DE102004037754A1

DE102004037754A1 - Dichtungsanordnung, Fahrradtretlager und Fahrradnabe mit der Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE102004037754A1
Application number: DE102004037754A
Authority: DE
Inventors: Jesko-Henning Tanke; Bernd Stephan
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-03-16

Abstract

Eine Dichtungsanordnung eines Fahrrades weist folgende Merkmale auf: DOLLAR A - ein erstes sich in einer axialen Richtung erstreckendes Element, DOLLAR A - ein zweites sich in axialer Richtung erstreckendes Element, das das erste wenigstens in einem Teilbereich umschließt, DOLLAR A - die Elemente sind gegeneinander drehbar gelagert, DOLLAR A - ein sich zwischen den Elementen erstreckender, abzudichtender Raum ist im Bereich wenigstens eines axialen Endabschnitts eines der Elemente mit einem im Wesentlichen zwischen den Elementen angeordneten Dichtring geschlossen und DOLLAR A - der Dichtring ist am zweiten Element befestigt und weist eine Dichtlippe auf, die an einer sich in radialer Richtung erstreckenden, ringartig umlaufenden Fläche des ersten Elements dichtend anliegt; DOLLAR A und Fahrradtretlager und/oder Fahrradnabe mit der Dichtungsanordnung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung eines Fahrrades sowie ein Fahrradtretlager und eine Fahrradnabe mit der Dichtungsanordnung.

Aus der DE 90 14 394 U1 ist eine Abdichtung für eine Tretachslagerung eines Fahrrades bekannt, bei der eine an der Welle dichtend anliegende Dichtscheibe zwischen einer Dichthülse und einem Dichtelement angeordnet ist, wobei die Dichthülse mit einem in Achsrichtung verlaufenden Abschnitt versehen ist, der in einen Raum zwischen der Welle und einer die Welle umschließenden Hülse hineinragend angeordnet ist. Dabei soll mit dieser Ausgestaltung ein guter Schutz gegen Schmutz und Wasser bei geringer Reibung erzielt werden.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Dichtungsanordnung eines Fahrrades zu schaffen, die insbesondere auch dann eine hinreichende Dichtwirkung aufweist, wenn Schmutz- und/oder Feuchtigkeitspartikel mit einem vergleichsweise hohen Druck in Richtung der Dichtungsanordnung vordringen.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Gemäß Anspruch 1 weist eine Dichtungsanordnung eines Fahrrades folgende Merkmale auf

– Ein erstes sich in einer axialen Richtung erstreckendes Element,
– ein zweites sich in axialer Richtung erstreckendes Element, das das erste wenigstens in einem Teilbereich umschließt,
– die Elemente sind gegeneinander drehbar gelagert,
– ein sich zwischen den Elementen erstreckender, abzudichtender Raum ist im Bereich wenigstens eines axialen Endabschnitts eines der Elemente mit einem, im Wesentlichen zwischen den Elementen angeordneten Dichtring geschlossen und
– der Dichtring ist am zweiten Element befestigt und weist eine Dichtlippe auf, die an einer sich in radialer Richtung erstreckenden, ringartig umlaufenden Fläche des ersten Elements dichtend anliegt.

Insbesondere dadurch, dass die Dichtlippe an der sich in radialer Richtung erstreckenden, ringartig umlaufenden Fläche des ersten Elements dichtend anliegt, wird insbesondere bei einem Vordringen von Feuchtigkeits- und/oder Schmutzpartikel unter erhöhtem Druck in Richtung des Dichtrings, beispielsweise bei Reinigung des Fahrrades mit einem Hochdruckreiniger, die Dichtlippe wunschgemäß stärker angedrückt und somit eine Verstärkung ihrer Dichtwirkung erzielt, wohingegen beim normalen Fahrbetrieb des Fahrrades die Dichtlippe mit einem dazu geringeren, aber trotzdem für den normalen Fahrbetrieb eine gute Dichtwirkung sicherstellenden Druck anliegt, der eine geringe Reibung und damit einen geringen Verschleiß der Dichtlippe und somit eine lange Lebensdauer des Dichtrings bewirkt.

