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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlageranordnung, die mit einer Lagereinheit versehen ist, die wiederum ein Paar von Wälzlagern zum rotierenden Lagern eines Rads eines Fahrzeugs aufweist, das an einer Aufhängung montiert ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Integration von zumindest einem Dichtungsmittel der Lagereinheit, d. h. die axial innere Dichtung und/oder axial äußere Dichtung, um zum Halten der Wälzlager der Lagereinheit zusammen mit dem Käfig einstückig verbunden zu werden.
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Diese Lösung kann auf alle Generationen von Radlageranordnungen angewendet werden, vorausgesetzt, dass sie Dichtungsmittel und Käfige haben. Insbesondere umfassen solche Anwendungen sowohl den Fall, bei dem der Außenring des Lagers rotierbar ist, während die Innenringe des Lagers feststehend sind, und den entgegengesetzten Fall, bei dem die Innenringe rotieren und der Außenring feststehend ist. Die Erfindung ist ebenfalls für jede Art von Wälzkörper (Kugeln, Rollen, Kegelrollen etc.) geeignet.
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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, das mit einer solchen Radlageranordnung versehen ist.
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Stand der Technik
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Eine Radlageranordnung, die mit einer Lagereinheit zum rotierenden Lagern eines Fahrzeugrads an einer Aufhängung versehen ist, ist bekannt und wird gemeinhin verwendet. Die Lagereinheit umfasst im Allgemeinen ein Paar von Wälzlagern.
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Gemäß dem Stand der Technik umfasst die Radlageranordnung eine rotierbare Nabe, die mit einer Kopplung zum Kuppeln eines rotierenden Elements des Kraftfahrzeugs, z. B. des Rades oder der Scheibe eines Bremselements, versehen ist, während die Lagereinheit einen Außenring, ein Paar von Innenringen, von denen einer die Nabe selbst sein kann, und mehrere Wälzkörper aufweist, z. B. Kugeln, Rollen oder Kegelrollen. All diese Komponenten haben eine axiale Symmetrie mit Bezug auf die Rotationsachse der Wälzkörper, z. B. der Nabe und der Innenringe der Lagereinheit.
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Auch in Anbetracht des zunehmend größeren globalen Wettbewerbs und der Leistungsfähigkeitsmerkmale der Radlagereinheit sind die kostenrelevanten Aspekte dieser Anordnungen die Hauptwichtigkeit für die Hersteller solcher Anordnungen geworden.
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Insbesondere gab es während der letzten paar Jahre ein zunehmendes Interesse an Polymermaterialien und Ko-Formungsvorgänge.
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Anhand der Bedürfnisse, die durch Kunden ausgedrückt werden, die die Dichtleistungsfähigkeit als eine der Schlüsselleistungsmerkmale der gesamten Radlagereinheit betrachten, ist das technische Problem, das durch die vorliegende Erfindung behandelt wird, das des Erfüllens der Dichtungsanforderungen des gegenwärtigen Designs der Dichtung durch Formen der elastomerischen Lippen der Dichtmittel direkt an dem Käfig, der die Wälzkörper hält, wodurch die Produktionskosten reduziert werden, die Kompaktheit des Lagers und der Dichtung selbst verbessert wird und die Reibung der Lagereinheit reduziert wird.
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Momentan sind Lösungen, bei denen die Dichtung zusammen mit dem Käfig integriert ist, nicht als effektiv auf dem Markt vorliegend zu sein bekannt.
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Es gibt daher einen Bedarf, eine geeignete Lösung für eine Radlageranordnung zu definieren, bei der die Integration des Dichtmittels im Käfig der Lagereinheit nicht die voranstehend genannten Nachteile hat.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radlageranordnung bereitzustellen, die mit zumindest einem Dichtmittel versehen ist, das in zumindest einem Käfig zum Halten der Wälzkörper integriert ist.
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Das Dichtmittel wird mit zumindest zwei Kontaktdichtlippen versehen, die eine radiale Ausdehnung mit Bezug auf die Symmetrieachse der Lagereinheit haben, um die relative Verschiebung des Käfigs, in dem sie integriert sind, und die Wälzkörper zu kompensieren. Die zwei radialen Lippen kontaktieren entsprechend den radialen Außenring und den radialen Innenring der Lagereinheit.
