WO2019158151A1 - Radlageranordnung mit einer rotationsachse - Google Patents

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inner ring
ring
raceway
sealing
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Alexander HÄPP
Marco Krapf
Ringo Koepke
Andreas Becker
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a wheel bearing arrangement with a rotation axis
  • a wheel bearing of a motor vehicle preferably a driven axle.
  • Embodiment is shown in DE 10 2013 218 635 A1. Here is a
  • Sliding plate provided, which forms an effective sealing labyrinth in conjunction with sealing lips and a wheel flange. Between sling and wheel flange a sealant is preferably provided to prevent ingress of
  • the centrifugal plate avoid contamination through the gap between the centrifugal plate and inner ring.
  • the centrifugal plate forms a radially outwardly directed catching space to keep out impurities.
  • a disadvantage of the embodiment of the centrifugal plate shown there is the relatively complex shape. This is a cost-effective production in the way.
  • a wheel bearing assembly in which a C-shaped plate is formed into a sealing bearing for a sealing body.
  • the C-shaped plate is arranged axially between the wheel flange and the outer ring.
  • the structure is axially long and, moreover, there is no catching space for keeping contaminants away.
  • the sealing body is arranged radially on the outside of the outer ring, whereby the sealing effect is impaired or canceled in a deformation of the outer ring.
  • the invention relates to a wheel bearing arrangement with a rotation axis, comprising at least the following components:
  • a bearing seal assembly comprising a trained as a pre-seal race and a seal formed as a main seal body, wherein the raceway is supported on the inner ring and the sealing body on the
  • Outer ring is supported.
  • the wheel bearing assembly is mainly characterized in that the race is formed in cross section with a radial and axial extent with an open to the rolling elements C-shaped side,
  • raceway is arranged radially and axially spaced from the wheel flange, so that along the entire radial extent of the raceway a clearance between the wheel flange and the raceway is formed, wherein the free space forms a catching chamber.
  • the proposed wheel bearing arrangement is preferred as far as possible
  • Wheel bearing so without adjustments to the inner ring, on the outer ring and / or on the wheel flange, is replaceable.
  • the skimmer plate shown there is replaced by a raceway according to an embodiment of the present description.
  • the seal set shown there is replaced by a seal body according to the present description.
  • the wheel bearing arrangement proposed here is not limited to the application shown in DE 10 2013 218 635 A1, and can be used, for example, in a wheel bearing arrangement with a stationary shaft (inner ring side) and a peripheral receptacle (outer ring side).
  • the wheel flange is preferably formed integrally with the inner ring, but this is not necessary.
  • the wheel flange for tying, for example screwing, a vehicle wheel is set up.
  • the inner ring and the outer ring form a bearing interior in which
  • Rolling elements are arranged such rolling that a low-friction relative rotation of inner ring to outer ring is made possible. So it is created a rolling bearing, for example, a ball bearing or cylindrical roller bearings, preferably an axially biased angular contact ball bearings or tapered roller bearings.
  • the bearing seal assembly now comprises a sealing body, for example, as the above-mentioned sealing set, which prevent by at least one sealing lip leakage of lubricant and / or ingress of dirt particles and / or spray water.
  • the sealing lip is against a sealing body
  • sealing surface radially and / or axially biased and thus is in frictional contact against this sealing surface.
  • the sealing surface must therefore have a suitable surface roughness, roundness and (axial) flatness.
  • the sealing surface is therefore formed by the raceway.
  • such is one suitable sealing surface with the properties mentioned on a (preferably stepped part) surface of the inner ring formed.
  • the seal body thus forms the main seal.
  • the conventional drive shoe replacement ring now has a relatively simple shape by a C is formed.
  • This C-shaped race thus has a total of only two wall elements of the same axial orientation.
  • spin plate no (axial) contact with the wheel flange is provided in use, or provided in an integral embodiment of inner ring and wheel flange no (axial) contact with the radially extending portion of the Radflansches axially outside of the bearing interior.
  • the race is solely by means of its inner ring side
  • Wall element pushed onto the inner ring, preferably pressed, and thus forms alone already sufficient axial fixation and at the same time a static sealing seat with the inner ring.
  • the race is thus easy and cost-reduced, for example, in an easy-to-carry out deep-drawing process or one-step punching process from a sheet, manufacturable.
  • the contact surface for the static sealing seat of the race without rework especially without machining rework, for example, during cold forming of a sheet produced.
  • the inner ring-side wall element for the static sealing seat in the inner ring is due to the shape robust against constrictions or deformations and thereby accurately manufactured, that a high airtightness can be achieved.
  • from the output forth to the bearing interior of the race upstream sealing compound between the wheel flange or the inner ring and the raceway is therefore not necessary because an ingress of contaminants by the significantly improved tightness of the Gap between race and inner ring is already sufficiently prevented.
  • a comparatively reduced material consumption results in the production of the race.
  • this is constructed in a preferred embodiment radially compact so that the race between the outer ring and the inner ring, ie in an axial extension of the
  • the race is partially, preferably completely, radially within an axial projection of the
  • the at least one sealing lip protrudes into the open side of the race and uses a correspondingly aligned inner surface of the C-shape as a running surface, wherein the sealing lip is in direct contact with this running surface or a (small) gap and / or a lubricant film, for example a grease film is formed between the sealing lip and this tread.
  • a sealing means is additionally arranged between the (radially extending portion of the) wheel flange (s) and the raceway.
  • This sealant is for example a rubber ring or a
  • the sealing means is axially upstream of the static sealing seat on the inner ring or on the (radially extending portion of the) wheel flange (s), ie
  • Such a sealant is in one embodiment configured as a spacer in axial contact with the (radially extending portion of) the wheel flange (s).
  • the sealant due to a bias radially inward, for example, in the manner of an O-ring, axially fixed and supports an axial fixation of the race.
  • a sealant is omitted by the axially extending radial contact between race and Inner ring or wheel flange, which forms the static sealing seat, has a sufficient sealing function.
  • the trap is thus limited in the radial direction neither outward nor inward of the race.
  • inwardly ie towards the axis of rotation of the wheel bearing assembly, the free space of an axial portion of the wheel flange or of an axial
  • the race comprises the following components:
  • the C-shape is particularly simple, preferably formed with only three mutually angularly arranged wall elements.
  • the result for the race thus a ring shape, which an inner wall, so the inner ring-side wall element, and an outer wall, so the outer ring-side wall element, which axially, preferably flat and straight, extend.
  • Wall element aligned at a right angle to the inner ring-side wall element and / or to the outer ring-side wall element.
  • the inner ring-side wall element and / or the outer ring-side wall element are conical, that is inclined to the axis of rotation, shaped, whereby a targeted (into the bearing interior) conveying lubricant and / or (out into the trap and / or the environment) conveying of
  • the radially bridging wall elements is arranged in a plane to which the axis of rotation is normally aligned.
  • the inner ring-side wall element and / or the outer ring-side wall element are aligned parallel to the axis of rotation, ie formed as a rotation surface.
  • a particularly simple and therefore particularly precise finished thermoforming punch or punch for a cold-forming production of the race from a sheet, preferably from a steel sheet can be used. This results in the benefits of a waiver of
  • the inner ring-side wall element has a first axial length and the outer ring side wall element has a second axial length, wherein the first length is longer than the second length.
  • Wall element as the main shielding surface for the at least one axially downstream sealing lip of the sealing body and the outer ring-side wall element already reliably supports this shielding function when it is designed to be relatively short, ie shorter than the inner ring-side wall element. This is preferably radial
  • Bridging wall element of the race made radially long, so that only a narrow gap between the radially inner side of the outer ring arranged (axial) wall element of the seal body and the outer ring side
  • this radial gap is designed in such a way that it is precisely ensured that no contact between the raceway and the sealing body occurs in the event of a loading condition that meets the requirements.
  • Sealing lips wherein the sealing lips protrude into an inner space formed by the raceway.
  • At least one of the sealing lips is brought into frictional contact with the raceway under pressure.
  • the sealing lips are designed for (permanent or sporadic) contact with the race for dynamic sealing.