Weiterhin ist bei der Dichtungsanordnung gemäß Anspruch 1 mit Vorteil ein Design begünstigt, das ein selbsttätiges Wiederaustreten von einmal trotzdem zum Dichtring vorgedrungenen Feuchtigkeits- und/oder Schmutzpartikeln aufgrund der Schwerkraftwirkung erlaubt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Dichtungsanordnung ein dem Dichtring vorgeschaltetes, mit dem ersten Element verbundenes ringartiges Element, das mit seiner Außenmantelfläche in radialer Richtung zu einer gegenüberliegenden Innenmantelfläche des zweiten Elements einen engen hohlzylinderartigen Spalt bildend gestaltet und angeordnet ist. Dadurch ist mit Vorteil eine Vorschaltdichtungsfunktion für den Dichtring geschaffen, so dass ein unmittelbares und ungebremstes Vordringen von Schmutz- und/oder Feuchtigkeitspartikeln insbesondere hin zur Dichtlippe, beispielsweise bei Reinigung des Fahrrades mit einem Hochdruckreiniger, verhindert ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dichtring mit einer Ringfeder versehen. Dadurch kann insbesondere bei einer Dichtlippe mit V-förmigem Längsschnittsprofil durch ein dichtendes Anliegen der Spitze der V-Form als weitere Dichtlippe an einer sich im Wesentlichen axial erstreckenden Oberfläche eine verstärkte Dichtwirkung erzielt werden, was insbesondere bei Fahrrädern von Vorteil ist, die für einen Einsatz in schwerem Gelände vorgesehen sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Fahrradtretlager mit einer Dichtungsanordnung,
2 eine Ausschnittsvergrößerung der 1 im Bereich der Dichtungsanordnung und
3 einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte eines Dichtrings, der mit einer Ringfeder versehen ist.
Die 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Längsschnitt durch ein Fahrradtretlager. Dabei umfasst das Fahrradtretlager eine im Wesentlichen hohlzylinderartig ausgebildete Welle 10 sowie eine Außenhülse 20, die die Welle 10 derart umschließend angeordnet ist, dass die beiden axialen Endbereiche der Welle 10 über eine axiale Ausdehnung der Außenhülse 20 hinausragen.
Die Welle 10 ist dabei über zwei Wälzlager drehbar in der Außenhülse 20 gelagert. Eines der Wälzlager ist dabei als ein Zylinderrollenlager ausgebildet, wobei die Zylinderrollen 32 in einem Käfig 34 geführt sind und die Welle 10 eine innere Laufbahn und die Außenhülse 20 eine äußere Laufbahn des Zylinderrollenlagers bilden. Das andere der Wälzlager ist als ein Kugellager ausgebildet, wobei die Kugeln 42 ebenfalls in einem Käfig 44 geführt sind und ebenso wie beim Zylinderrollenlager die Welle 10 eine Innenlaufbahn und die Außenhülse 20 eine Außenlaufbahn für die Kugeln 42 bilden.
Zwischen der Außenhülse 20 und der Welle 10 erstreckt sich dabei ein, die beiden Wälzlager beinhaltender, abzudichtender Raum, zu dessen Abdichtung an jedem der beiden axialen Enden der Außenhülse 20 jeweils ein Hilfsring 50 in Verbindung mit einem Dichtring 60 vorgesehen ist. Die 2 zeigt dazu eine Ausschnittsvergrößerung aus dem in der 1 mit Z bezeichneten Bereich, wobei im Folgenden Aufbau und Wirkungsweise des Hilfsrings 50 und des Dichtrings 60 exemplarisch für die in 2 dargestellte Kugellagerseite beschrieben wird, was aber in entsprechender Weise auch für die Zylinderrollenlagerseite gilt.
Wie man insbesondere in 2 erkennt, ist der Dichtring 60 mit einem im Wesentlichen C-förmigen Längsschnittsprofil ausgebildet, wobei das radial innere Ende der C-Form zum Ausbilden einer im Wesentlichen ein V-förmiges Längsschnittsprofil aufweisenden Dichtlippe 62 fortgesetzt ist. Dabei ist der Dichtring 60 mit der Rückenseite der C-Form voran von außen her eingebaut und in einem entsprechend ausgeformten axialen Endbereich der Außenhülse 20 in die Außenhülse 20 eingepresst.