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Bevorzugt wird der Käfig, der die Wälzkörper enthält, einen Trägerabschnitt haben, bei dem die Lippen des Dichtmittels integriert sind und der Schwerpunkt des Trägerabschnitts muss ungefähr entlang des gleichen Durchmessers, auf dem die Wälzkörper mit Bezug auf die Symmetrieachse des Lagers positioniert sind, positioniert sein.
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Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Radlageranordnung bereitgestellt, bei der zumindest ein Käfig, der die Wälzkörper hält, mit einer integrierten Dichtung versehen ist, wobei die Radlageranordnung die charakteristischen Merkmale hat, die in dem unabhängigen Anspruch angegeben sind, der an der vorliegenden Beschreibung angefügt ist.
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Weitere bevorzugte und/oder besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden gemäß den charakteristischen Merkmalen beschrieben, die in den angefügten abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben, die ein nichtbeschränkendes Beispiel der Ausführungsformen davon zeigen, in denen:
- 1 ein Querschnitt durch eine Radnabenanordnung ist, die mit einer Lagereinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung versehen ist,
- 2 ein Detail der Radlageranordnung gemäß der 1 in einem größeren Maßstab ist und in schematischer Form die Integration des Dichtmittels in dem Käfig zeigt, der die Wälzkörper hält,
- 3 in schematischer Form die Kontaktzone einer Lippe des Dichtmittels an der Fläche des radialen Außenrings der Lagereinheit zeigt,
- 4 den Käfig und insbesondere einen Trägerabschnitt zeigt, an dem das Dichtungsmittel kogeformt ist, und
- 5 ein Detail des Trägerabschnitts des Käfigs gemäß der 4 in einem größeren Maßstab zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
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Mittels eines nichtbeschränkenden Beispiels wird nun die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine Radlageranordnung für Kraftfahrzeuge beschrieben, die mit einer Lagereinheit versehen ist.
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Mit Bezug auf 1 bezeichnet 10 in seiner Gesamtheit eine Radlageranordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Figur zeigt ein Detail einer exemplarischen Konfiguration.
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Die Radlageranordnung 10 hat eine zentrale Rotationsachse X und umfasst eine Radnabe 20, die bevorzugt, aber nicht notwendigerweise rotierbar ist, und eine Lagereinheit 30, die wiederum aufweist:
- - einen radialen Außenring 31, der bevorzugt, aber nicht notwendigerweise feststehend ist,
- - einen radialen Innenring 20, der durch die Nabe 20 definiert ist,
- - einen weiteren radialen Innenring 34, der rotierbar an und einstückig mit der Nabe 20 montiert ist,
- - zwei Reihen von Wälzkörpern 32, 33, in diesem Beispiel Kugeln, die zwischen dem radialen Außenring 31 und den radialen Innenringen 20 und 34 angeordnet sind, und
- - zwei Käfige 39, 40 zum Halten der Wälzkörper, um die Wälzkörper der Reihen von Wälzkörpern 32, 33 in Position zu halten.
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In der Gesamtheit der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden die Begriffe und Ausdrücke, die Positionen und Orientierungen angeben, wie bspw. „radial“ und „axial“ verstanden, sich auf die zentrale Rotationsachse X der Lagereinheit 30 zu beziehen. Ausdrücke, wie bspw. „axial außen“ und „axial innen“ betreffen stattdessen den zusammengebauten Zustand der Radlageranordnung und im in Frage kommenden Fall bevorzugt die Radseite bzw. eine Seite gegenüber der Radseite.
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Der radiale Außenring 31 ist mit zwei jeweiligen radialen Außenlaufbahnen 31' versehen, während die radialen Innenringe 20, 34 mit jeweiligen radialen Innenlaufbahnen 20', 34' versehen sind, um das Abrollen der axial äußeren Reihe der Wälzkörper 32, die zwischen dem radialen Außenring 31 und der Nabe 20 angeordnet ist, und der axial inneren Reihe der Wälzkörper 33 zwischen dem radialen Außenring 31 und dem radialen Innenring 34 zu ermöglichen. Der einfachen grafischen Darstellung halber werden die Bezugszeichen 32, 33 sowohl für individuelle Kugeln als auch für Reihen von Kugeln verwendet. Wiederum der Einfachheit halber kann der Ausdruck „Kugel“ in der vorliegenden Beschreibung und den angefügten Zeichnungen als Beispiel anstelle des allgemeineren Ausdrucks „Wälzkörper“ verwendet werden (gleichermaßen können die gleichen Bezugszeichen verwendet werden).
