DE602005004064T2

DE602005004064T2 - Dichtung für eine Radnabenlagereinheit

Info

Publication number: DE602005004064T2
Application number: DE602005004064T
Authority: DE
Inventors: Angelo Vignotto; Claudio Savarese; Gianmario Fadda; Massimo Russo
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2025-04-26
Also published as: ATE382491T1; US20050259901A1; US7628541B2; EP1598216A1; EP1598216B1; ITTO20040330A1; DE602005004064D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für eine Radnabeneinheit. Solch eine Dichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der früheren Anmeldung EP 1 447 240 A bekannt.
Die vorliegende Erfindung kann in vorteilhafter Weise, aber nicht ausschließlich, in Anwendungen auf dem Gebiet von Radnabeneinheiten verwendet werden, welche mit dem Differential eines Fahrzeugs verbunden sind und mit einem Kontaktwälzlager ausgestattet sind und in welchen die Dichtungsvorrichtung auf solch eine Weise angebracht ist, um das Lager auf einer inneren Seite des Lagers zu schützen oder aber auch auf einer Seite des Lagers, welche in Richtung des Differentials gewandt ist. Die Beschreibung, welche folgt, wird sich beispielhaft auf diese besondere Art der Anwendung beziehen, ohne jedoch auch nur etwas von ihrer allgemeinen Natur aufzugeben.
In der Anwendung, welche gerade oben beschrieben worden ist, sind die Radnabeneinheit und das Differential miteinander mittels einer Halbachse verbunden, welche innerhalb eines Abdichtungskastens angeordnet ist, der sich vom Differential bis zur Radnabeneinheit hin erstreckt, und welche im Wesentlichen in einem Schmierfluid eingebettet ist, das innerhalb des Abdichtungskastens aufgenommen ist, um das Differential als auch die Halbachse zu schmieren.
Die Dichtungsvorrichtung umfasst in ihrer allgemeinsten Form eine innere Abschirmung, die auf einen inneren Laufring des Lagers schrumpfgepasst ist, einen Codierer, der integral mit der inneren Abschirmung ausgeführt ist, um ein Signal zum Lesen der kinematischen Parameter der Funktion der Radnabeneinheit zu erzeugen, und eine äußere Abschirmung, die an einer Stelle, welche sich der inneren Abschirmung gegenüber und außerhalb davon befindet, auf einen äußeren Laufring des Lagers schrumpfgepasst ist und mit zumindest einem Fenster versehen ist, das durch eine elastische Membran hermetisch abgedichtet ist und das zum Eingriff durch einen Lesesensor für ein Signal, welches durch den Codierer selbst erzeugt wird, geeignet ist.
Insbesondere ist der Sensor mit einer Lesefläche angeordnet, welche an die elastische Membran auf solch eine Weise anstößt, um von jeder metallischen Verunreinigung, die im Schmierfluid vorhanden sein könnte und die die Qualität der Ablesung des Signals, das durch den Codierer erzeugt wird, Einfluss nehmen könnte, geschützt zu sein.
Obwohl die oben beschriebenen Dichtungsvorrichtungen sich als ziemlich zuverlässig erwiesen haben, wobei man jedoch die entscheidende Bedeutung eines korrekten Ablesens des Signals in Betracht ziehen muss, ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungsvorrichtung für eine Radnabeneinheit zu erzeugen, welche eine noch exaktere Ablesung des Signals garantiert.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dichtungsvorrichtung für eine Radnabeneinheit herzustellen, welche frei von den oben beschriebenen Nachteilen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Dichtungsvorrichtung für eine Radnabeneinheit hergestellt, welche mit einer Differentialvorrichtung verbunden ist, und mit einem Kontaktwälzlager vorgesehen ist, wobei die Dichtungsvorrichtung umfasst eine erste Abschirmung, die auf einen inneren Laufring des Lagers schrumpfgepasst ist, einen Codierer, der integral mit der ersten Abschirmung ausgeführt ist, um ein Signal zum Lesen der kinematischen Parameter der Funktion der Radnabeneinheit zu erzeugen, und eine zweite Abschirmung, die an einer Stelle, welche sich der ersten Abschirmung gegenüber und außerhalb davon befindet, auf einen äußeren Laufring des Lagers schrumpfgepasst ist und mit zumindest einem Fenster versehen ist, das durch eine Membran hermetisch abgedichtet ist und das zum Eingriff durch einen Lesesensor, der ein durch den Codierer selbst erzeugtes Signal liest, geeignet ist; wobei die Dichtungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein statisches Dichtungselement umfasst, das integral mit der zweiten Abschirmung ausgeführt ist und das zwischen der zweiten Abschirmung und einem Aufnahmekasten eingefügt ist, der sich vom Differential bis zur Radnabeneinheit erstreckt, um eine wasserdichte Kammer für eine Lesefläche des Sensors zu definieren, die zumindest vom Teil des Differentials isoliert ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen beschrieben, die eine nicht einschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen und wobei:
1 eine Schnittansicht mit einigen Teilen in schematischer Form aus Gründen der Verständlichkeit einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Dichtungsvorrichtung für eine Radnabeneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
2 in Schnitt und mit vergrößertem Maßstab ein Detail der Vorrichtung darstellt, welche in 1 gezeigt ist.
