DE102005001940B4

DE102005001940B4 - Abdichtungsvorrichtung für eine Rad-Nabenlagerung

Info

Publication number: DE102005001940B4
Application number: DE200510001940
Authority: DE
Inventors: Angelo Vignotto; Claudio Savarese; Alfredo Monetti
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2025-01-15
Also published as: ITTO20040032A1; DE102005001940A1

Abstract

Abdichtungsvorrichtung für eine Radnabenlagerung (2), die mit einem Fahrzeugdifferential verbunden werden kann und mit einem Wälzlager (3) versehen ist, wobei die Abdichtungsvorrichtung zum Schutz des Wälzlagers (3) vorgesehen ist und einen "Outboard"-Abschnitt (PE) umfasst, der an einer ersten Seite (LE) des Wälzlagers (3) angebracht und mit einer ersten, auf einer Innenseite eines Außenrings (6) des Lagers (3) aufgepressten Blende (21), mit einer zweiten auf einem Innenring (5) des Lagers (3) aufgepressten und der ersten Blende (21) gegenüberliegenden Blende (20) und mit einem wenigstens zwischen der ersten und der zweiten Blende (21, 20) angeordneten dynamischen Abdichtungselement (22) versehen ist, wobei die Abdichtungsvorrichtung (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass die zweite Blende (20) einen stirnseitigen ringförmigen Flansch (26) aufweist, der sich radial außerhalb des Außenringes (6) erstreckt und im wesentlichen den Außenring (6) umgebende Mittel zum Schleudern eventueller Leckflüssigkeiten trägt, wobei die Schleudermittel eine radial vom Außenring (6) beabstandete Wand mit einer...

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtungsvorrichtung für eine Rad-Nabenlagerung.

Die Erfindung findet vorteilhafterweise, aber nicht ausschließlich, auf dem Gebiet der Rad-Nabenlagerungen Anwendung, die mit einem Fahrzeug-Differential und mit einem Wälzlager verbunden sind und in denen eine Abdichtungsvorrichtung zum Schutz des Lagers eingebaut ist. Eine solche Rad-Nabenlagerung ist beispielsweise in der DE 10305086 A1 beschrieben.

Die nachstehende Beschreibung bezieht sich daher beispielsweise auf diese besondere Anwendung, wobei jedoch weitere, allgemeinere Anwendungsfälle nicht ausgeschlossen sind.

Beim oben erwähnten Anwendungsfall sind die Rad-Nabenlagerung und das Differential durch eine Achswelle miteinander verbunden, die in einem sich ausgehend vom Differential bis zur Rad-Nabenlagerung erstreckenden Abdichtungsgehäuse angeordnet und in einem Schmiermittel eingetaucht ist, das im Abdichtungsgehäuse zur Schmierung des Differentials und der Achswelle enthalten ist.

Zum Schutz des Lagers weist die Abdichtungsvorrichtung einen "Inboard"-Abschnitt, d.h. einen an der dem Differential zugekehrten Seite des Lagers angeordneten Abschnitt, und einen so genannten "Outboard"-Abschnitt auf, d.h. einen an der der Seite mit dem "Inboard"-Abschnitt abgewandten Seite angeordneten Abschnitt, wobei in einer allgemeineren Form diese Abschnitte jeweils eine erste auf einem Außenring des Lagers aufgepresste Blende, eine zweite auf einem Innenring des Lagers aufgepresste und der ersten Blende gegenüberliegende Blende und ein zwischen der ersten und der zweiten Blende angeordnetes dynamisches Abdichtungselement aufweisen. Der "Inboard"-Abschnitt ist außerdem auch mit einem Impulsring versehen, der sich auf der entsprechenden zweiten Blende in einer zur ersten Blende axial verlaufenden Innenlage abstützt und dadurch ebenfalls vor äußeren Verunreinigungen geschützt ist.

Von den oben beschriebenen Elementen ist die Abdichtungsvorrichtung am meisten dem Verschleiß unterlegen und durch eventuell beim Fertigungs- und Betriebsverfahren sowie wegen Betriebsstörungen entstehende Beschädigungen am meisten beeinflusst und könnte daher zu Durchsickern von Schmierflüssigkeit vom "Inboard"-Abschnitt in das Lager sowie zu mit dem Schmierfett vermischten Schmierflüssigkeit führen, wobei letzterer Abschnitt eigens dazu bestimmt ist, das Lager vor äußeren Einwirkungen abzudichten.