  • the first sealing lip axially directly at the rolling elements is preferably inclined away from the sealing body towards the rolling elements, so that a self-seal is formed in the event of fluid pressure from the bearing interior, that is to say against the outflow of lubricant.
  • the first sealing lip is according to one embodiment against the inner ring-side wall element of
  • Running ring preloaded sealing Alternatively, the first sealing lip with little clearance or brought exactly to measure and is thus not or only at a tilt or deformation of the corresponding sealing surface of the inner ring or the raceway. If the sealing surface formed on the raceway, so axial space is gained and a paragraph with suitable for a density surface on the inner ring is not necessary.
  • the second sealing lip which is arranged axially and / or radially farther away from the rolling elements than the first sealing lip, is preferably inclined away from the sealing body towards the catching space, so that a self-seal under fluid pressure into the bearing interior, ie against inflow of impurities , is formed.
  • the second sealing lip is preferably biased sealingly against the radially bridging wall element of the race.
  • the first sealing lip with little clearance or brought exactly to measure and is thus not or only at a tilt or deformation of the corresponding sealing surface of the inner ring or the raceway.
  • a grease reservoir is formed between the first sealing lip and the second sealing lip, which reduces the friction at the contact points and an additional sealing function against penetration of lubricant or impurities in the
  • Seal body a seal bottom side, wherein the seal bottom side of radially outward radially inwardly projecting overlaps the radial extent of the race partially.
  • a gap is formed with zigzag course, which extends the distance from the environment or the trap area to the bearing interior and thus further impeded the ingress of contaminants.
  • the sealing body overlaps the race radially so completely that the rolling body side alone forms a radial sealing lip of the sealing body thus a sealed gap with the race or with the inner ring.
  • the sealing body comprises an axial lip, which is shaped such that it with the
  • Wheel flange trains a radial gap labyrinth seal.
  • the catching space is radially outwardly largely covered by the Axiallippe. Only a sealingly closed gap or a contact-free gap between the axial lip and the wheel flange forms a sealing contact
  • the axial lip is preferably arranged radially outside the radial extension of the axial extension of the outer ring which receives the bearing seal arrangement, so that the catching space is designed with a very large radial extent, for example greater than the radial one
  • Extension of the bearing seal assembly receiving extension of the bearing interior.
  • For the catching space extends radially inward to or further than up to the receiving surface for the raceway.
  • the axial lip further axially towards the outer ring forms a rear static sealing lip, which sealing an axial closed gap forms on the outside of the outer ring or its axial extension. This is an intrusion of impurities in the
  • the latter contact area preferably forms the static main seal on the outer ring.
  • the sealing body comprises an axial wall element, which at least partially axially
  • Outer ring is arranged such that the axial wall member and the raceway forms an axial gap labyrinth seal.
  • a narrow axial gap between the raceway and outer ring can be formed, which is suitable as (axial gap) labyrinth seal.
  • Sealing body arranged supported on a pointing in the direction of the inner ring inside of the outer ring.
  • This shape of the seal body allows an axially short design and at the same time a long zigzag distance with the race and / or by means of the race well shielded sealing lips of the seal body.
  • this support surface forms the outer ring-side static main seal and towards the raceway the previously described axial gap labyrinth seal.
  • the sealing function is ensured and then ensured again.
  • the wheel bearing arrangement of the sealing body has a catch lip, which from the open side to the axial
  • Extension of the raceway protrudes and has a radially outwardly curved and / or inclined shape.
  • the catch lip forms at its projecting lip end a narrow radial and / or axial gap with the raceway.
  • the gap is preferably formed without contact.
  • the lip end points from radially inward towards the outer ring-side wall element, so that the gap formed is aligned axially. This is another labyrinth seal is formed.
  • the catch lip forms a radially and / or axially open outside catch volume, which is the at least one sealing lip upstream of the environment to the rolling elements. Trapped particles and liquid then drip radially downwards or following rotation of the sealing body during operation of the centrifugal force following radially outward.
  • the wheel bearing assembly According to an advantageous embodiment of the wheel bearing assembly, the
  • Outer ring at least one projection and the sealing body on at least one corresponding recess, wherein the projection engaging in the recess prevents circumferential circulation of the sealing body relative to the outer ring.
  • the storage of the seal body is improved on the outer ring by a relative movement is prevented in the direction of rotation.
  • Micromovements in the area of the outer ring can be reliably prevented.
  • the material is subject to less wear, but also the Sealing effect of the static sealing seat of the main seal on the outer ring improved because no lubricant and / or impurities, as it is otherwise the case with a micromotion, can penetrate.
  • the at least one projection penetrates the
  • Sealing body forms a stop surface for the wheel flange to prevent damage to the bearing assembly and / or downstream components under an extreme load. It preferably forms a sealing material,
  • Fig. 1 a spin plate according to the prior art
  • Fig. 2 a C-shaped race
  • FIG. 5 shows a detail of a wheel bearing arrangement according to a second variant.
  • FIG. 1 shows a conventional centrifugal plate 32 such as, for example, shown in DE 10 2013 218 635 A1 in the local FIG. 4. This is for axial contact with the wheel flange 7 (here shown purely schematically, compare Fig. 1 DE 10 2013 218 635 A1).
  • a radial lug 38 is formed, which together with the
  • Wheel flange 7 forms a comparatively small conventional trap 39.
  • a preferred embodiment of a race 9 is shown, which replaces the conventional centrifugal plate 32.
  • Material saving 33 is reached.
  • the shape is significantly simplified, so that the production is simplified and / or specified.
  • the radial gap height 34 is here on the remaining distance to the outer ring 3 and to the
  • Axialandement 24 of the seal body 10 related.
  • the race 9 is C-shaped with an aligned to the rolling elements 6 (see FIG. 4 or FIG. 5) open side 11 is formed.
  • the race 9 has an axially aligned inner ring-side wall element 13, a parallel to the inner ring-side wall element 13 arranged
  • Outside wall-side wall element 14 connecting, here at a right angle to it and here also in a plane perpendicular to the axis of rotation 2 aligned, radially bridging wall member 15.
  • Wall elements 13,14,15 themselves are here each straight and flat in the axial direction. Only in the transition region between the adjacently arranged wall elements 13,14,15 is formed in each case a 90 ° -Knick. As a result of this simple form, the production, for example by means of a deep drawing process, particularly simple and precise executable.
  • the inner ring-side wall element 13 of the raceway 9 is mounted on the inner ring 4 (see Fig. 4 or Fig. 5) by the inner ring-side wall member 13 over its entire (first) axial length 29 rests flat on the inner ring 4, and preferably pressed sealingly is.
  • the inner ring-side wall element 13 has here a larger (first) axial length 29 than the (shorter second) axial length 30 of the outer ring-side wall element 14.
  • the outer ring-side wall element 14 is exposed and extends parallel to an inner side 25 of the outer ring 3, wherein the outer ring-side wall element 14 spaced from the inner side 25 of the
  • Outer ring 3 is arranged. With the radially bridging wall element 15 of the raceway 9 limits the free space 12 in the axial direction.
  • bridging wall element 15 is arranged at a distance from the wheel flange 7.
  • the raceway 9 forms a limited by the three wall elements 13,14,15
  • a sealing body 10 is shown, which in conjunction with the raceway 9 of FIG. 2, as shown in Fig. 4, forms a very good sealing effect.
  • the sealing body 10 extends here radially outward beyond the outer ring 3 addition (see FIG. 4 or FIG. 5), so that the sealing body 10 the
  • Outer ring 3 projects radially outward.
  • the raceway 9 is also covered in the radial direction by a sealing bottom side 20 of the sealing body 10 (almost completely) over the radial gap height 34 (see FIG. 4 or FIG. 5).
  • a sealing bottom side 20 of the sealing body 10 Radially outside the outer ring 3, the sealing body 10 on an axial lip 21, which the
  • the axial lip 21 here also has an axially rearward pre-lip 31, by means of which the static sealing seat, namely the inner side 25 of the outer ring 3
  • the seal body 10 is protected from the ingress of contaminants.
  • the sealing body 10 shown here forms an axial gap labyrinth seal 23 (cf. FIG. 4 or FIG. 5) by means of an axial wall element 24 together with the outer ring-side wall element 14 of the raceway 9 (see FIG. 2).
