DE3049090C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager, ins­ besondere für Radlagerungen in Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem mit einem radial nach außen gerichteten Befe­ stigungsflansch versehenen Innenring, einem Außenring und dazwischen umlaufenden Wälzkörpern, mindestens einer auf einer Seite des Außenringes angeordneten, auf dem Innen­ ring befestigten Kappe mit einem zwischen Außenring und Befestigungsflansch des Innenringes radial sich erstrec­ kenden Abschnitt mit einem an seinem radial äußeren Ende anschließenden, zum Außenring hin gerichteten ringförmi­ gen Kragen, und einem am Außenring befestigten, radial unter dem Kragen auf der Kappe gleitenden Dichtungsring.

Ein Wälzlager der genannten Art ist bekannt, bei dem ein zum Außenring seitlich offener Raum von einem Kragen der Kappe abgedeckt ist (DE-GM 74 34 724). Hier gleiten die Dichtlippen des Dichtungsringes auf dem radialen Abschnitt der bei Radlagerungen im Vergleich zum Innenring relativ kühl laufenden Kappe. Dadurch erleiden die empfindlichen Dichtlippen im Betrieb nur eine geringfügige thermische Beanspruchung und haben dementsprechend eine relativ lange Gebrauchsdauer. Wenn die gleitenden Dichtlippen des Dichtungsringes nach längerem Betrieb trotzdem einen gewissen Verschleiß aufweisen, tritt das Schmier­ mittel des Wälzlagers unter den Dichtlippen des Dich­ tungsringes durch. Das Schmiermittel gelangt dann in den von dem Kragen der Kappe abgedeckten Raum und wird dort festgehalten. Da dieser Raum aber zum Außenring hin seitlich offen ist, wird das Schmiermittel in die­ sem Raum nicht immer sicher genug festgehalten.

Ein anderes Wälzlager ist bereits vorgeschlagen worden, bei dem zwischen dem Dichtungsring und dem Befestigungs­ flansch des Innenringes ein durch das freie Ende einer Kappe radial außen und seitlich abgedeckter Schmiermittel­ sammelraum gebildet ist (DE 30 12 421 A1, Patentanmeldung mit älterem Zeitrang).

Das im Schmiermittelsammelraum befindliche Schmiermittel (Fett) kann sich hier bei radialen Fahrstößen und ent­ sprechenden, am Schmiermittel angreifenden Massenkräften ungehindert radial nach innen bewegen und in dem Zwi­ schenraum zwischen dem Befestigungsflansch des Innen­ ringes und dem Dichtungsring des Außenringes eindringen. Da im Wälzlager immer ein bestimmtes Spiel vorhanden ist, wird der Zwischenraum zwischen dem Befestigungsflansch und dem Dichtungsring im Fahrbetrieb dauernd etwas ver­ kleinert und vergrößert, d. h. der Außenring verlagert sich innerhalb gewisser Grenzen relativ zum Innenring. Das im Zwischenraum befindliche Schmiermittel kann da­ durch in extremen Fällen in die Umgebung des Wälzlagers gepumpt werden und dort Schaden anrichten.

Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager der angegebenen Gattung noch weiter zu verbessern, insbesondere den Verschleiß der Dichtlippen des Dichtungsringes zu verringern und gleichzeitig sicherzustellen, daß in extremen Fällen kein Schmiermittel aus dem Wälzlager heraus in die Umge­ bung des Wälzlagers gelangen kann. Das Wälzlager soll außerdem wirtschaftlich herstellbar und einfach montier­ bar sein.

Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß das im Schmiermittelsammelraum befindliche Schmiermittel lediglich über kleine Öffnungen, die den Durchfluß dros­ seln, in den Zwischenraum zwischen dem Dichtungsring und der Kappe eindringen kann. Bei im Fahrbetrieb auftreten­ den Fahrstößen und kurzzeitigen radial nach innen gerich­ teten Massenkräften kann also nur sehr wenig Schmiermit­ tel durch die kleinen Öffnungen hindurch in den Schmier­ mittelraum eindringen. Damit ist die Gefahr abgewendet, daß sich Schmiermittel im Zwischenraum ansammelt, welches unter Umständen durch den Dichtspalt und/oder unter der Dichtlippe des Dichtungsringes hindurch nach außen aus­ treten und in der Umgebung des Wälzlagers (z. B. auf den Reibflächen der Scheibenbremse) Schaden anrichten kann. Da die empfindlichen Dichtlippen des Dichtungsringes auf der relativ kühlen Kappe gleiten, haben diese im Betrieb (mit durch die Scheibenbremse aufgeheizten Innenring) einen geringeren Verschleiß, also eine vorteilhafte lange Gebrauchsdauer.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Mit der Anordnung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß ein relativ großer Schmiermittelsammelraum bei kompak­ ter Bauweise des Wälzlagers in der Kappe einfach her­ gestellt werden kann.