Mit Bezugnahme auf 1 und 2 bezeichnet die Ziffer 1 eine Dichtungsvorrichtung für eine Radnabeneinheit in ihrer Gesamtheit.
Die Einheit 2 ist mit einer Differentialvorrichtung (welche bezeichnet, aber nicht dargestellt ist) verbunden und ist mit einem Kontaktwälzlager 3 vorgesehen, welches einen inneren Laufring 4, der koaxial zu einer Rotationsachse A des Lagers 3 selbst liegt, und einen äußeren Laufring 5 umfasst, der zu dem inneren Laufring 4 koaxial liegt.
Im Besonderen weist der äußere Laufring 5 eine ringförmige Stirnfläche 51, welche quer zur Achse A liegt, eine äußere zylindrische Fläche 52, welche koaxial zur Achse A liegt, und einen zylindrischen Auslass 53 auf, welcher angrenzend an und quer zur Fläche 51 liegt und welcher durch radiales Absenken der Fläche 52 erzielt wird. Statt dessen weist der innere Laufring 4 eine ringförmige Stirnfläche 41, welche axial in Richtung der Außenseite in Bezug auf die Fläche 51 versetzt ist und welche an eine gewalzte Grenze 21 der Radnabeneinheit 2 stößt, und eine entsprechende äußere zylindrische Fläche 42 auf, welche geometrisch begrenzt in einer axialen Richtung durch die Flächen 41 und 51 ist und welche radial das Lager 3 von der Außenseite gegenüber steht.
Der innere Laufring 4 umfasst auch eine innere Stufe 43, welche radial in Bezug auf die Fläche 42 angehoben ist, und eine ringförmige Auskehlung 44, welche in Übereinstimmung mit der Stufe 43 erzielt wird, um die Stufe 43 selbst von der Fläche 42 zu trennen, und welche axial innerhalb der Fläche 42 selbst angeordnet ist.
Die Dichtungsvorrichtung 1 umfasst eine innere Abschirmung 6, welche schrumpfgepasst auf die Fläche 42 ist, und den Codierer 7, welcher integral mit der Abschirmung 6 ausgeführt ist, um ein Signal für das Ablesen der kinematischen Parameter der Funktion der Radnabeneinheit zu erzeugen, und eine äußere Abschirmung 8, welche auf dem äußeren Laufring 5 in einer Position schrumpfgepasst ist, die sich der Abschirmung 6 gegenüber und außerhalb davon befindet, und welche mit zwei Fenstern 9 (nur eines davon ist dargestellt) ausgestattet ist, die diametral gegenüber liegend der Achse A angeordnet sind und hermetisch durch eine bedeckende elastische Membran 10 abgedichtet sind, welche im Wesentlichen integral mit der Abschirmung 8 ausgeführt ist. In der Ausführungsform, welche in 1 und 2 dargestellt ist, ist das Fenster 9 zum Eingriff durch den Sensor 11 geeignet, welcher für das Ablesen eines Signals geeignet ist, das durch den Codierer 7 erzeugt ist, und welcher mit einer Lesefläche 11s angeordnet ist, die an die Membran 10 anstößt.
Die Abschirmung 6 ist aus metallischem Material hergestellt und umfasst eine Zusammenbauwand 61, welche von einer zylindrischen Gestalt ist und welche auf die Fläche 42 schrumpfgepasst ist, einen ringförmigen Flansch 62, welcher quer zur Wand 61 liegt und welcher an die Stufe 43 stößt, und eine Stützwand 63, welche quer zum Flansch 62 liegt und welche koaxial und radial außerhalb der Wand 61 angeordnet ist, um den Codierer 7 in einer Position zu halten, welche dem Fenster 9 zugewandt ist.
Die Abschirmung 6 umfasst auch eine Anzahl von elastischen Zungen 64, welche durch teilweises Abscheren der Wand 61 und des Flansches 62 erzielt werden und welche mit einem Winkel in Bezug auf den Flansch 62 selbst angeordnet sind, so dass sie einrastend in der Auskehlung 44 auf solch einem Weg eingeschoben werden können, um axial die Abschirmung 6 zu blockieren und um, gemeinsam mit der Stufe 43, jede zufällige Verschiebung von ihrer ursprünglichen Zusammenbauposition weg zu verhindern.