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Die Nabe 20 definiert an ihrem axialen inneren Ende eine gerollte Kante 22, die dazu ausgelegt ist, axial den Innenring 34 vorzuspannen.
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Die Radlageranordnung 10 kann ebenfalls mit Dichtmitteln 50 zum Abdichten der Lagereinheit von der äußeren Umgebung versehen sein. Aus diesem Blickpunkt wird 1 als rein schematisch betrachtet, wobei die Integration des Dichtmittels 50 zusammen mit den Käfigen 39, 40 ausführlich in der folgenden Figur gezeigt werden wird. Nachstehend kann das Dichtmittel 50 auch einfach als Dichtung 50 angegeben sein, was offensichtlich als bezugnehmend auf die gleiche Komponente zu verstehen ist.
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2 ist ein Detail der Radlageranordnung gemäß der 1 in einem größeren Maßstab und zeigt in schematischer Form die Integration von zumindest einem Dichtmittel 50 an zumindest einem Käfig, der die Wälzkörper enthält, z. B. den Käfig 40. Von der Dichtung 50 sind sowohl zwei radiale Kontaktlippen 51, 52, die aus einem elastomerischen Material hergestellt sind, als auch der obere Abschnitt 53, der untere Abschnitt 54 und der Stirnabschnitt 55 sichtbar, die die Abschnitte darstellen, die den Kontakt zwischen der Dichtung und dem Käfig 40 herstellen.
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Der korrekte Betrieb des Dichtmittels 50 wird durch zwei radiale Kontaktlippen 51, 52 sichergestellt, von denen eine auf den radialen Innenring des Lagers (z. B. die Nabe 20) wirkt, und die andere auf den radialen Außenring 31 wirkt. Es sollte herausgestellt werden, dass die Anzahl der Lippen nicht notwendigerweise auf zwei beschränkt ist, d. h. diese Zahl kann auch größer sein, aber was wichtig für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist, ist, dass die Lippen praktisch Entwicklung als radiale Typ haben. Tatsächlich ist die radiale Entwicklung der Lippen 51, 52 zum Kompensieren der Deformationen unter Belastung der Ringe der Lagereinheit und dem assoziierten axialen Spiel zwischen dem Käfig 40, mit dem zusammen sie integriert sind, und den Wälzkörpern 32 unverzichtbar. Des Weiteren ist es ebenfalls von dem Blickpunkt des Zusammenbaus der Lagereinheit einfacher, die Inversion der Lippen zu verhindern, da die Lippen in der Richtung des Zusammenbaus des Käfigs in dem radialen Außenring geneigt sind und dann den Letzteren zusammen mit dem radialen Innenring koppeln.
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Hinsichtlich der Dichtungsleistungsfähigkeit kann, das direkte den Verunreinigungen Aussetzen der Lippen durch Implementieren verschiedener statischer Labyrinthvorrichtungen aufgrund der größeren Kompaktheit weiter verbessert werden, die durch die Integration des Dichtungsmittels 50 in den Käfig 40 bereitgestellt wird.
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Ein anderer wichtiger Aspekt ist die Geometrie des Käfigs 40. Wie in der 2 gesehen werden kann, hat der Käfig 40 einen Trägerabschnitt 41, an dem die Lippen 51, 52 kogeformt sind, und dieser Trägerabschnitt 41 muss sich praktisch zusammenfallend mit dem Umfang befinden, der die Mittelpunkte der Wälzkörper 32 umschließt, um dynamische Wirkungen auf den Lippen aufgrund der Rotation zu reduzieren. Mit anderen Worten muss der Schwerpunkt des Trägerabschnitts 41 des Käfigs 40, an dem die Lippen 51, 52 kogeformt sind, ungefähr auf dem gleichen nominellen Teilkreisdurchmesser der Wälzkörper 32 (der Durchmesser, auf dem die Wälzkörper mit Bezug auf die Symmetrieachse X der Lagereinheit positioniert sind) sein. Grundsätzlich muss der Trägerabschnitt 41 so weit wie möglich auf den Schwerpunkt der Wälzkörper 32 ausgerichtet sein. Auf diese Weise kann mit einer definierten radialen Konfiguration der Lippen der Schwerpunkt davon näher an dem Trägerabschnitt 41 des Käfigs 40 gehalten werden.