Mit der Anordnung nach Anspruch 3 ist nicht nur eine zusätzliche Vergrößerung des Schmiermittelsammelraums durch den anschließenden Spaltraum gegeben, sondern es wird auch eine vorteilhafte Wärmeisolierung des radialen Abschnittes vom Befestigungsflansch des Innenringes er­ zielt.

Die Anordnung nach Anspruch 4 weist auf eine vorteil­ hafte Zentrierung der Kappe auf dem Innenring hin.

Mit der Anordnung nach Anspruch 5 ist eine wesentliche Vereinfachung des Wälzlagerzusammenbaus gegeben. Beim Zusammenbau kann nämlich die Kappe in einem größeren Ab­ stand vom Außenring gehalten werden, damit der Außenring ungehindert in eine verschwenkte und/oder exzentrische Lage zum Innenring gebracht und die Wälzkörper in an sich bekannter Weise zwischen dem Innenring und dem Außenring eingefüllt werden können. Nach dem Einfüllen der Wälzkör­ per kann die Kappe gegen den Außenring axial angestellt und in der gewünschten Stellung auf dem Innenring befe­ stigt werden.

Mit der zusätzlichen Ausgestaltung nach Anspruch 6 sind die Fertigung und die Montage des Wälzlagers vereinfacht, denn die Kappe wird durch das elastische Mittel selbst­ tätig gegen die Schulter des Innenringes angedrückt. Die Kappe wird also auch dann spielfrei auf dem Innenring festgehalten, wenn zwischen Kappe und Innenring wirt­ schaftlich große Fertigungstoleranzen vorhanden sind.

Mit der Anordnung nach Anspruch 7 wird das Schmiermittel (Öl) im Schmiermittelsammelraum zusätzlich festgehalten. Der ölspeicherfähige Werkstoff kann übrigens als wärme­ dämmendes Mittel dienen, welches die Wärmeleitung vom durch die Bremse aufgewärmten Innenring zu den Gleit­ flächen der temperaturempfindlichen Dichtlippen des Dichtungsringes auf der Kappe hindert.

Der Anspruch 8 weist schließlich auf eine einfach aus­ gebildete Kappe hin, die im Preß- und/oder Stanzverfah­ ren der Massenfertigung wirtschaftlich hergestellt wer­ den kann.

Das erfindungsgemäße Wälzlager wird in der nachfol­ genden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Wälz­ lager einer Radlagerung und

Fig. 2 bis 4 einen teilweisen Längsschnitt durch abgeänderte Wälzlager einer Radlagerung.

Mit 1 ist in Fig. 1 ein Wälzlager für eine Radlagerung in einem Kraftfahrzeug bezeichnet, welches aus einem In­ nenring 2, einem Außenring 3 und dazwischen umlaufenden, in zwei Reihen angeordneten kugelförmigen Wälzkörpern 4 besteht. Der Innenring 2 wird in an sich bekannter Weise durch eine mit diesem verbundene Antriebswelle (nicht gezeigt) drehend angetrieben. Wie in Fig. 1 zu sehen, besitzt der Innenring auf seiner in der Zeichnung linken Seite einen radial nach außen gerichteten Befestigungs­ flansch 5, an dem die Radfelge 6 mittels Schrauben 7 be­ festigt ist.

Der Außenring 3 hat einen radialen Flansch 8 zum Befe­ stigen des Außenringes 3 an Radaufhängeelementen (nicht gezeigt) des Fahrgestelles. Auf seiner vom Befestigungs­ flansch 5 des Innenrings 2 abgekehrten Seite ist ein auf dem Innenring 2 gleitender Dichtring 9 in der Bohrung des Außenringes 3 eingebaut.

Die kugeligen Wälzkörper 4 beider Reihen sind in einem gemeinsamen Käfig 10 im Abstand voneinander geführt.

Auf seiner dem Befestigungsflansch 5 des Innenringes 2 zugekehrten Seite ist ein Dichtungsring 11 auf der Man­ telfläche 12 des Außenringes 3 festgesetzt. Ein seit­ lich aufgeschobener Schutzring 13 hält den Dichtungs­ ring 11 auf der Mantelfläche 12 fest und schützt die­ sen vor Steinschlag von außen.