Verschiedene Abdichtungsvorrichtungen für Lagerbuchsen sind auch in den Druckschriften DE 19754699 A1 , DE 69802763 T2 , DE 3809904 A1 , DE 4012365 A1 und US 2003/0031393 A1 beschrieben, von denen jedoch keine die nachfolgend beschriebene Problematik erkennt oder gar löst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtungsvorrichtung für eine Rad-Nabenlagerung zu schaffen, mit der sich nicht nur die eventuelle Leckage aus dem "Outboard"-Abschnitt der mit dem Schmierfett vermischten Schmierflüssigkeit verhindern sondern auch die Gefahr vermeiden lässt, dass sich jede unter Umständen entstehende Leckage auf andere, außerhalb der Abdichtungsvorrichtung selbst befindliche Elemente, wie etwa zum Beispiel die mit dem Rad fest verbundene Bremsvorrichtung, störend auswirkt.

Erfindungsgemäß wird nun eine Abdichtungsvorrichtung für eine Rad-Nabenlagerung geschaffen, die mit einem Fahrzeugdifferential verbunden werden kann und mit einem Wälzlager versehen ist, wobei die Abdichtungsvorrichtung zum Schutz des Wälzlagers vorgesehen ist und einen "Outboard"-Abschnitt umfasst, der an einer ersten Seite des Wälzlagers angebracht und mit einer ersten, auf einem Außenring des Lagers aufgepressten Blende, mit einer zweiten auf einem Innenring des Lagers aufgepressten und der ersten Blende gegenüberliegenden Blende und mit einem wenigstens zwischen der ersten und der zweiten Blende angeordneten dynamischen Abdichtungselement versehen ist, und die Abdichtungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die zweite Blende einen stirnseitigen ringförmigen Flansch aufweist, der sich radial außerhalb des Außenringes erstreckt und im wesentlichen den Außenring umgebende Mittel zum Schleudern eventueller Leckflüssigkeiten trägt, wobei die Schleudermittel eine radial vom Außenring beabstandete Wand mit einer Konizität umfassen und wobei der ringförmige Flansch mit einer auf der ersten Blende gelagerten Schutzlippe zum Schutz vor äußeren Verunreinigungen zusammenwirkt, und dass außer der Schutzlippe das Abdichtungselement auch eine Dichtlippe aufweist, die mit dem Innenring in Gleitkontakt steht.

Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben, die das nicht einschränkende Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform darstellt und deren einzige Figur einen Schnitt durch eine Abdichtungsvorrichtung für eine Rad-Nabenlagerung zeigt.
In der Figur ist eine Abdichtungsvorrichtung für eine Rad-Nabenlagerung 2 insgesamt mit 1 bezeichnet, die mit einem Fahrzeugdifferential verbunden werden kann und ein Wälzlager 3 aufweist, das an einer koaxial zu einer Drehachse A des Lagers 3 verlaufenden Radnabe 4 angebracht ist.
Das Lager 3 weist einen Innenring 5 und einen Außenring 6 auf, die koaxial zueinander und zur Drehachse A verlaufen, wobei der Innenring 5 durch einen Rand 7, der auf eine einer dem Differential zugekehrten Innenseite der Lagerung 2 entsprechende Innenseite LI umgestülpt ist, und durch einen fest mit der Nabe 4 verbundenen Flansch 8 an einer einer der Seite LI axial gegenüberliegenden Außenseite der Lagerung 2 entsprechenden Außenseite LE axial festgehalten ist. Der Außenring 6 weist dagegen einen zur Seite LI gerichteten, ringförmigen Außenauslauf 9 auf und ist in Axialrichtung durch eine der Seite LE gegenüberliegende, ringförmige Fläche 10 und in Radialrichtung durch eine im wesentlichen kegelförmige Fläche 11 abgegrenzt, die sich ausgehend von der Fläche 10 quer bis zu einem Mittelflansch 12 erstreckt, der fest mit dem Außenring 6 verbunden und im wesentlichen im Bereich der Axialmittellinie des Lagers 3 angeordnet ist.
Um das Lager 3 vor dem Eintritt von äußeren Verunreinigungen zu schützen und – wie in der Folge näher geschildert – den Übergang von Schmierflüssigkeiten von der Seite LI auf die Seite LE zu vermeiden und im Extremfall die durch einen eventuellen Übergang entstehenden Nachteile zu beseitigen, weist die Abdichtungsvorrichtung 1 einen "Inboard"-Abschnitt PI, der an der dem Differential zugekehrten Seite LI des Lagers 3 bzw. an der im wesentlichen in den Schmierflüssigkeiten eingetauchten Seite des Lagers 3 angeordnet ist, und einen "Outboard"-Abschnitt auf, der an der Seite LE bzw. an der dem Flansch 8 gegenüberliegenden Seite des Lagers 3 angeordnet ist: Es handelt sich dabei um den Flansch, der in der Regel eine (bekannte und nicht dargestellte Bremsvorrichtung) des Rades trägt. Der Abschnitt PE weist zwei gegenüberliegende Blenden 20 und 21, die jeweils auf dem Außenring 6 bzw. auf dem Innenring 5 aufgepresst sind, sowie ein dynamisches Abdichtungselement 22 auf, der zwischen den beiden Blenden 20 und 21 angeordnet ist.
Die Blende 21 weist einen auf der Innenseite des Außenringes 6 aufgepressten, zylinderförmigen Abschnitt 23 und einen ringförmigen Abschnitt 24 auf, der rechtwinklig zum Abschnitt 23 verläuft, einteilig mit demselben verbunden ist, sich zum Innenring 5 hin erstreckt und das Element 22 trägt.
Die Blende 20 weist einen auf der Außenseite des Innenringes 5 aufgepressten, zylinderförmigen Abschnitt 25, einen stirnseitigen ringförmigen Flansch 26, der sich gegenüber der Fläche 10 quer zum Abschnitt 25 und radial zur Außenseite des Außenringes 6 erstreckt, und eine im wesentlichen kegelförmige Wand 27 auf, die auf dem Flansch 26 gelagert ist und die Flache 11 in einem bestimmten Abstand von der Fläche 11 selbst umgibt. Die Wand 27 erstreckt sich außerdem bis zum Bereich des Flansches 12 und ist geeignet, eventuell durch den "Outboard"-Abschnitt PE eingedrungene Flüssigkeiten zu schleudern und den Austritt derselben vom Flansch 8 zu entfernen.
Mit dem Außenring 6 bildet außerdem die Blende 20 eine Labyrinthdichtung, und zwar eine axiale Labyrinthdichtung 71 zwischen dem Flansch 26 und der Fläche 10 und eine radiale Labyrinthdichtung 72 zwischen der Fläche 11 und der Wand 27, deren Konizität verändert werden kann, um die Schleuderwirkung mehr oder weniger zu verstärken.
Das dynamische Abdichtungselement 22 weist eine zum Schutz vor äußeren Verunreinigungen auf der Blende 21 gelagerte und in Gleitkontakt mit dem Flansch 26 angeordnete Lippe 28 sowie eine in Gleitkontakt mit dem Innenring 5 angeordnete Dichtlippe 29 auf.
Insbesondere ist die Schutzlippe 28 dazu geeignet, den Eintritt von äußeren Verunreinigungen in das Lager 3 zu verhindern und ist durch einen kegelförmigen Körper gebildet, der sich ausgehend vom ringförmigen Abschnitt 24, d.h. ausgehend vom Anschlusspunkt des ringförmigen Abschnittes 24 an der Lippe 29, in Richtung des Flansches 26 erstreckt, wobei die Lippe über eine ebenfalls zum Element 22 gehörende, ringförmige Feder 30 in Berührung mit dem Innenring 5 gehalten ist.