Der Hilfsring 50 weist in etwa ein L-förmiges Längsschnittsprofil auf und ist mit einem der Schenkel der L-Form voran von außen auf die Welle 10 aufgepresst, so dass der Eckpunkt der L-Form axial außen an der Welle 10 anliegt. Der Hilfsring 50 ist beispielsweise aus Aluminium gefertigt.
Die gesamte Tretlageranordnung ist dabei derart ausgebildet, dass bei bestimmungsgemäßem Zusammenbau die Dichtlippe 62 lediglich am freien Ende ihrer V-Form eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Stirnfläche des Hilfsrings 50 dichtend berührt. Weiterhin ist die Spitze der V-Form der Dichtlippe 62 zu einer sich im Wesentlichen axial erstreckenden Mantelfläche des Hilfsrings 50 mit geringem Abstand beabstandet angeordnet.
Die Hilfsringe 50 sind dabei derart gestaltet, dass sie zu der Außenhülse 20 bzw. zu einer auf der Außenhülse 20 angebrachten Zwischenhülse 25 einen engen hohlzylinderartigen Spalt bilden, so dass die Hilfsringe 50 als eine Art labyrinthartiger Vorschaltdichtungen für die Dichtringe 60 fungieren. Insbesondere bei einer Reinigung der Anordnung, beispielsweise mit einem Hochdruckreiniger von außen her, wird aufgrund der Vorschaltdichtungsfunktion der Hilfsringe 50 ein unmittelbares und ungebremstes Vordringen von Schmutz- und/oder Feuchtigkeitspartikeln in Richtung der Dichtringe 60 verhindert. Weiterhin bewirken trotzdem zu den Dichtringen 60 vordringendes Wasser- und/oder Schmutzteilchen aufgrund des Designs der Dichtringe 60 mit Vorteil durch ein verstärktes Andrücken der Dichtlippen 60 an besagte Stirnflächen der Hilfsringe 50 eine verstärkte Dichtwirkung, so dass der abzudichtende Raum auch bei dieser Belastung gegen ein Vordringen von Feuchtigkeit und/oder Schmutzteilchen sicher geschützt ist.
Der Dichtring 60 ist weiterhin mehrteilig ausgebildet. So umfasst er im dargestellten Ausführungsbeispiel einen lochscheibenartigen, den Rücken der C-Form bildenden Stützkörper 64, an dem ein äußeres und ein inneres Elastomerteil 66 und 68 anvulkanisiert sind. Dabei ist das äußere Elastomerteil 66 zusammen mit dem Stützkörper 64 zum Befestigen an der entsprechenden Ausformung der Außenhülse 20 vorgesehen. Der innere Elastomerteil 68 ist dabei die V-förmige Dichtlippe 62 ausbildend gestaltet und weist weiterhin einen in Umfangsrichtung umlaufenden, radial nach innen auskragenden Fortsatz 63 auf, der ebenso wie die Spitze der V-Form der Dichtlippe 62 bestimmungsgemäß zur gegenüberliegenden Mantelfläche des Hilfsrings 50 beabstandet ist, und der für den wenigstens teilweise mit Schmierfett befüllten abzudichtenden Raum eine Fettrückhalte- bzw. -rückförderfunktion erfüllt. In einer anderen Ausführungsform kann der Dichtring auch vollständig aus PTFE ausgebildet sein.
Die 3 zeigt als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Dichtring 60', der gegenüber dem Dichtring 60 der 1 und 2 zusätzlich mit einer Ringfeder 70 versehen ist, die in die durch die V-Form der Dichtlippe 62' gebildete Rinne eingesetzt ist. Damit wird gegenüber dem Dichtring 60 der 1 und 2 für eine zusätzliche Dichtwirkung ein Anliegen der Spitze der V-Form des Dichtrings 60' an der entsprechend gegenüberliegenden Mantelfläche des Hilfsrings 50 bewirkt. Ansonsten gilt das vorausgehend zu den 1 und 2 Beschriebene entsprechend.
Die vorausgehend im Rahmen eines Fahrradtretlagers beschriebenen Dichtungsanordnungen sind natürlich auch an anderen Stellen eines Fahrrades, beispielsweise in den Radnaben, einsetzbar.

