealing lip 13 directly into contact with the spinner 8. Instead, there is a direct contact of the sealing ribs 14, 15, 16, 17 with the spinner. Depending on the cavity pressure, all or only individual sealing ribs 14, 15, 16, 17 are in contact with the spin plate 8. By means of the interruptions 18 we enable the cavity pressure to be present up to the sealing rib 17 or the sealing lip 13 does not lift off the centrifugal plate 8 or .
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the sealing arrangement according to the invention.
  • Matching components are provided with the same reference numerals as in the preceding Figure 1. The following description is therefore limited as far as possible to the distinguishing features.
  • FIG. 3 like FIG. 2, shows a top view of the sealing arrangement.
  • the sealing lip 3 also in this embodiment, a plurality of sealing ribs 14, 15, 16, 17 in the radial direction.
  • the sealing ribs 14, 15, 16, 17 run in the circumferential direction, ie they have no interruptions.
  • Reference numeral list seal arrangement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Dichtungsanordnung eines Radlagers (2) mit einem ersten Lagerteil (3) und einem zweiten einstückig mit einem Radlagerflansch (7) verbundenen Lagerteil (5), zwischen denen Wälzkörper geführt sind, wobei die Dichtungsanordnung (1) folgendes umfasst: - ein Trägerelement (11), welches mit dem ersten Lagerteil (3) verbunden ist und wobei an dem Trägerelement (11) ein elastisches Element (12) vorgesehen ist, wobei das elastische Element (12) mindestens eine Dichtlippe (13) aufweist, - dass zwischen dem ersten Lagerteil (3) und dem zweiten Lagerteil (5) ein Hohlraum (19) ausgebildet ist, welcher mittels des Trägerelementes (11) und/oder des elastischen Elementes (12) begrenzt ist, und - dass in dem Hohlraum (19) ein Hohlraumdruck existiert, wobei mindestens eine Dichtlippe (13) radial voneinander beabstandete Dichtrippen (14, 15, 16, 17) aufweist und wobei die jeweiligen Dichtrippen (14, 15, 16, 17) jeweils in Umfangsrichtung verlaufen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Dichtungsanordnung eines Radlagers
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung eines Radlagers
Hintergrund der Erfindung
Radlager von Fahrzeugen benötigen zur Erzielung einer hohen Lebensdauer beidseitige Abdichtungen des mit dem Schmiermittel befüllten und Wälzkörper enthaltenden Innenraumes. Dazu werden u.a. Schleuderbleche eingesetzt, die mit Dichtlippen ein Dichtlabyrinth bilden.
Aus der DE 10 2010 034 385 A1 ist eine Lagerdichtung für Radlager bekannt, bei der ein Schleuderblech an einem Rad lagerflansch fixiert ist, welcher 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.
In der DE 10 2009 052 31 1 A1 ist ein Radlager mit einer Dichtungsanordnung beschrieben, das flanschseitig einen Schleuderring zur Abdichtung des Wälzlagers einschließt. Im Einbauzustand sind axiale Dichtlippen über schleifende Dichtkontakte an dem Schleuderblech abgestützt. Die Dichtlippen sind einem Träger zugeordnet, der an einem Außenring befestigt ist. Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtungsanordnung zur Ver- fügung zu stellen, welche über die Gebrauchsdauer sicher abdichtet und eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Dichtungsanordnung eines Radlagers mit einem ersten Lagerteil und einem zweiten einstückig mit einem Radlagerflansch verbundenen Lagerteil, zwischen denen Wälzkörper geführt sind, wobei die Dichtungsanordnung folgendes umfasst:
- ein Trägerelement, welches mit dem ersten Lagerteil verbunden ist und wobei an dem Trägerelement ein elastisches Element vorgesehen ist, wobei das elastische Element mindestens eine Dichtlippe aufweist, und
- dass zwischen dem ersten Lagerteil und dem zweiten Lagerteil eine Hohlraum ausgebildet ist, welcher mittels des Trägerelementes und/ oder des elastischen Teils begrenzt ist, und
- dass in dem Hohlraum ein Hohlraumdruck existiert, wobei mindestens eine Dichtlippe radial voneinander beabstandete Dichtrippen aufweist und wobei die jeweiligen Dichtrippen jeweils in Umfangsrichtung verlaufen.