Schließlich ist der Abschnitt PE mit einem statischen Abdichtungselement 31 versehen, das rittlings auf einer durch den Flansch 26 und die Wand 25 gebildeten, ringförmigen Kante 32 angeordnet ist und zwischen dem Innenring 5 und einem an der Grundfläche des Flansches 8 angeordneten Ansatz 33 der Nabe 4 vorzugsweise in Axialrichtung zusammengedrückt werden kann. Das Element 31 trägt nicht nur zur Stabilität der Lage der Blende 20 bei, sondern ist auch dazu geeignet, sowohl das eventuelle Sickern von Flüssigkeit zwischen dem Innenring 5 und der Nabe 4 als auch das eventuelle Sickern von Flüssigkeit zwischen dem Innenring 5 und der Wand 25 der Blende 20 selbst zu verhindern.
Der "Inboard"-Abschnitt weist eine entsprechende, auf dem Auslauf 9 des Außenringes 6 aufgepresste Blende 51, ein entsprechendes, auf der Blende 51 gelagertes und in Gleitkontakt mit dem Innenring 5 angeordnetes dynamisches Abdichtungselement 52 und einen fest mit dem Innenring 5 verbundenen und in einer axial zur Blende 51 äußeren Lage angeordneten Impulsring 53 auf.
Insbesondere besitzt die Blende 51 eine im Auslauf 9 eingesetzte zylinderförmige Wand 54 und einen fest mit der Wand 54 verbundenen Formflansch 55, der einen radial angeordneten und axial vom Außenring 6 auskragenden freien Abschnitt 56 sowie einen zwischen der Wand 54 und dem freien Abschnitt 56 angeordneten Anschlagabschnitt 57 aufweist, der in Axialrichtung dicht am Außenring 6 anliegt.
Um den Eintritt von äußeren Verunreinigungen in das Lager 3 zu verhindern, weist das Abdichtungselement 52 eine Schutzlippe 58, die mit dem Innenring 5 in Gleitkontakt steht und auf dem freien Abschnitt 56 gelagert ist, und einen Gummibelag 59 auf, mit dem der Flansch 55 vollständig überzogen ist und der rittlings zwischen dem Flansch 55 und der Wand 54 einen ringförmigen Ansatz 60 bildet, der nach der Verbindung mit dem genannten Differential ein statisches Abdichtungselement definiert.
Der Impulsring 53 weist eine ringförmige Tragblende 61 auf, die im Wesentlichen C-förmig profiliert und auf dem Innenring 5 so aufgepresst ist, dass sie mit einer dem Lager 3 zugekehrten hohlen Seite axial gegenüber dem Flansch 55 zu liegen kommt. Der Impulsring 53 ist radial an der Außenseite der Blende 61 angeordnet und – aufgrund der Ausbildung und der Ausrichtung der Blende 61 selbst – ist seine Montage entschieden einfacher und kann unabhängig von der Ausführung des Randes 7 erfolgen.
In einer nicht dargestellten, jedoch aus der obigen Beschreibung leicht erschließbaren Ausführungsform kann der Impulsring 53 auch axial an der Blende 61 angebracht bzw. axial an der Außenseite der Blende 61 und rechtwinklig zur Richtung angeordnet werden, in der die Blende auf den Innenring 5 aufgepresst ist.
Aus der obigen Beschreibung geht die Tatsache klar hervor, dass der Inboard-Abschnitt PI einen einfach auszuführenden Aufbau hat und dass durch die Anwesenheit einer einzigen Lippe 58 die Verunreinigungen außerhalb des Lagers 3 zurückgehalten werden, während der Durchtritt der vom Differential kommenden Schmierflüssigkeit zur Innenseite des Lagers 3 zugelassen wird. Da der Impulsring 53 in dieser Schmierflüssigkeit eingetaucht ist, kann die Blende 61 außerdem aus einem niedriggekohlten metallischen Werkstoff hergestellt werden, wodurch sich eine weitere Herabsetzung der Fertigungskosten erzielen lässt.
Schließlich ist es ebenso klar, dass sich dank der Ausbildung des Outboard-Abschnittes PE nicht nur eine ausgezeichnete durch die Lippe 29 und die Feder 30 erzielte Abdichtung der Schmierflüssigkeit im Lager 3, sondern auch den durch die Lippe 28 und die durch die Blende 21 mit dem Außenring 6 gebildete Labyrinthdichtung erzielten Schutz des Lagers 3 vor äußeren Verunreinigungen gewährleisten lassen.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt ist, die lediglich als Beispiel für die Herstellung der Abdichtungsvorrichtung für eine Rad-Nabenlagerung dient, und dass daher weitere Änderungen in Form und Anordnung der Teile sowie in konstruktions- und montagetechnischen Einzelheiten vorgesehen werden können.