Der Dichtungsring 11 weist zwei Dichtlippen 14 auf, wel­ che auf der Kappe 15 die vom Bandwerkstoff im Preß- und Stanzverfahren spanlos hergestellt sein kann, gleiten. Die Kappe 15, welche auf der dem Befestigungsflansch 5 zugekehrten Seite des Außenringes 3 angeordnet ist, weist einen radial sich erstreckenden Abschnitt 16 auf. Der radiale Abschnitt 16 besitzt an seinem radial äu­ ßeren Ende den einstückig mit diesem verbundenen Zen­ trieransatz 17. Der Zentrieransatz 17 ist auf der Man­ telfläche des Befestigungsflansches 5 axial aufgeschoben und auf diesem festgesetzt. Der radiale Abschnitt 16 weist übrigens an seinem inneren Ende den inneren Zen­ trieransatz 18 auf, der auf der Mantelfläche des Innen­ ringes 2 axial verschiebbar sitzt.

Die Kappe 15 hat einen angeformten Kragen 19, der an seinem Umfang einen radial außen und seitlich geschlos­ senen Schmiermittelsammelraum 20 aufweist. Im vorlie­ genden Fall ist der Schmiermittelsammelraum 20 durch einen Ringraum im Kragen 19 der Kappe 15 gebildet. Dieser Ringraum ist von der radial äußeren Wandung 21, der radial inneren Wandung 22 und der auf der dem Außenring 3 zugekehrten Seite liegenden Seiten­ wandung 23 begrenzt. Auf der der Seitenwandung 23 gegenüberliegenden Seite ist der Schmiermittelsammel­ raum 20 durch die Seitenfläche des Befestigungsflan­ sches 5 geschlossen.

Der Schmiermittelsammelraum 20 mündet hier radial nach innen in einen zwischen dem radialen Abschnitt 16 der Kappe 15 und den seitlich gegenüberliegenden Befesti­ gungsflansch 5 des Innenringes 2 gebildeten Spaltraum 24.

In der radial innen liegenden Wandung 22 des Kragens 19 sind mehrere am Umfang verteilte kleine durchgehende Öffnungen 25 durch Stanzen oder Bohren eingearbeitet.

Falls bei längerem Betrieb die Dichtlippen 14, welche unter dem Kragen 19 auf der Kappe 15 gleiten, Ver­ schleiß aufweisen und dementsprechend etwas Schmier­ mittel (Fett) des Wälzlagers 1 unter die Dichtlippen 14 durchtritt, wird dieses Schmiermittel an der radial in­ neren Wandung 22 des Kragens 19 aufgefangen und durch die Öffnungen 25 in den Schmiermittelsammelraum 20 wei­ tergeleitet. Da im vorliegenden Fall der Innenring 2 zusammen mit der auf diesem festgesetzten Kappe 15 ro­ tiert wird das durchtretende Schmiermittel infolge Fliehkraft besonders wirkungsvoll in den Schmiermittel­ sammelraum gefördert.

Beim Zusammenbau des Wälzlagers 1 ist die Radfelge 6 noch nicht am Befestigungsflansch 5 des Innenringes 2 festgeschraubt. Deshalb kann die Kappe 15 dann vom Außenring 3 in einem größeren Abstand auf dem Innen­ ring 2 gehalten werden, so daß der Spaltraum 24 ver­ schwindet. Die Dichtlippen 14 des Dichtungsringes 11 verlieren dann ihren Gleitkontakt mit der Kappe. Zum Einfüllen der Wälzkörper 4 zwischen Innenring 2 und Außenring 3 kann dann der Außenring ungehindert ver­ schwenkt und/oder exzentrisch zum Innenring 3 verla­ gert werden, ohne daß die Dichtlippen 14 auf der Kappe 15 verklemmt und beschädigt werden. Nach dem Einfüllen der Wälzkörper 4 und dem Einbau des Käfigs 10 sind der Innenring 2 und der Außenring 3 über die Wälzkörper 4 konzentrisch zueinander gehalten. Die Kappe 15 kann dann ungehindert auf dem Innenring 2 axial gegen den Außenring 3 angestellt werden. Nach dem Befestigen der Radfelge 6 am Befestigungsflansch 5 ist die Kappe 15 gegenüber Zurückschieben auf dem Innenring 2 seit­ lich festgehalten.