  • radial space is gained.
  • the second sealing lip 18 is here, with a slight (axial) bias grinding, supported on the radially bridging wall member 15 of the raceway 9.
  • Clamping lip 26 is spaced from the wall elements 13,14,15 of the raceway 9 (see Fig. 4 or Fig. 5) arranged and forms an open to the output
  • outer ring-side wall member 14 and the seal body 10 is axially overlapped.
  • FIG. 4 shows a detail of a wheel bearing arrangement 1 with a rotation axis 2, for example for a motor vehicle (not shown here). This has an outer ring 3 and a relatively rotatable, here in one piece with a motor vehicle (not shown here).
  • Wheel flange 7 connected, inner ring 4 on.
  • the inner ring 4 is offset in the illustration by means of hatching from the remaining part of the wheel flange 7, however, in the embodiment shown, the inner ring 4 and the wheel flange 7 are integrally formed.
  • the outer ring 3 is connected in an installed state, for example with a wheel carrier (not shown here) or formed with this at least partially in one piece. Between the outer ring 3 and the inner ring 4 are
  • the rolling bearing thus formed, for example, an angular contact ball bearing, for example, a strained storage in O arrangement.
  • the wheel bearing assembly 1 has a bearing seal assembly 8, wherein the bearing seal assembly 8, inter alia, has a trained as a pre-seal race 9.
  • the raceway 9 is made for example of a metal sheet by means of a, preferably one-step, stamping process.
  • the race 9 is positioned in the wheel bearing assembly 1 such that the race 9 is only in contact with the inner race 4. There is no contact with the raceway 9 and the outer ring 3 or formed to the wheel flange 7.
  • the raceway 9 is supported on a surface, here alone by means of the axial friction force resulting from the pressing, mounted on the inner ring 4 in the axial direction.
  • the raceway 9 forms a static sealing seat 16 at the sealing seat radius 35.
  • To the wheel flange 7 of the raceway 9 is arranged spaced in the axial direction, so that along the entire radially aligned length of the raceway 9 a
  • Free space 12 is formed between the wheel flange 7 and the raceway 9. This space 12 forms a trap for catching impurities. In the axial direction, the free space 12 is bounded on one side by the wheel flange 7 and on the other side by the race 9. After radially inward here is a limit of the
  • a boundary is formed here by means of an axial lip 21 of the sealing body 10 of the bearing sealing arrangement 8, which is formed here by armored elastic material.
  • the raceway 9 is arranged in an axially with an extension of the outer ring 3, here optionally completely, overlapping region or in an extension of the bearing interior 5.
  • the raceway 9 extends in the radial direction in a region between the outer ring 3 and the inner ring 4. After radially outward, the raceway 9 is spaced from the outer ring 3 and the seal body 10 and forms there an axial gap labyrinth seal 23rd
  • the sealing body 10 forms in the axial direction between its axial lip 21 and the Radlagerflansch 7 an entrance gap. Only over this entrance gap impurities can enter the large space 12 and thus in the trap area. This entrance slit forms a radial gap labyrinth seal 22.
  • Fig. 5 shows an embodiment of a wheel bearing assembly 1, which is the
  • the wheel bearing assembly 1 shown in Fig. 4 corresponds.
  • a difference consists only in that the sealing body 10 has a recess 28 in which engages a (here frontal) projection 27 of the outer ring 3 and thus prevents a circumferential migration of the seal body 10.
  • the sealing body 10 has a recess 28 in which engages a (here frontal) projection 27 of the outer ring 3 and thus prevents a circumferential migration of the seal body 10.
  • Regardless of here is another variant of the axial lip 21 (see FIG. 3) in the

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung (1) mit einer Rotationsachse (2), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten: • einen Außenring (3); • eine relativ zu dem Außenring um die Rotationsachse rotierbaren Innenring (4), wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring ein Lagerinnenraum (5) gebildet ist, in welchem Wälzkörper (6) abwälzbar angeordnet sind; • einen Radflansch (7), welcher mit dem Innenring rotationsfest verbunden ist, wobei der Radflansch den Lagerinnenraum radial überlappt; und • eine Lagerdichtungsanordnung (8), welche einen als Vordichtung ausgebildeten Laufring (9) und einen als Hauptdichtung ausgebildeten Dichtungskörper (10) umfasst, wobei der Laufring an dem Innenring abgestützt ist und der Dichtungskörper an dem Außenring abgestützt ist, wobei der Laufring im Querschnitt mit einer radialen und axialen Erstreckung mit einer zu den Wälzkörpern offenen Seite (11) C-förmig ausgebildet ist, und wobei der Laufring radial und axial beabstandet zu dem Radflansch angeordnet ist, sodass entlang der gesamten radialen Erstreckung des Laufrings ein Freiraum (12) zwischen dem Radflansch und dem Laufring ausgebildet ist, wobei der Freiraum eine Fangkammer ausbildet. Mit der hier vorgeschlagenen Radlageranordnung ist eine kostengünstige und zuverlässige Dichtung geschaffen.

Description

Radlaqeranordnunq mit einer Rotationsachse
Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung mit einer Rotationsachse,
beispielsweise für ein Radlager eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt einer angetriebenen Achse.
Aus dem Stand der Technik sind Radlageranordnungen für Kraftfahrzeug bekannt, bei welchen zum Erzielen einer langen Lebensdauer in den Wälzlagern Schmiermittel und entsprechende Dichtungen zur Umgebung zum Schutz vor beispielsweise
Schmutzpartikeln und Spritzwasser eingesetzt werden. Eine vorteilhafte
Ausführungsform ist in der DE 10 2013 218 635 A1 gezeigt. Hierbei ist ein
Schleuderblech vorgesehen, welches im Zusammenspiel mit Dichtlippen und einem Radflansch ein effektives Dichtlabyrinth ausbildet. Zwischen Schleuderblech und Radflansch ist bevorzugt eine Dichtmasse vorgesehen, um ein Eindringen von
Verunreinigungen durch den Spalt zwischen Schleuderblech und Innenring zu vermeiden. Zudem bildet das Schleuderblech einen nach radial außen gerichteten Fangraum zum Fernhalten von Verunreinigungen.
Nachteilig bei der dort gezeigten Ausführungsform des Schleuderblechs ist die relativ komplexe Form. Dies steht einer kostengünstigen Fertigung im Weg.
Weiterhin ist aus der KR 10-1 509 165 eine Radlageranordnung bekannt, bei welcher ein C-förmiges Blech zu einem Dichtlager für einen Dichtungskörper gebildet ist. Das C-förmige Blech ist axial zwischen dem Radflansch und dem Außenring angeordnet. Dadurch ist der Aufbau axial lang und zudem ist kein Fangraum zum Fernhalten von Verunreinigungen gebildet. Darüber hinaus ist der Dichtungskörper radial außen auf dem Außenring angeordnet, wodurch bei einer Deformation des Außenrings die Dichtwirkung beeinträchtigt oder aufgehoben wird.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der
nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung mit einer Rotationsachse, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
einen Außenring;
eine relativ zu dem Außenring um die Rotationsachse rotierbaren Innenring, wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring ein Lagerinnenraum gebildet ist, in welchem Wälzkörper abwälzbar angeordnet sind;
einen Radflansch, welcher mit dem Innenring rotationsfest verbunden ist, wobei der Radflansch den Lagerinnenraum radial überlappt; und
eine Lagerdichtungsanordnung, welche einen als Vordichtung ausgebildeten Laufring und einen als Hauptdichtung ausgebildeten Dichtungskörper umfasst, wobei der Laufring an dem Innenring abgestützt ist und der Dichtungskörper an dem
Außenring abgestützt ist.
Die Radlageranordnung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Laufring im Querschnitt mit einer radialen und axialen Erstreckung mit einer zu den Wälzkörpern offenen Seite C-förmig ausgebildet ist,
wobei der Laufring radial und axial beabstandet zu dem Radflansch angeordnet ist, sodass entlang der gesamten radialen Erstreckung des Laufrings ein Freiraum zwischen dem Radflansch und dem Laufring ausgebildet ist, wobei der Freiraum eine Fangkammer ausbildet.
Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die
Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden.
Die hier vorgeschlagene Radlageranordnung ist bevorzugt weitestgehend
konventionell ausgeführt, sodass sie beispielsweise in einem konventionellen
Radlager, also ohne Anpassungen an dem Innenring, an dem Außenring und/oder an dem Radflansch, ersetzbar ist. Beispielsweise entspricht die Radlageranordnung in weiten Teilen der Ausführungsform gemäß der Darstellung in der eingangs zitierten DE 10 2013 218 635 A1. Allerdings ist das dort gezeigte Schleuderblech durch einen Laufring der gemäß einer Ausführungsform nach vorliegender Beschreibung ersetzt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist auch die dort gezeigte Dichtungsgarnitur durch einen Dichtungskörper gemäß vorliegender Beschreibung ersetzt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die hier vorgeschlagene Radlageranordnung nicht auf die in der DE 10 2013 218 635 A1 gezeigten Anwendung beschränkt ist, und beispielsweise in einer Radlageranordnung mit stehender Welle (innenringseitig) und umlaufender Aufnahme (außenringseitig) einsetzbar ist. Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass der Radflansch zwar bevorzugt einstückig mit dem Innenring gebildet ist, dies aber nicht notwendig ist. Beispielsweise ist der Radflansch zum Anbinden, beispielsweise Anschrauben, eines Fahrzeugrads eingerichtet. Alternativ ist eine solche oder ähnliche Anbindung mit radialer Erstreckung am umlaufenden
Außenring geschaffen. Der Radflansch überdeckt geschlossen radial den
Lagerinnenraum, sodass (ohne Lagerdichtungsanordnung) allein ein axialer Spalt zu dem Außenring, also eine nach radial außen gerichtete Öffnung zur Umgebung, gebildet ist.
Der Innenring und der Außenring bilden einen Lagerinnenraum in welchem
Wälzkörper derart abwälzend angeordnet sind, dass ein reibungsarmes relatives Verdrehen von Innenring zu Außenring ermöglicht ist. Es ist also ein Wälzlager geschaffen, beispielsweise ein Kugellager oder Zylinderrollenlager, bevorzugt ein axial vorspannbares Schrägkugellager oder Kegelrollenlager.
Die Lagerdichtungsanordnung umfasst nun einen Dichtungskörper, beispielsweise wie die eingangs erwähnte Dichtungsgarnitur, welche mittels zumindest einer Dichtlippe ein Ausfließen von Schmiermittel und/oder ein Eindringen von Schmutzpartikeln und/oder von Spritzwasser verhindern. Die Dichtlippe ist dazu gegen eine
korrespondierende Dichtfläche radial und/oder axial vorgespannt und liegt somit in reibendem Kontakt an dieser Dichtfläche an. Die Dichtfläche muss daher eine geeignete Oberflächenrauigkeit, Rundheit und (axiale) Ebenheit aufweisen. Bevorzugt ist die Dichtfläche daher von dem Laufring gebildet. Alternativ ist eine solche geeignete Dichtfläche mit den genannten Eigenschaften an einer (bevorzugt abgesetzten Teil-) Oberfläche des Innenrings gebildet. Der Dichtungskörper bildet damit die Hauptdichtung.
Der das konventionelle Schleuderblech ersetzende Laufring weist nunmehr eine relativ einfache Form auf, indem ein C ausgebildet ist. Dieser C-förmig ausgebildete Laufring weist damit insgesamt nur zwei Wandelemente gleicher axialer Ausrichtung auf. Im Gegensatz zu dem vorbekannten Schleuderblech ist im Einsatz kein (axialer) Kontakt mit dem Radflansch vorgesehen, beziehungsweise bei einer einstückigen Ausführungsform von Innenring und Radflansch kein (axialer) Kontakt mit dem sich radial erstreckenden Anteil des Radflansches axial außerhalb des Lagerinnenraums vorgesehen. Vielmehr ist der Laufring allein mittels seines innenringseitigen
Wandelements auf den Innenring aufgeschoben, bevorzugt aufgepresst, und bildet dadurch allein bereits eine ausreichende axiale Fixierung und zugleich einen statischen Dichtsitz mit dem Innenring.
Der Laufring ist damit einfach und kostenreduziert, beispielsweise in einem einfach auszuführenden Tiefziehprozess oder einschrittigen Stanzprozess aus einem Blech, fertigbar. Infolge der C-förmigen Ausgestaltung des Laufrings ist im Gegensatz zu vorbekannten Lösungen unter üblichen Fertigungstoleranzen zudem die Kontaktfläche für den statischen Dichtsitz des Laufrings ohne Nacharbeit, insbesondere ohne spanende Nacharbeit, beispielsweise beim Kaltumformen eines Blechs erzeugbar.
Das innenringseitige Wandelement für den statischen Dichtsitz beim Innenring ist aufgrund der Form robuster gegen Einschnürungen oder Verformungen und dabei derart präzise fertigbar, dass eine hohe Luftdichtheit erreichbar ist. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß DE 10 2013 218 635 A1 ist hier eine vom Ausgang her hin zu dem Lagerinnenraum dem Laufring vorgelagerte Dichtmasse zwischen dem Radflansch oder dem Innenring und dem Laufring daher nicht notwendig, weil ein Eindringen von Verunreinigungen durch die deutlich verbesserte Dichtheit des Spalts zwischen Laufring und Innenring bereits ausreichend unterbunden ist. Zudem ergibt sich ein vergleichsweise reduzierter Materialverbrauch bei der Herstellung des Laufrings. Infolge der C-förmigen Ausgestaltung des Laufrings ist dieser in einer bevorzugten Ausführungsform radial so kompakt aufgebaut, dass der Laufring zwischen dem Außenring und dem Innenring, also in einer axialen Verlängerung des
Lagerinnenraums, anordenbar ist. Damit ist ein axial sehr kompakter Aufbau der Radlageranordnung ermöglicht. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Laufring teilweise, bevorzugt vollständig, radial innerhalb eines axialen Überstands des
Außenrings angeordnet und in radialer Richtung zu dem Außenring beabstandet angeordnet. Hierbei ist die zumindest eine Dichtlippe, beispielsweise für den dichtenden Kontakt zu dem Laufring, des Dichtungskörpers axial in diese axiale Verlängerung des Lagerinnenraums eingezogen und der Dichtungskörper ist damit zumindest teilweise axial zwischen dem Laufring und den Wälzkörpern,
beziehungsweise einem unter Umständen vorhandenen Lagerkäfig für die
Wälzkörper, angeordnet. Bevorzugt ragt die zumindest eine Dichtlippe in die offene Seite des Laufrings hinein und nutzt eine korrespondierend ausgerichtete innere Oberfläche der C-Form als Lauffläche, wobei die Dichtlippe in unmittelbarem Kontakt mit dieser Lauffläche steht oder ein (geringer) Spalt und/oder ein Schmiermittelfilm, beispielsweise ein Fettfilm, zwischen der Dichtlippe und dieser Lauffläche gebildet ist.