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung weist mindestens eine Dichtlippe auf, welche radial voneinander beabstandete Dichtrippen hat. Die Dichtrippen verlaufen dabei in Umfangsrichtung der Dichtlippe. Eine radial äußerste Dicht- rippe kann mittels des Dichtlippenendes ausgebildet sein. Die Dichtrippen sind dabei auf der dem zweiten Lagerteil zugewandten Seite der Dichtlippe angeordnet und sind an einer Anlagefläche schleifend abgestützt. Die Anlagefläche kann direkt oder indirekt an dem zweiten Lagerteil vorgesehen sein. Gemäß dieser Ausbildung ist es, im Gegensatz zum Stand der Technik, möglich, dass die Dichtlippe nicht direkt in Kontakt mit der Anlagefläche ist, sondern über die Dichtrippen die Anlagefläche kontaktiert. Dies hat den Vorteil, dass eine Kontaktfläche zwischen der Anlagefläche und Dichtlippe reduziert wird. Da die Dichtlippe nicht direkt anliegt, wird die Kontaktfläche an der Dichtlippe über die Gebrauchsdauer durch Verschleiß, Reibung etc. an dieser nicht direkt vergrößert. Dadurch können Deformationen an der Dichtlippe vermindert werden, welche beispielsweise die Dichtwirkung beeinflussen würden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kommen die Dichtrippen bei Änderungen des Hohlraumdrucks in Anlage mit einer Anlagefläche des zweiten Lagerteils. Vorzugsweise ist die radial äußerste Dichtrippe dauerhaft in Anlage mit dieser Anlagefläche. Eine Änderung des Hohlraumdrucks wird durch verschiedene Zustände des Radlagers verursacht. So kann es bei Betrieb des Radlagers durch Reibkontakte zur Erhöhung einer vorherrschenden Temperatur im Radlager kommen. Ebenso kann es zur Erhöhung der Temperatur durch einen einsetzenden Bremsvorgang kommen. Hier führt eine Abstrahlwärme der dem Radlager zugeordneten Bremsscheibe zur Erhöhung der Temperatur. Bei Stillstand des Fahrzeuges kommt es zur Absenkung der Temperatur, welches wiederum zu einer Änderung des Hohlraumdrucks führt. Diese Änderungen des Hohlraumdrucks bewirkt, dass die Dichtlippe angesaugt wird. Mittels der Dichtrippen kommt jedoch nicht direkt die Dichtlippe in Anlage mit der Anlagefläche, sondern die Dichtrippen, wodurch weiterhin die Kontaktfläche zwischen Dich- tung und Anlagefläche klein bleibt. Vorteilhafterweise verhindert dies ein Abheben der Dichtlippe, welches durch Verschleiß verursacht wird. Gleichzeitig wird eine gleichbleibende Dichtwirkung sicherstellt, zur Erzielung einer verbesserten Lebensdauer der Dichtungsanordnung und somit des Radlagers. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Anlagefläche als ein als Vordichtung ausgeführtes Schleuderblech ausgebildet, dass an einer axial und radial ausgerichteten Kontur des zweiten Lagerteils abgestützt ist.
Bevorzugterweise weisen die Dichtrippen jeweils in Umfangsrichtung mindes- tens eine Unterbrechung auf. Vorzugsweise sind die Unterbrechungen der einzelnen Dichtrippen radial nebeneinander und in Reihe angeordnet. Zudem weißt die radial äußerste Dichtrippe keine Unterbrechung auf. Durch eine derar- tige Ausbildung wird ermöglicht, dass bei Änderung des Hohlraumdrucks, alle Dichtrippen zur Anlage an das Schleuderblech kommen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Dichtlippe und die Dicht- rippen einstückig miteinander ausgebildet. Vorteilhafterweise sind die Dichtlippen aus einem elastischen Element, beispielsweise einem Elastomer, gefertigt. Anhand der einstückigen Ausbildung von Dichtlippe und Dichtrippe/n können diese in einem Fertigungsschritt hergestellt werden, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von drei Figu- ren dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung eines Radlagers, Fig. 2 eine Draufsicht der Dichtungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 3 eine Draufsicht der Dichtungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt einen Teillängsschnitt einer erfindungsgemäßen Dichtungsanord- nung 1 eines Radlagers 2 mit einem ersten Lagerteil 3, welches als Außenring 4 ausgebildet ist, und im Einbauzustand mit einem nicht dargestellten Radträger verbunden ist. Ferner ist ein zweites Lagerteil 5 vorgesehen, welches den Innenring 6 ausbildet. Das zweite Lagerteil 5 weist einen einstückig verbundenen Rad lagerflansch 7 auf. Zwischen dem ersten Lagerteil 3 und dem zweiten Lagerteil 5 sind nicht dargestellte Wälzkörper geführt.
Die Dichtungsanordnung 1 des Radlagers 2 umfasst ein als Vordichtung ausgeführtes Schleuderblech 8, welches bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist. Das Schleuderblech 8 ist mittels einer Linienberührung einerseits über eine Abstützzone 9 an einer radial ausgerichteten Kontur, dem Radlager- flansch 7 sowie an einer weitestgehend zylindrischen Kontur 10 der Nabe des zweiten Lagerteils 5 abgestützt.
Des Weiteren ist ein Trägerelement 1 1 vorgesehen, welches am Außenumfang des ersten Lagerteils 3 fixiert ist. An dem Trägerelement ist ein elastisches Element 12 vorgesehen, welches in dieser gezeigten Ausführungsform eine Dichtlippe 13 aufweist. Alternativ ist es auch möglich mehrere radiale und/ oder axiale Dichtlippen vorzusehen.