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Dieser Aspekt verbessert die Gesamtsteifigkeit des Käfigs mit den kogeformten Lippen, da die Letzteren mit Bezug auf die Wälzkörper zentriert und nicht in Richtung einer der zwei Ringe der Lagereinheit versetzt operieren. Des Weiteren reduziert dieses zentrierte Positionieren der Lippen 51, 52 auch die Biegebelastungswirkungen, die aufgrund des Gebrauchs auftreten, wenn der Käfig dazu neigt, aufgrund der Momente, die auf die Lagereinheit wirken, verformt zu werden.
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Auf diese Weise, nämlich durch sicherstellen, dass die Lippen 51, 52 eine praktische radiale Entwicklung haben, und dass deren Ausdehnung am Trägerabschnitt 51 beginnt, der zu dem Schwerpunkt der Wälzkörper 32 ausgerichtet ist, wird das wichtige Ergebnis erlangt, dass die Länge der Lippen 51, 52 praktisch gleich der Hälfte der Länge einer Dichtlippe gemäß den bekannten Lösungen wird, die sich vollständig innerhalb des Raums erstreckt, der zwischen dem radialen Innenring und dem radialen Außenring besteht. Dieses Halbieren der Länge der Lippen führt zu weiteren Vorteilen, wie nachstehend klargestellt werden wird.
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Das korrekte Design der Lippen 51, 52 muss eine Anzahl von Parametern in Betracht ziehen. Erstens den radialen Raum, der zwischen dem radialen Innenring 20 und dem radialen Außenring 31 zur Verfügung steht. Typischerweise ist die relative Geschwindigkeit des Käfigs und der Ringe der Lagereinheit praktisch gleich der Hälfte, die zwischen dem radialen Innenring und dem radialen Außenring besteht. Aus diesem Grund haben die zwei radialen Kontaktlippen 51, 52 die gleiche Länge in der radialen Richtung und ein Eingriff mit den entsprechenden Flächen des radialen Innenrings 20 und des radialen Außenrings 31, der zwischen 0,3 mm und 0,5 mm variable ist, ist bevorzugt gleich 0,4 mm.
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Des Weiteren ändern sich abhängig vom nominalen Kontaktwinkel der Wälzkörper die relativen Geschwindigkeiten der einzelnen Lippen und der Ringe, was zu unterschiedlichem Verschleiß der Lippen führt, die daher unterschiedliche Dicken, bevorzugt innerhalb des Bereichs von 0,1 mm - 0,6 mm, haben können. Es sollte beachtet werden, dass „Länge“ der Lippe derart zu verstehen ist, dass sie erlangt wird, indem als Referenzpunkt für die Messung der theoretischen Punkt genommen wird, bei dem sich der Schwerpunkt des Trägerabschnitts 41 des Käfigs 40 befindet.
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Die geeignete Definition dieser letzten Parameter (Dicke und Länge der Lippen) hängt auch von der Deformation unter Last der Ringe und des Käfigs selbst ab: folgt man der Kombination der radialen und axialen Lasten auf die Lagereinheit sind die Verformungen der radialen Innenringe und der radialen Außenringe unterschiedlich, da die geometrischen Bedingungen und Begrenzungsbedingungen der Ringe unterschiedlich sind. Dies benötigt eine unterschiedliche Flexibilität der Lippen, die durch Optimierung der Dicke der Lippen, dem Abstand des Kontaktpunkts von dem Trägerabschnitt 41 des Käfigs 40, der Länge der Lippen und ihrem Biegequerschnitt kontrolliert werden kann. Falls das Verhältnis R zwischen der Länge der unteren radialen Lippe 51 und der Länge der oberen radialen Lippe 52 als das Verhältnis R definiert ist, liegt bevorzugt dieses Verhältnis innerhalb des Bereichs von 0,5 - 2, abhängig von dem nominalen Kontaktwinkel der Wälzkörper. Dies bedeutet, dass die Lippe, die die größere Deformation an dem zugehörigen rotierenden Ring kompensieren muss, bis zu doppelt so lang sein kann (und daher auch flexibler sein kann wie) wie die andere Lippe, die auf den feststehenden Ring wirkt.