In Fig. 2 ist ein abgeändertes Wälzlager 26 einer Rad­ lagerung gezeigt, das ähnlich wie beim vorhergehend be­ schriebenen, in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel konstruiert ist. Dieses Wälzlager 26 weist jedoch eine Kappe 15 mit kleinen, durchgehenden Öffnungen 27 auf, die zwischen einer radial innen und einer radial außen auf der Kappe 15 gleitenden Dichtlippe 28, 29 des Dich­ tungsringes 11 am Umfang angeordnet sind. Die radial äußere Dichtlippe 29 verhindert, daß Feuchtigkeit von außen in den Schmiermittelsammelraum 20 eindringen kann.

Zwischen der Seitenwandung 23 der Kappe 15 und der Stirnfläche des Schutzringes 13 ist bei diesem Wälz­ lager ein enger Dichtspalt 30 gebildet. Dieser Dicht­ spalt 30 verhindert, daß grobe Verunreinigungen von außen zu den empfindlichen Dichtlippen 28, 29 vordrin­ gen und diese beschädigen können.

Die Kappe 15 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel axial verschiebbar auf den Außenring 2 gesetzt, so daß der Zusammenbau des Wälzlagers 26 erleichtert wird. Am vom Außenring 3 wegweisenden Ende des Kragens 19 hat die Kappe 15 eine radial nach innen gerichtete wulstför­ mige Ausbauchung 31, die hinter dem Befestigungsflansch 5 geschnappt ist und somit die Kappe 13 auf dem Innen­ ring 2 seitlich festhält.

In Fig. 3 ist ein weiteres abgeändertes Wälzlager 32 dargestellt. Dieses ist ähnlich wie das in Fig. 1 ge­ zeigte Wälzlager gebaut. Das Wälzlager 32 besitzt je­ doch einen Schmiermittelsammelraum 20, der mit einem ölspeicherfähigen Werkstoff, z. B. einem offenporig geschäumten, in den Schmiermittelsammelraum 20 einge­ spritzten Kunststoff gefüllt ist. Am Umfang der ra­ dial innen liegenden Wandung 22 des Kragens 19 sind relativ kleine durchgehende Öffnungen 33 durch schma­ le Schlitzspalte gebildet, welche zwischen einer in den Schmiermittelsammelraum 20 radial nach außen einge­ stoßenen Lasche 34 und den entsprechenden Schnittkanten der Wandung 22 bestehen. Infolge Fliehkrafteinwirkung wird das unter den Dichtlippen 14 des Dichtungsringes 11 durchtretende Schmiermittel an der Wandung 22 des Kragens 19 aufgehalten und an den schräg radial nach außen weisenden Flächen der Laschen 34 in den Schmier­ mittelsammelraum 20 hineingefördert. Der ölspeicher­ fähige Werkstoff im Schmiermittelsammelraum 20 ver­ hindert zusätzlich zur Wandung 22 des Schmiermittel­ sammelraumes 20, daß Schmiermittel bei Fahrstößen oder dgl. durch die Öffnungen 33 radial nach innen in den Zwischenraum zwischen dem Dichtungsring 11 und der Kappe 15 gestoßen wird und schließlich in die Umgebung des Wälzlagers 32 gelangt.

Ein abgeändertes Wälzlager ist in Fig. 4 gezeigt. Zwi­ schen dem radialen Abschnitt 16 der Kappe 15 und dem Be­ festigungsflansch 5 ist hier eine Dichtscheibe 35 aus elastisch kompressiblem, wärmedämmendem Werkstoff, z. B. Kunststoff, eingebaut. Diese Dichtscheibe 35 dichtet den Spaltraum 24 ab, so daß kein Schmiermittel in diesen ein­ dringen kann. Außerdem dient die Dichtscheibe 35 hier als elastisches, den Zentrieransatz 18 der Kappe 15 gegen die Schulter 26 des Innenringes 2 axial anstellendes Mittel. Der Zentrieransatz 18 weist im vorliegenden Fall schmale Schlitze 37 auf, so daß dieser in die Ringnut 38 der Man­ telfläche des Innenringes 2 eingefedert werden kann.