Zu dem (sich radial erstreckenden Anteil des) Radflansch(s) ist der Laufring
beabstandet angeordnet, sodass axial kein Berührpunkt beziehungsweise
Abstützpunkt zwischen dem Radflansch und dem Laufring ausgebildet ist. Dadurch ist über die gesamte radial ausgerichtete Länge des Laufrings ein Freiraum zwischen dem Radflansch und dem Laufring ausgebildet. Dieser Freiraum ist als Fangraum für Verunreinigungen nutzbar. In einer Ausführungsform ist zwischen dem (sich radial erstreckenden Anteil des) Radflansch(s) und dem Laufring zusätzlich ein Dichtmittel angeordnet. Dieses Dichtmittel ist beispielsweise ein Gummiring oder eine
Gummierung. Das Dichtmittel ist axial dem statischen Dichtsitz am Innenring oder am (sich radial erstreckenden Anteil des) Radflansch(s) axial vorgelagert, also
fangraumseitig angeordnet. Ein solches Dichtmittels ist in einer Ausführungsform als Abstandhalter in axialem Kontakt zu dem (sich radial erstreckenden Anteil des) Radflansch(s) eingerichtet. Alternativ ist das Dichtmittel infolge einer Vorspannung nach radial innen, beispielsweise nach Art eines O-Rings, axial fixiert und unterstützt eine axiale Fixierung des Laufrings. Bevorzugt ist auf ein solches Dichtmittel verzichtet, indem der sich axial erstreckende radiale Kontakt zwischen Laufring und Innenring beziehungsweise Radflansch, welcher den statischen Dichtsitz bildet, eine ausreichende Dichtungsfunktion aufweist. Der Fangraum ist damit in radialer Richtung weder nach außen noch nach innen von dem Laufring begrenzt. Bevorzugt ist nach innen, also hin zu der Rotationsachse der Radlageranordnung, der Freiraum von einem axialen Abschnitt des Radflanschs beziehungsweise von einer axialen
Verlängerung des Innenrings begrenzt. Der Laufring begrenzt den Freiraum lediglich in axialer Richtung. Der so gebildete Fangraum weist dadurch eine im Vergleich zu vorbekannten Lösungen ein wesentlich größeres Aufnahmevolumen auf. Infolge des größeren Fangraums ist die Lagerdichtungsanordnung besser vor dem Eindringen von Verunreinigungen geschützt, weil die kinetische Energie des eindringenden Körpers beim Großteil der Fälle nicht ausreicht, beispielsweise infolge eines
Abprallens von einer Wand des Fangraums, in den Lagerinnenraum einzudringen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Radlageranordnung umfasst der Laufring die folgenden Komponenten:
ein axial ausgerichtetes innenringseitiges Wandelement für einen statischen Dichtsitz;
ein in axial gleicher Richtung wie das innenringseitige Wandelement
ausgerichtetes außenringseitiges Wandelement; und
ein das innenringseitige Wandelement und das außenringseitige Wandelement verbindendes radial überbrückendes Wandelement aufweist.
Gemäß dieser Ausführungsform ist die C-Form besonders einfach, bevorzugt mit einzig drei zueinander winklig angeordneten Wandelementen gebildet. Es ergibt sich für den Laufring also eine Ringform, welche eine Innenwand, also das innenringseitige Wandelement, und eine Außenwand, also das außenringseitige Wandelement, welche sich axial, bevorzugt eben und gerade, erstrecken.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das radial überbrückende
Wandelement in einem rechten Winkel zu dem innenringseitigen Wandelement und/oder zu dem außenringseitigen Wandelement ausgerichtet.
In einer Ausführungsform sind das innenringseitige Wandelement und/oder das außenringseitige Wandelement konisch, also geneigt zu der Rotationsachse, geformt, wodurch ein gezieltes (hinein in den Lagerinnenraum) Fördern von Schmiermittel und/oder (heraus in den Fangraum und/oder die Umgebung) Fördern von
Verunreinigungen erzielbar ist. Alternativ ist das radial überbrückende Wandelemente in einer Ebene angeordnet, zu welcher die Rotationsachse normal ausgerichtet ist. Das innenringseitige Wandelement und/oder das außenringseitige Wandelement sind parallel zu der Rotationsachse ausgerichtet, also als Rotationsfläche gebildet. Bei einer solchen Ausführungsform ist ein besonders einfacher und damit besonders präzise fertigender Tiefziehstempel beziehungsweise Stanzstempel für eine kaltumformende Fertigung des Laufrings aus einem Blech, bevorzugt aus einem Stahlblech, einsetzbar. Daraus resultieren die Vorteile eines Entfallene von
Nacharbeitsschritten bei gleichzeitig einer (einschrittig) gebildeten Aufschubfläche beziehungsweise Aufpressfläche zum Bilden eines luftdichten statischen Dichtsitzes mit dem Innenring.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Radlageranordnung weist das innenringseitige Wandelement eine erste axiale Länge und das außenringseitige Wandelement eine zweite axiale Länge auf, wobei die erste Länge länger als die zweite Länge ist.
Bei dieser Ausführungsform ist erreicht, dass zum einen ein langer und damit zuverlässiger, statischer Dichtsitz mit dem Innenring bildbar ist und zum anderen axialer Bauraum für den Dichtungskörper beim Außenring gewonnen ist. Weil der Fangraum dem Laufring axial vorgelagert ist, wirkt das radial überbrückende
Wandelement als Hauptabschirmfläche für die zumindest eine axial nachgeordnete Dichtlippe des Dichtungskörpers und das außenringseitige Wandelement unterstützt diese Abschirmfunktion bereits dann zuverlässig, wenn es relativ kurz, also kürzer als das innenringseitige Wandelement gestaltet ist. Bevorzugt ist das radial
überbrückende Wandelement des Laufrings radial lang ausgeführt, sodass lediglich ein schmaler Spalt zwischen dem radial innenseitig des Außenrings angeordneten (Axial-) Wandelement des Dichtungskörpers und dem außenringseitigen
Wandelement des Laufrings gebildet ist. Beispielsweise ist dieser Radialspalt derart ausgeführt, dass gerade sichergestellt ist, dass bei keinem anforderungsgemäßen Belastungszustand ein Kontakt zwischen Laufring und Dichtungskörper auftritt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Radlageranordnung weist der
Dichtungskörper zwei oder mehr aus einem elastischen Material ausgebildete
Dichtlippen auf, wobei die Dichtlippen in einen von dem Laufring ausgebildeten Innenraum hineinragen.
Bevorzugt ist zumindest eine der Dichtlippen in druckbehafteten Reibkontakt mit dem Laufring gebracht.
Die Dichtlippen sind für einen (dauerhaften oder sporadischen) Kontakt mit dem Laufring zum dynamischen Dichten ausgebildet. Die erste Dichtlippe axial direkt bei den Wälzkörpern ist bevorzugt von dem Dichtungskörper weg hin zu den Wälzkörpern geneigt, sodass eine Selbstdichtung bei Flüssigkeitsdruck aus dem Lagerinnenraum, also gegen ein Ausfließen von Schmiermittel, gebildet ist. Die erste Dichtlippe ist gemäß einer Ausführungsform gegen das innenringseitige Wandelement des
Laufrings dichtend vorgespannt. Alternativ ist die erste Dichtlippe mit geringem Spiel oder exakt auf Maß gebracht und liegt somit nicht oder nur bei einer Verkippung oder Deformation an der korrespondierenden Dichtfläche des Innenrings beziehungsweise des Laufrings an. Ist die Dichtfläche an dem Laufring gebildet, so ist axialer Bauraum gewonnen und ein Absatz mit für ein Dichten geeigneter Oberfläche am Innenring ist nicht notwendig.
Die zweite Dichtlippe, welche axial und/oder radial weiter weg von den Wälzkörpern als die erste Dichtlippe angeordnet ist, ist bevorzugt von dem Dichtungskörper weg hin zu dem Fangraum geneigt, sodass eine Selbstdichtung bei Flüssigkeitsdruck hinein in den Lagerinnenraum, also gegen ein Einfließen von Verunreinigungen, gebildet ist. Die zweite Dichtlippe ist bevorzugt gegen das radial überbrückende Wandelement des Laufrings dichtend vorgespannt. Alternativ ist die erste Dichtlippe mit geringem Spiel oder exakt auf Maß gebracht und liegt somit nicht oder nur bei einer Verkippung oder Deformation an der korrespondierenden Dichtfläche des Innenrings beziehungsweise des Laufrings an. Zwischen der ersten Dichtlippe und der zweiten Dichtlippe ist beispielsweise ein Fettreservoir gebildet, welches die Reibung an den Kontaktstellen reduziert und eine zusätzliche Dichtfunktion gegenüber einem Eindringen von Schmiermittel beziehungsweise Verunreinigungen in den
Zwischenraum zwischen der ersten Dichtlippe und der zweiten Dichtlippe übernimmt. Dies ermöglicht zudem eine Reduzierung der sonst zum Abdichten notwendigen Vorspannkraft der Dichtlippen beziehungsweise verhindert oder vermindert ein
Eingraben der Dichtlippen in die korrespondierende Dichtfläche über die gewünschte Lebensdauer.