Die Abschirmung 8 ist aus metallischem Material hergestellt und umfasst eine Zusammenbauwand 81, welche von einer zylindrischen Gestalt ist und welche auf die Fläche 52 schrumpfgepasst ist, und eine geformte Wand 82, welche integral mit der Wand 81 ausgeführt ist.
Im Besonderen ist die Wand 81 durch zwei Abschnitte 81a und 81b definiert, welche axial ausgerichtet sind und welche unterschiedliche Durchmesser zueinander aufweisen und von denen der Abschnitt 81a einen Durchmesser in einer Abmessung aufweist, der größer ist als jener des Abschnitts 81b, und welcher im Auslass 53 schrumpfgepasst ist, während der Abschnitt 81b axial an der Außenseite in Bezug auf den Abschnitt 81a angeordnet ist und das Fenster 9 aufweist. Die geformte Wand 82 umfasst eine ringförmige Position 82a, welche integral mit dem Abschnitt 81b ausgeführt ist, und einen zylindrischen Abschnitt 82b, welcher sich axial in einer Zwischenposition zwischen den Wänden 61 und 62 erstreckt und welcher einen abschließenden radialen Einschlagteil 82c aufweist, der in Richtung der Wand 61 gerichtet ist.
Um die Lesefläche 11s des Sensors 11 vom Außenbereich zu trennen, als auch um die Fläche 11s selbst vor metallischen Verunreinigungen zu schützen, die im Schmieröl der Differentialvorrichtung vorhanden sind, umfasst die Vorrichtung 1 zwei statische Dichtungselemente 12 und 13, welche axial gegenüber der Membran 10 angeordnet sind und welche zusammen wirken mit der Membran 10 selbst, um eine wasserdichte Kammer 14 um die Fläche 11s auszubilden.
Das Element 12 ist integral mit der Abschirmung 8 ausgeführt und ist zwischen der Abschirmung 8 selbst und einem umschließenden Kasten 15 angeordnet, welcher sich vom oben erwähnten Differential soweit wie die Radnabeneinheit 2 erstreckt, um im Wesentlichen im Abschnitt 81a der Wand 81 eingebettet zu sein, und es weist eine innere Gegenwirkungsschulter 16 auf, welche in einer frontalen Position in Bezug auf den Abschnitt 82a der Wand 82 angeordnet ist.
Das Element 12 umfasst zwei Dichtungslippen 121 und 122, welche sich in einer im Wesentlichen axialen Richtung vom Abschnitt 82a aus erstrecken und welche koaxial in Bezug zur jeweils anderen und in Kontakt mit der Schulter 16 angeordnet sind.
Die Lippen 121 und 122 sind geeignet, um axial verformt zu werden, wenn sie in Kontakt mit der Schulter 16 kommen, wodurch sie des Weiteren größere Toleranz in Bezug auf das Anbringen des Kastens 15 gestatten und jedes Vordringen von metallischen Verunreinigungen welcher Art auch immer vom Kasten 15 in die Richtung der Kammer 14 unterbinden. Die Lippe 121 ist radial koplanar zur Membran 10 angeordnet und weist eine im Wesentlichen sich verjüngende Form auf, während die Lippe 122 radial in der Lippe 121 angeordnet ist und sich quer vom Abschnitt 82a in die Richtung der Schulter 16 erstreckt.
In einem ersten Fall kann das Element 13 mit der Abschirmung 8 integriert sein, wie durch die durchgezogene Linie dargestellt, oder in einem zweiten Fall kann sie alternativ unabhängig von der Abschirmung 8 ausgeführt sein, um auf der Abschirmung 8 selbst angebracht zu werden, wie es durch die gestrichelte Linie dargestellt ist.
Im ersten Fall ist das Element 13 in Übereinstimmung mit der Verringerung im Durchmesser zwischen dem Abschnitt 81a und dem Abschnitt 81b der Wand 81 angeordnet und ist durch einen ringförmigen Vorsprung 131 definiert, welcher eng mit der Wand 81 selbst verbunden ist und welcher sich von der Abschirmung 8 erstreckt, um eine radiale Verlängerung der Membran 10 zu definieren, die dem Abschnitt 81a der Wand 81 beigefügt ist.
Der Vorsprung 131 kann zum Beispiel durch Vulkanisieren von Gummimaterial hergestellt werden und ist in engem Kontakt mit dem Kasten 15 angeordnet, um durch den Kasten 15 selbst zusammen gedrückt und verformt zu werden.
Im zweiten Fall ist das Element 13 statt dessen durch einen Ring 131' definiert, welcher aus Gummimaterial hergestellt ist und welcher zwischen dem Abschnitt 81a und dem Kasten 15 zwischengelegt ist, um die wasserdichte Kammer 14 gegenüber den Lippen 121 und 122 zu verschließen, und ist frei auf dem Abschnitt 81a selbst angebracht, um durch den Kasten 15 zu dem Zeitpunkt zusammen gedrückt zu werden, wenn der Kasten 15 angebracht wird.