Am vom Außenring 3 wegweisenden radial äußeren Ende der Kappe 15 sind radial nach innen weisende, auf der Mantel­ fläche des Befestigungsflansches 5 sitzende Vertiefungen 39 eingeformt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel braucht die Radfelge 6 nicht ausgebaut zu werden, wenn die Kappe 15, z. B. zum Einfüllen der Wälzkörper 4 oder zum Auswechseln des Dichtungsringes 11, in axialer Richtung auf dem Innenring 2 vom Außenring 3 weggeschoben werden soll. Zwischen der Stirnseite des vom Außenring 3 wegweisen­ den radial äußeren Endes der Kappe 15 und der gegen­ überliegenden Seitenfläche der Radfelge 6 ist nämlich ein genügend großer Abstand 40 zum axialen Verschieben der Kappe auf dem Innenring 2 vorhanden. Die Kappe 15 kann also entgegen der Federkraft der Dichtscheibe 15 axial verstellt werden, so daß der Zentrieransatz 18 von der Schulter 36 wegbewegt wird. Die Kappe 15 kann zu diesem Zweck mit einem geeigneten Werkzeug in den Vertiefungen 39 angefaßt und axial bewegt werden. Nach dem Loslassen der Kappe 15 wird diese durch die ela­ stische Dichtscheibe 35 selbsttätig gegen die Schulter 36 axial verstellt und somit in betriebsbereite Stel­ lung gebracht.

Der Schmiermittelsammelraum 20 ist durch einen Ringraum im Kragen 19 der Kappe 15 gebildet. Schmale axial ver­ laufende Schlitze sind in der radial innen liegenden Wandung 22 eingearbeitet, welche relativ kleine durch­ gehende Öffnungen 41 in dieser Wandung 22 darstellen. Zwischen der dem Außenring 3 zugekehrten Seitenwandung 23 und der dieser gegenüberliegenden Stirnfläche des Schutzringes 13 ist ein enger Dichtspalt 30 gebildet.

Claims (8)

1. Wälzlager, insbesondere für Radlagerungen in Kraft­ fahrzeugen, bestehend aus einem mit einem radial nach außen gerichteten Befestigungsflansch versehenen In­ nenring, einem Außenring und dazwischen umlaufenden Wälzkörpern, mindestens einer auf einer Seite des Au­ ßenringes angeordneten, auf dem Innenring befestigten Kappe mit einem zwischen Außenring und Befestigungs­ flansch des Innenringes radial sich erstreckenden Ab­ schnitt mit einem an seinem radial äußeren Ende an­ schließenden, zum Außenring hin gerichteten ringför­ migen Kragen und einem am Außenring befestigten, radial unter dem Kragen auf der Kappe gleitenden Dichtungsring, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (19) der Kappe (15) an seinem Umfang mindestens einen radial nach außen und seitlich geschlossenen Schmiermittelsammelraum (20) aufweist, welcher durch eine radial innen liegende Wan­ dung (22) des Kragens (19) begrenzt ist, und daß in der radial innen liegenden Wandung (22) mindestens eine relativ kleine zum Schmiermittelsammelraum (20) durchgehende Öffnung (25, 27, 33, 41) eingearbeitet ist.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelsammelraum (20) durch einen ein­ zigen Ringraum im Kragen (19) der Kappe (15) gebildet ist, welcher von einer radial äußeren Wandung (21), von der radial inneren Wandung (22) und mindestens auf seiner dem Außenring (3) zugekehrten Seite an einer Seitenwandung (23) des Kragens (19) begrenzt ist.

3. Wälzlager nach Anspuch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schmiermittelsammelraum (20) radial nach innen in mindestens einen zwischen dem radialen Ab­ schnitt (16) der Kappe (15) und dem seitlich gegen­ überliegenden Befestigungsflansch (5) des Innenringes (2) gebildeten, geschlossenen Spaltraum (24) einmün­ det.

4. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der sich radial erstrecken­ de Abschnitt (16) der Kappe (15) an seinem radial äu­ ßeren und/oder an seinem radial inneren Ende einen Zen­ trieransatz (17, 18) zum Befestigen der Kappe (15) auf den Innenring (2) aufweist.

5. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kappe (15) axial ver­ schiebbar auf den Innenring (2) gesetzt ist.

6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kappe (15) und dem gegenüberlie­ genden Befestigungsflansch (5) des Innenringes (2) ein elastisches, die Kappe (15) gegen eine Schulter (36) des Innenringes (2) axial anstellendes Mittel (35) eingebracht ist.

7. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelsammel­ raum (20) zumindest zum Teil mit einem Ölspeicher­ fähigen Werkstoff gefüllt ist.

8. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (15) vom Band­ werkstoff spanlos hergestellt ist.