Dichtungskörper eine Dichtungsbodenseite, wobei die Dichtungsbodenseite von radial außen nach radial innen ragend die radiale Erstreckung des Laufrings teilweise überlappt.
Infolge dieser relativen Anordnung von Dichtungskörper zu Laufring ist ein Spalt mit Zickzack-Verlauf gebildet, welcher die Strecke von der Umgebung beziehungsweise dem Fangraum zu dem Lagerinnenraum verlängert und damit ein Eindringen von Verunreinigungen weiter erschwert. Bevorzugt überlappt der Dichtungskörper den Laufring radial so vollständig, dass wälzkörperseitig allein eine radiale Dichtlippe des Dichtungskörpers einen somit abgedichteten Spalt mit dem Laufring oder mit dem Innenring bildet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Radlageranordnung umfasst der Dichtungskörper eine Axiallippe, welche derart geformt ist, dass diese mit dem
Radflansch eine Radialspalt-Labyrinthdichtung ausbildet.
Bei dieser Ausführungsform ist der Fangraum radial außen größtenteils von der Axiallippe überdeckt. Allein ein dichtend berührend geschlossener Spalt oder ein kontaktfreier Spalt zwischen der Axiallippe und dem Radflansch bildet einen
möglichen Zugang für Verunreinigungen. Bevorzugt ist die Axiallippe radial außerhalb der radialen Erstreckung der die Lagerdichtungsanordnung aufnehmenden axialen Verlängerung des Außenrings angeordnet, sodass der Fangraum mit einer sehr großen radialen Erstreckung gestaltet ist, beispielsweise größer als die radiale
Erstreckung der die Lagerdichtungsanordnung aufnehmenden Verlängerung des Lagerinnenraums. Dafür reicht der Fangraum radial innen bis oder weiter als bis zu der Aufnahmefläche für den Laufring.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bildet die Axiallippe weiterhin axial hin zu dem Außenring eine rückseitige statische Dichtlippe, welche einen axialen dichtend geschlossenen Spalt außenseitig des Außenrings beziehungsweise seiner axialen Verlängerung bildet. Damit ist ein Eindringen von Verunreinigungen in den
Kontaktbereich zwischen innenseitig des Außenrings und dem anliegenden Abschnitt des Dichtungskörpers effektiv unterbunden. Letzterer Kontaktbereich bildet bevorzugt die statische Hauptdichtung am Außenring.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Radlageranordnung umfasst der Dichtungskörper ein Axialwandelement, welches zumindest teilweise axial
überlappend mit der axialen Erstreckung des Laufrings radial innenseitig des
Außenrings derart angeordnet ist, dass das Axialwandelement und der Laufring eine Axialspalt-Labyrinthdichtung ausbildet.
Hierdurch ist ein schmaler axialer Spalt zwischen Laufring und Außenring bildbar, welcher als (Axialspalt-) Labyrinthdichtung geeignet ist. Vorteilhaft bei der Anordnung des Axialwandelements ist, dass bei einer übermäßig großen Querlast ein direkter Kontakt zwischen Laufring und Außenring unterbunden ist. Somit ist der radiale Abstand des Spalts sehr gering auslegbar, ohne dass eine Beschädigung des Außenrings zu befürchten ist, selbst wenn der Spalt soweit deformiert wird, dass der Laufring mit dem Axialwandelement in Kontakt kommt. Bevorzugt ist das
Axialwandelement mit einer gummielastischen Oberfläche hin zu dem Laufring ausgebildet, sodass bei einem Kontakt zwischen Laufring und Axialwandelement an keinem der beiden Teile eine Beschädigung auftritt. Ist der radiale Abstand des Spalts sehr gering, so ist die Dichtwirkung der Labyrinthdichtung verbessert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Radlageranordnung ist der
Dichtungskörper an einer in Richtung des Innenrings zeigenden Innenseite des Außenrings abgestützt angeordnet.
Diese Form des Dichtungskörpers erlaubt eine axial kurzbauende Ausführungsform und zugleich eine lange Zickzack-Strecke mit dem Laufring und/oder mittels des Laufrings gut abgeschirmte Dichtlippen des Dichtungskörpers. Bevorzugt bildet diese Abstützfläche die außenringseitige statische Hauptdichtung und hin zum Laufring die vorhergehend beschriebene Axialspalt-Labyrinthdichtung. Weiterhin ist dadurch eine robustere Dichtung am Außenring zu der Umgebung geschaffen, weil bei einer Deformation des Außenrings der Dichtungskörper nicht in Umfangsrichtung aufgedehnt, sondern gestaucht wird und bei einer Rückkehr in die des Außenrings in seine Soll-Form der Dichtungskörper dadurch auch wieder in seine Soll-Form gezwungen wird. Damit ist sowohl während Vorliegens einer Deformation des Außenrings die Dichtfunktion gewährleistet als auch danach wieder sichergestellt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Radlageranordnung weist der der Dichtungskörper eine Fanglippe auf, welche von der offenen Seite in die axiale
Erstreckung des Laufrings hineinragt und eine nach radial außen gekrümmte und/oder geneigte Form aufweist.
Die Fanglippe bildet an ihrem auskragenden Lippenende einen schmalen radialen und/oder axialen Spalt mit dem Laufring. Der Spalt ist bevorzugt kontaktlos gebildet. Bevorzugt zeigt das Lippenende von radial innen hin zu dem außenringseitigen Wandelement, sodass der gebildete Spalt axial ausgerichtet ist. Damit ist eine weitere Labyrinthdichtung gebildet. Die Fanglippe bildet ein nach radial und/oder axial außen offenes Fangvolumen, welches der zumindest einen Dichtlippe von der Umgebung hin zu den Wälzkörpern vorgelagert ist. Aufgefangene Partikel und Flüssigkeit tropfen dann nach radial unten oder bei rotierendem Dichtungskörper im Betrieb der Fliehkraft folgend nach radial außen ab. Bei geeigneter Ausführung der Form des
Dichtungskörpers können die Partikel und Flüssigkeit der Schwerkraft oder Fliehkraft folgend sogar vollständig aus der Lagerdichtungsanordnung ausfließen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Radlageranordnung weist der
Außenring zumindest einen Vorsprung und der Dichtungskörper zumindest eine korrespondierende Aussparung auf, wobei der Vorsprung in die Aussparung eingreifend ein Umlaufwandern des Dichtungskörpers relativ zu dem Außenring unterbindet.
Hierdurch ist die Lagerung des Dichtungskörpers an dem Außenring verbessert, indem eine Relativbewegung in Umlaufrichtung unterbunden ist. Mikrobewegungen im Bereich des Außenrings können dadurch sicher verhindert werden. Damit ist nicht nur das Material einem geringeren Verschleiß unterworfen, sondern auch die Dichtwirkung des statischen Dichtsitzes der Hauptdichtung am Außenring verbessert, weil kein Schmiermittel und/oder keine Verunreinigungen, wie es sonst bei einer Mikrobewegung der Fall ist, eindringen können.
In einer Ausführungsform durchdringt der zumindest eine Vorsprung den
Dichtungskörper und bildet eine Anschlagfläche für den Radflansch, um bei einer Extrembelastung eine Beschädigung der Lageranordnung und/oder nachgelagerter Bauteile zu unterbinden. Dabei bildet bevorzugt ein Dichtungswerkstoff,
beispielsweise Gummi, an jedem Vorsprung einen umschließenden aufgepressten Ring, welcher eine statische Dichtung mit dem Außenring bildet.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
Fig. 1 : ein Schleuderblech gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2: ein C-förmiger Laufring;
Fig. 3: ein Dichtungskörper mit Axialwandelement zur innenseitigen Anlage in
einem Außenring;
Fig. 4: ein Ausschnitt einer Radlageranordnung gemäß einer ersten Variante; und
Fig. 5: ein Ausschnitt einer Radlageranordnung gemäß einer zweiten Variante.