Weiterhin ist aus Figur 1 ersichtlich, dass die Dichtlippe 13 radial voneinander beabstandete Dichtrippen 14, 15, 16, 17 aufweist, welche einstückig mit der Dichtlippe 13 ausgebildet sind.
Wie zusätzlich aus Figur 2 zu erkennen ist, verlaufen die Dichtrippen 14, 15, 16,
17 in Umfangsrichtung der Dichtlippe 13. Die Dichtrippen 14, 15, 16, 17 sind auf der dem Schleuderblech 8 zugewandten Seite der Dichtlippe angeordnet und sind teilweise in schleifendem Kontakt mit dem Schleuderblech 8. In Umfangsrichtung weisen die jeweiligen Dichtrippen 14, 15, 16 mehrere Unterbrechungen
18 auf. Die Unterbrechungen 18 der jeweiligen Dichtrippen 14, 15, 16, sind dabei radial nebeneinander und in Reihe angeordnet. Die Dichtrippe 17 ist ohne Unterbrechungen 18 versehen und verläuft somit in Umfangsrichtung durchgehend. Weiterhin ist zwischen dem ersten Lagerteil 3 und dem zweiten Lagerteil 5 ein Hohlraum 19 ausgebildet, welcher mittels des Trägerelementes 1 1 und/ oder des elastischen Elementes 12 begrenzt ist. In dem Hohlraum 19 existiert ein Hohlraumdruck.
Sobald es in dem Hohlraum 19 zu einer Änderung des Hohlraumdrucks kommt, wird bewirkt, dass die Dichtlippe 13 an das Schleuderblech 8 angesaugt wird. Es kommt jedoch nicht die Dichtlippe 13 direkt in Anlage mit dem Schleuderblech 8. Sondern es erfolgt ein direkter Kontakt der Dichtrippen 14, 15, 16, 17 mit dem Schleuderblech. Je nach Hohlraumdruck sind alle oder nur einzelne Dichtrippen 14, 15, 16, 17 in Kontakt mit dem Schleuderblech 8. Mittels der Unterbrechungen 18 wir ermöglicht, dass der Hohlraumdruck bis zur Dichtrippe 17 ansteht bzw. die Dichtlippe 13 nicht von dem Schleuderblech 8 abhebt bzw. aufklafft.
Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung. Übereinstimmende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der vorangegangenen Figur 1 . Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich daher weitestgehend auf die Unterscheidungsmerkmale.
Die Figur 3 zeigt ebenso wie Figur 2 eine Draufsicht der Dichtungsanordnung. Wie zu erkennen ist, weist die Dichtlippe 3 auch in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Dichtrippen 14, 15, 16, 17 in radialer Richtung auf. Die Dichtrippen 14, 15, 16, 17 verlaufen in Umfangsrichtung durchgehen, d.h. diese weisen keine Unterbrechungen auf. Bezugszeichenliste Dichtungsanordnung
Radlager
erstes Lagerteil
Außenring
zweites Lagerteil
Innenring
Radlagerflansch
Schleuderblech
Abstützzone
zylindrische Kontur
Trägerelement
elastisches Element
Dichtlippe
Dichtrippe
Dichtrippe
Dichtrippe
Dichtrippe
Unterbrechung
Hohlraum

Claims

Patentansprüche
Dichtungsanordnung eines Radlagers (2) mit einem ersten Lagerteil (3) und einem zweiten einstückig mit einem Radlagerflansch (7) verbundenen Lagerteil (5), zwischen denen Wälzkörper geführt sind, wobei die Dichtungsanordnung (1 ) folgendes umfasst:
- ein Trägerelement (1 1 ), welches mit dem ersten Lagerteil (3) verbunden ist und wobei an dem Trägerelement (1 1 ) ein elastisches Element (12) vorgesehen ist, wo- bei das elastische Element (12) mindestens eine Dichtlippe (13) aufweist,
- dass zwischen dem ersten Lagerteil (3) und dem zweiten Lagerteil (5) ein Hohlraum (19) ausgebildet ist, welcher mittels des Trägerelementes (1 1 ) und/ oder des elastischen Elementes (12) begrenzt ist, und
- dass in dem Hohlraum (19) ein Hohlraumdruck existiert, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Dichtlippe (13) radial voneinander beabstandete Dichtrippen
(14, 15, 16, 17) aufweist und wobei die jeweiligen Dichtrippen (14, 15, 16, 17) jeweils in Umfangsrichtung verlaufen.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 , wobei die Dichtrippen (14, 15, 16) bei Änderungen des Hohlraumdrucks in Anlage mit einer Anlagefläche des zweiten Lagerteils (5) kommen.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die Anlagefläche als ein als Vordichtung ausgeführtes Schleuderblech (8) ausgebildet ist, dass an einer axial und radial ausgerichteten Kontur des zweiten Lagerteils (5) abgestützt ist.
4. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtrippen (14, 15, 16) jeweils in Umfangsrichtung mindestens eine Unterbrechung (18) aufweisen.
5. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtlippe (13) und die Dichtrippen (14, 15, 16, 17) einstückig miteinander ausgebildet sind.
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