10: Welle
20: Außenhülse
25: Zwischenhülse
32: Zylinderrolle
42: Kugel
34, 44: Käfig
50: Hilfsring
60, 60': Dichtring
62, 62': Dichtlippe
63: Fortsatz
64: Stützkörper
66, 68: Elastomerteil
70: Ringfeder

Claims

Dichtungsanordnung eines Fahrrades mit folgenden Merkmalen: – Ein erstes sich in einer axialen Richtung erstreckendes Element, – ein zweites sich in axialer Richtung erstreckendes Element, das das erste wenigstens in einem Teilbereich umschließt, – die Elemente sind gegeneinander drehbar gelagert, – ein sich zwischen den Elementen erstreckender, abzudichtender Raum ist im Bereich wenigstens eines axialen Endabschnitts eines der Elemente mit einem, im Wesentlichen zwischen den Elementen angeordneten Dichtring geschlossen und – der Dichtring ist am zweiten Element befestigt und weist eine Dichtlippe auf, die an einer sich in radialer Richtung erstreckenden, ringartig umlaufenden Fläche des ersten Elements dichtend anliegt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste Element ein mit dem ersten Element verbundenes, ringartiges, die besagte Fläche ausbildendes Element umfasst.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, wobei das ringartige Element in etwa mit einem L-förmigen Längsschnittsprofil ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, wobei das ringartige Element derart angeordnet ist, dass der Eckpunkt der L-Form bezüglich des abzudichtenden Raums als axial äußerer Punkt des ringartigen Elements am ersten Element anliegt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das ringartige Element mit einer Außenmantelflächen in radialer Richtung zu einer gegenüberliegenden Innenmantelfläche des zweiten Elements einen engen hohlzylinderartigen Spalt ausbildend gestaltet und angeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Dichtring im Wesentlichen zwischen dem ringartigen und dem zweiten Element angeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Dichtlippe in axialer Richtung nach außen hin auskragend ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Dichtring in etwa mit einem C-förmigen Längsschnittsprofil ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 8, wobei der Dichtring derart angeordnet ist, dass sich der Rücken der C-Form im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt und in axialer Richtung bezüglich des abzudichtenden Raums nach innen hin angeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der in etwa axial verlaufende innere Teil der C-Form an einem dem Dichtlippenansatz gegenüberliegenden Ende einen im Wesentlichen in radialer Richtung nach innen hin auskragenden Fortsatz umfasst.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Dichtlippe in etwa mit einem V-förmigen Längsschnittsprofil ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 11, wobei die V-Form am radial inneren Ende der C-Form die C-Form fortsetzend gestaltet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Dichtlippe derart angeordnet ist, dass die Spitze der V-Form in radialer Richtung dem ersten Element am nächsten kommt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Dichtring eine Ringfeder umfasst.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 14, wobei die Ringfeder in der Öffnung der V-Form der Dichtlippe angeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Dichtring einen Stützkörper und wenigstens ein Elastomerteil umfasst.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Dichtring vollständig aus PTFE ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das erste und das zweite Element über wenigstens ein innerhalb des abzudichtenden Raums angeordnetes Wälzlager gegeneinander drehbar sind.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 18, wobei die Elemente die Wälzkörperlaufbahnen des Wälzlagers ausbildend gestaltet sind.
Fahrradtretlager mit einer Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
Fahrradnabe mit einer Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19.