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Mit Bezug auf 3, die in einer schematischen Form die Kontaktzone eine der Lippen 51 des Dichtmittels 50 auf der Fläche des radialen Außenrings 31 in den Anwendungen für Radnabenanordnungen zeigt, um die benötigte Dichtleistung zu optimieren, haben die Lippen asymmetrische Winkel der Reibungskontaktzone, um einen gleichförmigen Kontaktdruck an den Lippen zu optimieren und sicherzustellen. Insbesondere ist gemäß der bekannten Technologie der Winkel α in Richtung der Lagereinheit zwischen 20° und 35°, während der Winkel β in Richtung des Eintritts von Schlamm zwischen 40° und 70° liegt.
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Da die radiale Länge der einzelnen Lippen gleich der Hälfte der Länge der Lippen ist, die in Dichtungen gemäß dem Stand der Technik verwendet werden, haben die Lippen 51, 52 gemäß der Erfindung eine größere Steifheit. Tatsächlich ist, da die Dicke der Lippen 51, 52 praktisch gleich zu der der Lippen gemäß dem Stand der Technik ist, die Schlankheit (das Längen-/Dickenverhältnis) der Lippen 51, 52 gleich der Hälfte der Lippen gemäß den bekannten Ausführungsformen. Aus diesem Grund ist die Verteilung des Kontaktdrucks derart, dass es möglich ist, die nominalen Werte der Winkel α und β, die in der 3 angegeben sind, um ungefähr 10 % zu reduzieren, während die Asymmetrie der Winkel aufrechterhalten wird: Die Asymmetrie der Winkel hat die Funktion eines „Präsentierens“ eines positiven Druckgradienten für den einströmenden Schlamm (oder andere Partikel).
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Des Weiteren kann, da die Käfige entlang der Fertigungsreihen der Radlageranordnungen durch Positionieren in dem radialen Außenring zusammengebaut werden, und da Letzterer mit den Käfigen zusammen mit dem radialen Innenring oder Innenringen gemäß der infrage kommenden Erfindung gekoppelt wird, in Anbetracht der kleineren Schlankheit der Lippen 51, 52 der Winkel der Neigung (mit Bezug auf die senkrechte Arbeitsfläche) der einzelnen Lippen um bis zu 20° reduziert werden, ohne die Steifigkeit (und daher den Kontaktdruck) der Lippen negativ zu beeinflussen. Des Weiteren führt das Reduzieren der Neigungswinkel der Lippen zu Vorteilen hinsichtlich der Gleichförmigkeit des Kontaktdrucks und folglich dem Verschleiß.
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Mit Bezug auf 4 und 5, die entsprechend den Käfig 40 und insbesondere den Trägerabschnitt 41 (4) und einen Ausschnitt des Trägerabschnitts 41 des Käfigs 40 ( 5) in einem größeren Maßstab zeigen, kann eine Anzahl von Konstruktionsdetails dieses Trägerabschnitts gesehen werden. Zunächst hat er Öffnungen 42, die diskontinuierlich entlang seiner Oberfläche in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Öffnungen 42 haben die Funktion des Einbringens des elastomerischen Materials der Lippen in den Käfig 40, um die Adhäsion zu verbessern. Bevorzugt darf der Bereich der Öffnungen 42 20 % der Fläche des Trägerabschnitts 41 nicht überschreiten, um nicht die Struktur des Käfigs zu schwächen. Des Weiteren umfasst der Trägerabschnitt 41 mehrere Crimp-Löcher 43 und Nuten 44, die speziell hergestellt sind, um die Adhäsion des elastomerischen Materials der Lippen 51, 52 an dem Polymermaterial des Käfigs 40 zu verbessern. Die Größe der Crimp-Löcher 43 wird abhängig von der Viskosität des elastomerischen Materials, das während des Ko-Formvorgangs eingespritzt wird, optimiert.
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Hinsichtlich der meisten geeigneten Materialien zum Herstellen der Dichtungsmittel, die in den Käfig integriert sind, sollte beachtet werden, dass thermoplastische Elastomere, während sie gute Verarbeitungskapazitäten haben, eine Anzahl von Nachteilen aus dem Blickpunkt der Leistungsfähigkeit haben. Tatsächlich sind thermoplastische Materialien relativ leicht während der Produktion, bspw. mittels Spritzgießens, zu verwenden. Andererseits haben sie, da sie keine innere rechtwinklige Struktur haben (wie bspw. vulkanisiertes Gummi), einen schlechten Alterungswiderstand, was zu einem nicht zufriedenstellenden Verschleißwiderstand der Lippen führt.