Claims

Abdichtungsvorrichtung für eine Radnabenlagerung (2), die mit einem Fahrzeugdifferential verbunden werden kann und mit einem Wälzlager (3) versehen ist, wobei die Abdichtungsvorrichtung zum Schutz des Wälzlagers (3) vorgesehen ist und einen "Outboard"-Abschnitt (PE) umfasst, der an einer ersten Seite (LE) des Wälzlagers (3) angebracht und mit einer ersten, auf einer Innenseite eines Außenrings (6) des Lagers (3) aufgepressten Blende (21), mit einer zweiten auf einem Innenring (5) des Lagers (3) aufgepressten und der ersten Blende (21) gegenüberliegenden Blende (20) und mit einem wenigstens zwischen der ersten und der zweiten Blende (21, 20) angeordneten dynamischen Abdichtungselement (22) versehen ist, wobei die Abdichtungsvorrichtung (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass die zweite Blende (20) einen stirnseitigen ringförmigen Flansch (26) aufweist, der sich radial außerhalb des Außenringes (6) erstreckt und im wesentlichen den Außenring (6) umgebende Mittel zum Schleudern eventueller Leckflüssigkeiten trägt, wobei die Schleudermittel eine radial vom Außenring (6) beabstandete Wand mit einer Konizität umfassen und wobei der ringförmige Flansch (26) mit einer auf der ersten Blende (21) gelagerten Schutzlippe (28) zum Schutz vor äußeren Verunreinigungen zusammenwirkt, und dass außer der Schutzlippe (28) das Abdichtungselement (22) auch eine Dichtlippe (29) aufweist, die mit dem Innenring (5) in Gleitkontakt steht.
Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzlippe (28) durch einen kegelförmigen Körper gebildet ist, der sich in Richtung des stirnseitigen ringförmigen Flansches (26) erstreckt.
Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtungselement (22) eine auf die Dichtlippe (29) wirkende Feder (30) aufweist, die die Dichtlippe (29) in Berührung mit dem Innenring (5) hält.
Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (27) koaxial zum Außenring (6) verläuft und sich axial vom ringförmigen Flansch (26) in Richtung einer Mittellinie des Außenringes (6) erstreckt.
Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Blende (20) mit dem Außenring (6) eine Labyrinthdichtung bildet, die einen zwischen dem ringförmigen Flansch (26) und einer stirnseitigen ringförmigen Fläche (10) des Lagers (3) axial verlaufenden Abschnitt (71) sowie einen zwischen der koaxialen Wand (27) und einer Umfangsfläche (11) des Lagers (3) selbst radial verlaufenden Abschnitt (72) aufweist.
Abdichtungsvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der "Outboard"-Abschnitt (PE) außerdem mit einem statischen Abdichtungselement (31) versehen ist, das an der Außenseite der zweiten Blende (20) radial in der Innenseite des ringförmigen Flansches (26) angeordnet ist.
Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Abdichtungselement (31) eine statische Abdichtung zwischen der zweiten Blende (20) und dem Innenring (5) sowie zwischen der Rad-Nabenlagerung (2) und dem Ring gewährt.
Abdichtungsvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen "Inboard"-Abschnitt (PI) aufweist, der an einer zweiten Seite (LI) des Wälzlagers (3) angeordnet ist und eine entsprechende, auf dem Außenring (6) des Lagers (3) aufgepresste, erste Blende (51), ein entsprechendes, auf der ersten Blende (51) gelagertes und in Gleitkontakt mit dem Innenring (5) angeordnetes dynamisches Abdichtungselement (52) und einen fest mit dem Innenring (5) verbundenen und in einer axial zur Blende (51) äußeren Lage angeordneten Impulsring (53) umfasst.
Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsring (53) eine ringförmige und im Wesentlichen C-förmig profilierte Tragblende (61) aufweist, wobei die Tragblende (61) mit einer dem Lager (3) zugekehrten hohlen Seite auf dem Innenring (5) aufgepresst ist.
Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der "Inboard"-Abschnitt (PI) außerdem ein entsprechendes statisches Abdichtungselement (60) umfasst, das auf der Außenseite der ersten Blende (51) angeordnet ist.