In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. In Fig. 1 ist ein konventionelles Schleuderblech 32 wie beispielsweise etwa in der DE 10 2013 218 635 A1 in der dortigen Fig. 4 dargestellt gezeigt. Dieses ist zur axialen Anlage an dem Radflansch 7 (hier rein schematisch dargestellt; vergleiche Fig. 1 der DE 10 2013 218 635 A1 ) eingerichtet. Zum Bilden eines konventionellen Fangraums 39 ist eine Radiallasche 38 gebildet, welche zusammen mit dem
Radflansch 7 einen vergleichsweise kleinen konventionellen Fangraum 39 bildet.
In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Laufrings 9 gezeigt, welcher das konventionelle Schleuderblech 32 ersetzt. Hier ist ersichtlich, dass bei gleicher radialer Spalthöhe 34 und gleichem Dichtsitzradius 35 eine nicht unerhebliche
Materialeinsparung 33 erreicht ist. Zudem ist die Form deutlich vereinfacht, sodass die Fertigung vereinfacht und/oder präzisiert ist. Die radiale Spalthöhe 34 ist hier auf den verbleibenden Abstand zum Außenring 3 beziehungsweise zu dem
Axialwandelement 24 des Dichtungskörpers 10 bezogen.
Der Laufring 9 ist C-förmig mit einer zu den Wälzkörpern 6 ausgerichteten (vergleiche Fig. 4 oder Fig. 5) offenen Seite 11 ausgebildet. In der dargestellten C-Form weist der Laufring 9 ein axial ausgerichtetes innenringseitiges Wandelement 13, ein parallel zu dem innenringseitigen Wandelement 13 angeordnetes außenringseitiges
Wandelement 14 und ein das innenringseitige Wandelement 13 und das
außenringseitige Wandelement 14 verbindendes, hier in einem rechten Winkel dazu angeordnetes und hier zudem in einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse 2 ausgerichtetes, radial überbrückendes Wandelement 15 auf. Die
Wandelemente 13,14,15 selbst sind hier jeweils in axialer Richtung gerade und eben ausgebildet. Nur im Übergangsbereich zwischen den angrenzend zueinander angeordneten Wandelementen 13,14,15 ist jeweils ein 90°-Knick ausgebildet. Infolge dieser simplen Form ist die Fertigung, beispielsweise mittels eines Tiefziehprozesses, besonders einfach und präzise ausführbar.
Mit dem innenringseitigen Wandelement 13 ist der Laufring 9 an dem Innenring 4 gelagert (vergleiche Fig. 4 oder Fig. 5), indem das innenringseitige Wandelement 13 über seine gesamte (erste) axiale Länge 29 flächig auf dem Innenring 4 aufliegt, und bevorzugt dichtend aufgepresst ist. Das innenringseitige Wandelement 13 weist hier eine größere (erste) axiale Länge 29 auf als die (kürzere zweite) axiale Länge 30 des außenringseitigen Wandelements 14 auf. Das außenringseitige Wandelement 14 liegt frei und erstreckt sich parallel zu einer Innenseite 25 des Außenrings 3, wobei das außenringseitige Wandelement 14 beabstandet zu der Innenseite 25 des
Außenrings 3 angeordnet ist. Mit dem radial überbrückenden Wandelement 15 begrenzt der Laufring 9 den Freiraum 12 in axialer Richtung. Das radial
überbrückende Wandelement 15 ist beabstandet zu dem Radflansch 7 angeordnet.
Der Laufring 9 bildet einen durch die drei Wandelemente 13,14,15 begrenzten
Innenraum 19 aus. Bei der in Fig. 4 und in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ragen zwei Dichtlippen 17,18 und eine Fanglippe 26 des Dichtungskörpers 10 in diesen Innenraum 19 hinein, sodass diese Lippen 17,18,26 von der wälzkörperseitigen offenen Seite 11 hineinragend in dem Innenraum 19 durch die
Wandelemente 13,14,15 des Laufrings 9 geschützt sind.
In Fig. 3 ist ein Dichtungskörper 10 dargestellt, welcher im Zusammenspiel mit dem Laufring 9 gemäß Fig. 2, wie in Fig. 4 dargestellt, eine sehr gute Dichtwirkung bildet. Der Dichtungskörper 10 erstreckt sich hier nach radial außen über den Außenring 3 hinaus (vergleiche Fig. 4 oder Fig. 5), sodass der Dichtungskörper 10 den
Außenring 3 nach radial außen überragt. Auch der Laufring 9 ist in radialer Richtung von einer Dichtungsbodenseite 20 des Dichtungskörpers 10 (fast vollständig) über die radiale Spalthöhe 34 überdeckt (vergleiche Fig. 4 oder Fig. 5). Radial außerhalb des Außenrings 3 weist der Dichtungskörper 10 eine Axiallippe 21 auf, welche den
Freiraum 12 in radialer Richtung radial außen begrenzt (vergleiche Fig. 4 oder Fig. 5). Die Axiallippe 21 weist hier zudem eine axial rückwärtige Vorlippe 31 auf, mittels welcher der statische Dichtsitz, nämlich die Innenseite 25 des Außenrings 3
(vergleiche Fig. 4 oder Fig. 5), des Dichtungskörpers 10 vor dem Eindringen von Verunreinigungen geschützt ist.
Der hier gezeigte Dichtungskörper 10 bildet mittels eines Axialwandelements 24 zusammen mit dem außenringseitigen Wandelement 14 des Laufrings 9 (vergleiche Fig. 2) eine Axialspalt-Labyrinthdichtung 23 (vergleiche Fig. 4 oder Fig. 5). Dadurch ist beispielsweise radialer Bauraum gewonnen. Die erste Dichtlippe 17 ist, hier mit geringer (radialer) Vorspannung schleifend, an einer Radialdichtfläche 36, beispielsweise dem innenringseitigen Wandelement 13 des Laufrings 9, abgestützt und ist radial nach innen zu dem Laufring 9 ausgerichtet. Die zweite Dichtlippe 18 ist, hier mit geringer (axialer) Vorspannung schleifend, an dem radial überbrückenden Wandelement 15 des Laufrings 9 abgestützt. Die
Fanglippe 26 ist beabstandet zu den Wandelementen 13,14,15 des Laufrings 9 (vergleiche Fig. 4 oder Fig. 5) angeordnet und bildet ein zum Ausgang offenes
Fangvolumen, wobei ein axialer Abstand zwischen dem freien Ende des
außenringseitigen Wandelements 14 und dem Dichtungskörper 10 axial überlappt ist.
In Fig. 4 ist ein Ausschnitt einer Radlageranordnung 1 mit einer Rotationsachse 2 beispielsweise für ein Kraftfahrzeug (hier nicht dargestellt) gezeigt. Diese weist einen Außenring 3 und einen dazu relativ rotierbaren, hier einstückig mit einem
Radflansch 7 verbundenen, Innenring 4 auf. Der Innenring 4 ist in der Darstellung mittels einer Schraffur vom übrigen Teil des Radflanschs 7 abgesetzt, jedoch sind in der gezeigten Ausführungsform der Innenring 4 und der Radflansch 7 einstückig gebildet. Der Außenring 3 ist in einem Einbauzustand beispielsweise mit einem Radträger (hier nicht gezeigt) verbunden oder mit diesem zumindest teilweise einstückig gebildet. Zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 4 sind
Wälzkörper 6, hier optional mit einem Lagerkäfig 37, angeordnet. Das so gebildete Wälzlager ist beispielsweise ein Schrägkugellager, beispielsweise einer verspannten Lagerung in O-Anordnung.
Die Radlageranordnung 1 weist eine Lagerdichtungsanordnung 8 auf, wobei die Lagerdichtungsanordnung 8 unter anderem einen als Vordichtung ausgebildeten Laufring 9 aufweist. Der Laufring 9 ist beispielsweise aus einem Metallblech mittels eines, bevorzugt einschrittigen, Stanzprozesses hergestellt.