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Daher ist es bevorzugt, bevorzugte Lösungen zu verwenden, die einen zufriedenstellenden Vorgang/Leistungsfähigkeitskompromiss haben. Solche Lösungen bestehen aus vulkanisierten thermoplastischen Polymeren, die ein Teil der Familie der thermoplastischen Elastomer-Polymere bilden, aber die elastomerische Eigenschaften haben, die ähnlicher denen von aushärtbarem synthetischen Gummi sind, was die Leistungseigenschaften von vulkanisiertem Gummi (insbesondere exzellente Elastizität und Verschleißwiderstand) mit den Verarbeitungseigenschaften von thermoplastischen Materialien kombiniert. Vulkanisierte thermoplastische Polymere sind eine Legierung, die hauptsächlich durch synthetische Gummiteilchen gebildet wird, die vollständig vulkanisiert und in einer Polypropylen-Matrix eingekapselt sind.
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Eine alternative Lösung besteht im Verwenden des bekanntesten Elastomers, Nitril-Butadien, das das ist, das für die Dichtungsmittel gemäß dem Stand der Technik verwendet wird. In diesem Fall ist es noch wichtiger, ein ausreichendes Adhäsionsmittel (Löcher, Nuten) in dem Trägerabschnitt des Käfigs bereitzustellen, um die mechanischen Befestigungseigenschaften zu verbessern.
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Unabhängig von dem verwendeten Material muss der Käfig mit der Dichtung geeignet sein, korrekt bis zu einer Referenztemperatur von 80 °C für alle Anwendungen der Radlageranordnung betrieben zu werden. In diesem Zusammenhang sollte herausgestellt werden, dass durch die Verwendung von vulkanisierten thermoplastischen Polymeren als ein Material für die Dichtlippen, der thermische Expansionskoeffizient der Lippen 51, 52 leicht in der Nähe von dem des Trägerabschnitts 41 des Käfigs 40 ist, der aus Kunststoffmaterial hergestellt ist.
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Der Ko-Formvorgang kann unter Verwendung unterschiedlicher Verfahren hergestellt werden. Abhängig von den unterschiedlichen Einspritztemperaturen beim Kunststoff- und Gummiformens wird gemäß einem ersten Verfahren der Käfig zuerst geformt und dann wird aufgrund der Wirkung der Temperatur und der chemischen Affinität das elastomerische Material der Lippen an dem Käfig angebracht. Sollte diese Lösung aufgrund der zu hohen Einspritztemperatur, die für das elastomerische Material benötigt wird, nicht möglich sein (die Temperatur würde ein Überhitzen des Käfigs selbst verursachen), kann der Ko-Formvorgang durch Einspritzen des elastomerischen Materials als erstes und dann des Kunststoffmaterials umgekehrt werden. Die Funktion der chemischen Affinität, die die Adhäsion zwischen den zwei Materialien erlaubt, kann auch durch mechanische Befestigungsmittel unterstützt werden, die die zwei Komponenten miteinander verbinden.
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Für die optimale Implementierung des Ko-Formvorgangs ist es notwendig, dass der Käfig 40 eine ausreichende starre Struktur hat: Dies wird erreicht, indem sichergestellt wird, dass das Material des Käfigs vollständig die Wälzkörper umgibt, oder indem der Trägerabschnitts 41 in einer ausreichend steifen Weise hergestellt wird. Des Weiteren muss die Dicke A des Trägerabschnitts 41 innerhalb des Bereichs von 3 mm und 6 mm enthalten sein, wobei sie über die gesamten 360° durchgängig oder unterbrochen (aufgrund des Vorliegens der Öffnungen 41), aber in jedem Fall in einer solche Weise sein kann, dass eine wesentliche Verschiebung der Lippen während der Betriebsbedingungen unter Last verhindert wird. Gute Ergebnisse in Bezug auf das Ko-Formen und die Betriebseffizienz während der Anwendungen werden durch Beibehalten des relativen Verhältnisses der Dicke A des Trägerabschnitts 41 und der Dicke B der Lippen 51, 52 in der Kontaktzone mit dem Käfig (sh. wiederum 2) im Bereich zwischen 50 % und 80 % erreicht, während die Dicke B bei nicht weniger als 0,4 mm gehalten wird. Die Längen der radialen Lippen 51, 52 können zwischen 1 mm und 5 mm variieren und bevorzugt können die Längen der zwei Lippen sowohl gleich zueinander sein als auch, wie bereits erwähnt, gleich ungefähr der Hälfte der Länge einer Dichtlippe sein, die mit der bekannten Technologie hergestellt ist, nämlich nicht in den Käfig integriert ist.