Schließlich umfasst die Vorrichtung 1 ein dynamisches Dichtungselement 17, welches integral mit der Abschirmung 8 ausgeführt ist und welches durch eine Dichtungslippe definiert ist, die am Einschlagteil 82c verankert ist und in gleitendem Kontakt mit einem Kontaktabschnitt 45 der Fläche 42 angeordnet ist. Insbesondere ist der Abschnitt 45 dank der Anwesenheit der Zungen 64 frei von der Wand 61 gelassen, welche, da sie gestatten, die Abschirmung 6 am Laufring 4 zu verankern, auch eine Verringerung in den axialen Abmessungen der Wand 61 selbst in Bezug auf die Fläche 42 erlauben.

Claims

Dichtungsvorrichtung (1) für eine Radnabeneinheit (2), die mit einer Differentialvorrichtung verbunden ist, und mit einem Kontaktwälzlager (3) versehen ist, wobei die Dichtungsvorrichtung (1) Folgendes umfasst: eine erste Abschirmung (6), die auf einen inneren Laufring (4) des Lagers (3) schrumpfgepasst ist, einen Codierer (7), der integral mit der ersten Abschirmung (6) ausgeführt ist, um ein Signal zum Lesen der kinematischen Parameter der Funktion der Radnabeneinheit (2) zu erzeugen, und eine zweite Abschirmung (8), die an einer Stelle, welche sich der äußeren Abschirmung (6) gegenüber und außerhalb davon befindet, auf einen äusseren Laufring (5) des Lagers (3) schrumpfgepasst ist und mit zumindest einem Fenster (9) versehen ist, das durch eine Membran (10) hermetisch abgedichtet ist, und das zum Eingriff durch einen Lesesensor (11), der ein durch den Codierer (7) selbst erzeugtes Signal liest, geeignet ist; wobei die Dichtungsvorrichtung (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein statisches Dichtungselement (12) umfasst, das integral mit der zweiten Abschirmung (8) ausgeführt ist, und das zwischen der zweiten Abschirmung (8) und einem Aufnahmekasten (15) eingefügt ist, der sich vom Differential bis zur Radnabeneinheit (2) erstreckt, um eine wasserdichte Kammer (14) für eine Lesefläche (11s) des Sensors (11) zu definieren, die zumindest vom Teil des Differentials isoliert ist.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (12) zumindest eine Dichtungslippe (121) (122) umfasst, die sich in einer im Wesentlichen axialen Richtung von der zweiten Abschirmung (8) erstreckt, und in Kontakt mit einem Anschlag (16) des Kastens (15) angeordnet ist.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (12) zwei Dichtungslippen (121) (122) umfasst, die sich in einer im Wesentlichen axialen Richtung von der zweiten Abschirmung (8) erstrecken und in Kontakt mit einem Anschlag (16) des Kastens (15) angeordnet sind.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein weiteres Dichtungselement (13) umfasst, das zwischen die zweite Abschirmung (8) und den Kasten (15) eingefügt ist, um die wasserdichte Kammer (14) von der dem Differential gegenüberliegenden Seite zu verschließen.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dichtungselement (13) durch einen Ring (131') definiert ist, der aus einem Gummimaterial besteht, und der auf einem radial äußeren Abschnitt (81a) der zweiten Abschirmung (8) angebracht ist.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dichtungselement (13) durch einen Ring (131) definiert ist, der aus einem Gummimaterial besteht, und der integral mit einem äußeren Abschnitt (81a) der zweiten Abschirmung (8) ausgeführt ist.
Dichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abschirmung (6) ein axiales Blockiermittel (64) umfasst, um die erste Abschirmung (6) selbst axial auf eine äußere zylinderförmige Fläche (42) des inneren Laufrings (4) zu blockieren, während ein Kontaktabschnitt (45) der äußeren zylinderförmigen Fläche (42) selbst frei gelassen wird.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere zylinderförmige Fläche (42) des inneren Laufrings (4) eine ringförmige Auskehlung (42) zeigt, die an einer axial inneren Stelle in Bezug auf die äußere zylinderförmige Fläche (44) selbst vorhanden ist; wobei das Blockiermittel (64) in die Auskehlung (44) eingeschnappt ist, wenn die erste Abschirmung (6) angebracht ist.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein dynamisches Dichtungselement (17) umfasst, das integral mit der zweiten Ab schirmung (8) ausgeführt ist, und das in einem gleitenden Kontakt mit dem Kontaktabschnitt (45) der äusseren zylinderförmigen Fläche (42) angeordnet ist.