Der Laufring 9 ist derart in der Radlageranordnung 1 positioniert, dass der Laufring 9 lediglich mit dem Innenring 4 in Kontakt ist. Es ist kein Kontakt zu dem Laufring 9 und dem Außenring 3 oder zu dem Radflansch 7 ausgebildet. Der Laufring 9 ist sich flächig abstützend, hier allein mittels der aus dem Aufpressen resultierenden axialen Reibkraft, an dem Innenring 4 in axialer Richtung gelagert. Der Laufring 9 bildet dabei einen statischen Dichtsitz 16 bei dem Dichtsitzradius 35. Zu dem Radflansch 7 ist der Laufring 9 in axialer Richtung beabstandet angeordnet, sodass entlang der gesamten radial ausgerichteten Länge des Laufrings 9 ein
Freiraum 12 zwischen dem Radflansch 7 und dem Laufring 9 ausgebildet ist. Dieser Freiraum 12 bildet einen Fangraum zum Auffangen von Verunreinigungen. In axialer Richtung wird der Freiraum 12 einseitig von dem Radflansch 7 und anderseitig von dem Laufring 9 begrenzt. Nach radial innen ist hier eine Begrenzung des
Freiraumes 12 mittels des Radflanschs 7 beziehungsweise mittels des Innenrings 4 gebildet. Nach radial außen ist hier eine Begrenzung mittels einer, hier von armiertem elastischen Material ausgebildeten, Axiallippe 21 des Dichtungskörpers 10 der Lagerdichtungsanordnung 8 gebildet.
Der Laufring 9 ist in einem axial mit einer Verlängerung des Außenrings 3, hier optional vollständig, überlappenden Bereichs beziehungsweise in einer Verlängerung des Lagerinnenraums 5 angeordnet. Der Laufring 9 erstreckt sich in radialer Richtung in einem Bereich zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 4. Nach radial außen ist der Laufring 9 von dem Außenring 3 beziehungsweise dem Dichtungskörper 10 beabstandet und bildet dort eine Axialspalt-Labyrinthdichtung 23.
Der Dichtungskörper 10 bildet in axialer Richtung zwischen seiner Axiallippe 21 und dem Radlagerflansch 7 einen Eingangsspalt aus. Einzig über diesen Eingangsspalt können Verunreinigungen in den großen Freiraum 12 und damit in den Fangraum eintreten. Dieser Eingangsspalt bildet eine Radialspalt-Labyrinthdichtung 22.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Radlageranordnung 1 , welche der
Übersichtlichkeit halber der in Fig. 4 gezeigten Radlageranordnung 1 entspricht. Ein Unterschied besteht lediglich darin, dass der Dichtungskörper 10 eine Aussparung 28 aufweist, in welche ein (hier stirnseitiger) Vorsprung 27 des Außenrings 3 eingreift und somit ein Umlaufwandern des Dichtungskörpers 10 unterbindet. Unabhängig davon ist hier eine andere Variante der Axiallippe 21 (vergleiche Fig. 3) bei der
Radialspalt-Labyrinthdichtung 22 gezeigt.
Mit der hier vorgeschlagenen Radlageranordnung ist eine kostengünstige und zuverlässige Dichtung geschaffen. Bezuqszeichenliste Radlageranordnung
Rotationsachse
Außenring
Innenring
Lagerinnenraum
Wälzkörper
Radflansch
Lagerdichtungsanordnung
Laufring
Dichtungskörper
offene Seite
Freiraum
innenringseitiges Wandelement
außenringseitiges Wandelement
radial überbrückendes Wandelement statischer Dichtsitz
erste Dichtlippe
zweite Dichtlippe
Innenraum
Dichtungsbodenseite
Axiallippe
Radialspalt-Labyrinthdichtung
Axialspalt-Labyrinthdichtung
Axialwandelement
Innenseite
Fanglippe
Vorsprung
Aussparung
erste axiale Länge
zweite axiale Länge
Vorlippe konventionelles Schleuderblech Materialeinsparung
radiale Spalthöhe
Dichtsitzradius
Radialdichtfläche
Lagerkäfig

Claims

Patentansprüche
1. Radlageranordnung (1 ) mit einer Rotationsachse (2), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- einen Außenring (3);
- eine relativ zu dem Außenring (3) um die Rotationsachse (2) rotierbaren
Innenring (4), wobei zwischen dem Außenring (3) und dem Innenring (4) ein Lagerinnenraum (5) gebildet ist, in welchem Wälzkörper (6) abwälzbar angeordnet sind;
- einen Radflansch (7), welcher mit dem Innenring (4) rotationsfest verbunden ist, wobei der Radflansch (7) den Lagerinnenraum radial überlappt; und
- eine Lagerdichtungsanordnung (8), welche einen als Vordichtung
ausgebildeten Laufring (9) und einen als Hauptdichtung ausgebildeten
Dichtungskörper (10) umfasst, wobei der Laufring (9) an dem Innenring (4) abgestützt ist und der Dichtungskörper (10) an dem Außenring (3) abgestützt ist, der Laufring (9) im Querschnitt mit einer radialen und axialen Erstreckung mit einer zu den Wälzkörpern (6) offenen Seite (11 ) C-förmig ausgebildet ist, und wobei der Laufring (9) radial und axial beabstandet zu dem Radflansch (7) angeordnet ist, sodass entlang der gesamten radialen Erstreckung des
Laufrings (9) ein Freiraum (12) zwischen dem Radflansch (7) und dem
Laufring (9) ausgebildet ist, wobei der Freiraum (12) eine Fangkammer ausbildet dadurch gekennzeichnet, dass
wobei der Dichtungskörper (10) eine Axiallippe (21 ) umfasst, welche derart geformt ist, dass diese mit dem Radflansch (7) eine
Radialspalt-Labyrinthdichtung (22) ausbildetund der Dichtungskörper (10) ein Axialwandelement (24) umfasst, welches zumindest teilweise axial überlappend mit der axialen Erstreckung des Laufrings (9) radial innenseitig des Außenrings (3) derart angeordnet ist, dass das Axialwandelement (24) und der Laufring (9) eine Axialspalt-Labyrinthdichtung (23) ausbildet.
2. Radlageranordnung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der Laufring (9) die folgenden Komponenten umfasst:
- ein axial ausgerichtetes innenringseitiges Wandelement (13) für einen statischen Dichtsitz (16);
- ein in axial gleicher Richtung wie das innenringseitige Wandelement (13) ausgerichtetes außenringseitiges Wandelement (14); und
- ein das innenringseitige Wandelement (13) und das außenringseitige
Wandelement (14) verbindendes radial überbrückendes Wandelement (15) aufweist, welches in einem rechten Winkel zu dem innenringseitigen
Wandelement (13) und/oder zu dem außenringseitigen Wandelement (14) ausgerichtet ist.
3. Radlageranordnung (1 ) nach Anspruch 2, wobei das innenringseitige
Wandelement (13) eine erste axiale Länge (29) und das außenringseitige
Wandelement (14) eine zweite axiale Länge (30) aufweist, wobei die erste
Länge (29) länger als die zweite Länge (30) ist.
4. Radlageranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungskörper (10) zwei oder mehr aus einem elastischen Material ausgebildete Dichtlippen (17,18) aufweist, wobei die Dichtlippen (17,18) in einen von dem Laufring (9) ausgebildeten Innenraum (19) hineinragen, und in druckbehafteten Reibkontakt mit dem Laufring (9) gebracht sind.
5. Radlageranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungskörper (10) eine Dichtungsbodenseite (20) umfasst, wobei die
Dichtungsbodenseite (20) von radial außen nach radial innen ragend die radiale Erstreckung des Laufrings (9) teilweise überlappt.
6. Radlageranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungskörper (10) an einer in Richtung des Innenrings (4) zeigenden
Innenseite (25) des Außenrings (3) abgestützt angeordnet ist.
7. Radlageranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der der Dichtungskörper (10) eine Fanglippe (26) aufweist, welche von der offenen Seite (11 ) in die axiale Erstreckung des Laufrings (9) hineinragt und eine nach radial außen gekrümmte und/oder geneigte Form aufweist.
8. Radlageranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außenring (3) zumindest einen Vorsprung (27) und der Dichtungskörper (10) zumindest eine korrespondierende Aussparung (28) aufweist, wobei der Vorsprung (27) in die Aussparung (28) eingreifend ein Umlaufwandern des Dichtungskörpers (10) relativ zu dem Außenring (3) unterbindet.
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