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Die Anzahl der Grenzflächen zwischen der Dichtung 50 und dem Käfig 40 kann von 1 bis 3 variabel sein. In dem Beispiel der 2 sind die Grenzflächen in der Zahl drei und sie liegen genau in dem oberen Abschnitt 53, in dem unteren Abschnitt 54 und in dem Stirnabschnitt 55 vor, die die Abschnitte darstellen, die Kontakt zwischen der Dichtung 50 und dem Käfig 40 herstellen.
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Die Vorteile, die durch Integration der Dichtlippen in dem Käfig erlangt werden, sind assoziiert mit:
- - einer Reduzierung der Kosten aufgrund der Entfernung der Metallträger für die Lippen. Ferner ist Ko-Formen des elastomeren Materials der Dichtung auf das Kunststoffmaterial des Käfigs ein zuverlässiger und kostengünstiger Vorgang,
- - Einsparungen hinsichtlich des Gewichts und der Kosten aufgrund des reduzierten axialen Raums der Ringe, da die Dichtzone reduziert ist,
- - größere Flexibilität für das Design der Reihen von Wälzkörpern, da es einen größeren Abstand zwischen den Reihen gibt, während die gleichen Grenzflächen beibehalten werden,
- - größere axiale Kompaktheit der Radlageranordnung,
- - potenzielle Reduktion der Reibung aufgrund der unterschiedlichen Gleitgeschwindigkeit der Dichtlippen,
- - Reduktion der Reibung der Reihen von Wälzkörpern aufgrund des erhöhten Abstands zwischen den Reihen, und größere Gebrauchszeit und Steifigkeit der Reihen der Wälzkörper,
- - geringerer Verschleiß der Gleitflächen aufgrund der geringeren relativen Geschwindigkeit der Dichtlippen und Kontaktflächen der Ringe,
- - geringere Anzahl der Teile, die vorgesehen und in der Fertigungsreihe zusammengebaut werden,
- - geringerer Verschleiß der Lippen, da für den gleichen Kontaktdruck die relative Gleitgeschwindigkeit mit Bezug auf die Flächen der Ringe geringer ist (wie gesehen wurde, ungefähr die Hälfte), und die Gesamtdeformation, die auf die einzelne Lippe wirkt, geringer ist, da der Abstand zwischen dem Käfig und den Ringen geringer ist als der zwischen dem radialen Innenring und dem radialen Außenring. Daher ist ebenfalls die erwartete Gebrauchszeit der Dichtlippen größer und die metallischen Träger, die auf den Ringen zusammenzubauen sind, um einen korrekten Betrieb der Lippen sicherzustellen, sind nicht länger notwendig.
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Schließlich sollte herausgestellt werden, dass die reibungsbezogenen Leistungsmerkmale besser oder zumindest gleich zu denen der bekannten Lösungen sind. Tatsächlich wird, wenn einerseits die Kontaktfläche zunimmt (die Reibung ist proportional zum Quadrat des Durchmessers der Kontaktlippe), andererseits die relative Geschwindigkeit der Teile (ungefähr) halbiert.
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Zusätzlich zu der Ausführungsform der Erfindung, wie voranstehend beschrieben, ist zu verstehen, dass verschiedene andere Varianten existieren. Es muss ebenfalls verstanden werden, dass diese Ausführungsformen reine Beispiele sind, und weder den Umfang der Erfindung noch seine Anwendungen noch seine möglichen Konfigurationen begrenzen. Im Gegensatz sollte verstanden werden, dass, obwohl die voranstehende Beschreibung dem Fachmann ermöglicht, die vorliegende Erfindung zumindest gemäß einer ihrer Ausführungsbeispiele zu implementieren, verschiedene Varianten der beschriebenen Komponenten möglich sind, ohne dadurch vom Umfang der Erfindung, wie er in den angefügten Ansprüchen definiert ist, die wortwörtlich und/oder gemäß ihrer legalen Äquivalente interpretiert sind, abzuweichen.
