WAIBLER, Matthias (Kantstr. 22, Remshalden-Hebsack, 73630, DE)
| Ansprüche 1. Kappe zum Einbau auf ein Radlager (51), wobei die Kappe einen Kappenkörper (10) vorwiegend aus Kunststoff und einen Sensor aufweist, wobei die Kappe für einen Presssitz im Radlager (51) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für den Presssitz an dem Kappenkörper (10) wenigstens ein Metallteil (11) vorgesehen ist, dass eine Metall- Metall- Verpressung beim Einbau in das Radlager ermöglicht, und dass zwischen dem wenigstens einen Metallteil (11) und dem Kappenkörper (10) wenigstens ein Dichtungs- und Ausgleichselement (22) vorgesehen ist. 2. Kappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Metallteil (11) als ein Ring ausgebildet ist. 3. Kappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (11) zumindest teilweise schalenförmig erweitert ist, um einen Hohlraum zwischen dem Ring (11) und dem Kappenkörper (10) zur Aufnahme des Dichtungsund Ausgleichselements (22) zu bilden. 4. Kappe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring zur Befestigung auf dem Kappenkörper (10) umbördelt ist. 5. Kappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungs- und Ausgleichselement (22) ein O-Ring ist, der auf einen Schaft des Kappenkörpers (10) aufgefädelt ist. 6. Kappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungs- und Ausgleichselement (22) axial und/oder radial einen Leckagepfad, der zwischen dem wenigstens einen Metallteil (11) und dem Kappenkörper (10) gebildet ist, abdichtet. 7. Kappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das wenigstens eine Metallteil (11) eine vorgegebene Vorspannung auf das Dichtungs- und Ausgleichselement (22) ausgeübt wird. 8. Kappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Metallteil (11) korrosionsbeschichtet ist. 9. Radlagermodul mit einer Kappe nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 10. Verfahren zur Herstellung einer Kappe zum Einbau auf ein Radlager (51), wobei ein Kappenkörper (10) aus Kunststoff und um einen Sensor hergestellt wird, wobei die Kappe für einen Presssitz im Radlager (51) vorbereitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass für den Presssitz an dem Kappenkörper (10) wenigstens ein Metallteil (11) angebracht ist, wobei das wenigstens eine Metallteil (11) eine Metall-Metall-Verpressung beim Einbau ermöglicht und dass zwischen dem wenigstens einen Metallteil (11) und dem Kappenkörper (10) wenigstens ein Dichtungs- und Ausgleichselement (22) eingebracht wird. |
Titel
Kappe zum Einbau auf ein Radlager, Radlagermodul mit einer solchen Kappe und Verfahren zur Herstellung einer Kappe zum Einbau auf ein Radlager
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kappe bzw. ein Radlagermodul mit einer solchen Kappe bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer Kappe zum Einbau auf ein
Radlager nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
Aus US 5,814,984 ist eine Lagereinheit mit einem Dichtungskonzept bekannt, bei dem ein einziger Dichtungsring zwei auftretende Leckagepfade zwischen dem Radlager und einer Kappe, die auf das Radlager aufgesteckt wird, und zwar in einer Presspassung, abdichtet. Die Kappe beinhaltet einen Sensor,
vorzugsweise einen Drehzahlfühler.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kappe bzw. das erfindungsgemäße Radlagermodul bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer solchen Kappe zum Einbau auf ein Radlager haben demgegenüber den Vorteil, dass für den
Presssitz an einem Kappenkörper der Kappe wenigstens ein Metallteil vorgesehen ist, das für eine Metall- Metall- Verpressung beim Einbau in das
Radlager ermöglicht, indem das wenigstens eine Metallteil gegen das metallene Radlager gepresst wird. Weiterhin ist zwischen dem wenigstens einem Metallteil und dem Kappenkörper ein Dichtungs- und Ausgleichselement vorgesehen. Durch das Vorsehen des Dichtungs- und Ausgleichselements werden
Ausdehnungsunterschiede zwischen Metall und Kunststoff des Kappenkörpers kompensiert und auch eine Dichtung zwischen Metall und den Kunststoffteilen sichergestellt. Durch diese in der Kappe innen liegende Position des Dichtungsund Ausgleichselements ergeben sich folgende Vorteile: Das Dichtungs- und Ausgleichselement kann beim Transport nicht mehr verloren werden. Weiterhin kann das Dichtungs- und Ausgleichselement vor der Montage im Radlager nicht mehr beschädigt werden. Wie aus einem abhängigen Anspruch hervorgeht, wird der Anpressdruck des Dichtungs- und Ausgleichselements nicht bei der Montage der Kappe im Radlager eingestellt, was durch einen Presshub erreicht wird und sehr ungenau sein kann, sondern der Anpressdruck wird beim eigentlichen Sensoraufbau, also der Herstellung der Kappe, fein justiert. Die optimale
Verpressung ist somit unabhängig von der Montage im Radlager. Ein weiterer Vorteil ist, die innere Kompensation der unterschiedlichen
Temperaturausdehnung zwischen Metall- und Kunststoffteilen. Der weitere Leckagepfad zwischen dem Radlager und dem Metallteil wird durch die
Flächenpressung des Metallteils im Radlager sichergestellt. Da vorliegend eine
Metall-Metallverbindung zum Einsatz kommt, wird kein elastisches
Ausgleichselement mehr benötigt, da keine Temperaturunterschiede vorliegen.
Die Kappe ist zum Einbau auf ein Radlager konfiguriert und schließt es damit gegen äußere Einwirkungen ab. Die Kappe weist einen Kappenkörper auf, der vorwiegend aus Kunststoff hergestellt ist. Weiterhin weist die Kappe einen Sensor, vorzugsweise einen Drehzahlfühler auf, der durch den Kunststoff des Kappenkörpers beispielsweise umspritzt ist. Die Kappe wird selbst für einen Presssitz im Radlager ausgebildet. Erfindungsgemäß ist dieser Presssitz durch eine Metall-Metall-Verpressung beim Einbau realisiert, indem ein Metallteil, das am Kappenkörper vorgesehen ist, mit dem Metall des Radlagers diese Metall- Metallverpressung eingeht. Dieser wenigstens eine Metallteil der Kappe und der Kappenkörper umschließen ein Dichtungs- und Ausgleichselement, das die oben genannten Vorteile realisiert.
Die Kappe ist vorliegend ein Deckel und das Radlager wird vorzugsweise für Fahrzeuge, wie Automobile, eingesetzt.
Unter einem Presssitz wird verstanden, dass die Kappe in das Radlager hineingedrückt wird und durch den Presssitz festgehalten wird. Das Radlagermodul umfasst vorliegend die Kappe und das Radlager im zusammengebauten Zustand. Dieses Radlagermodul wird dann als Ganzes in das Fahrzeug eingebaut.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Gegenstände möglich. Eine vorteilhafte Ausbildung des wenigstens einen Metallteils ist ein Ring, der über den Kappenkörper und auch das Ausgleichs- und Dichtungselement gestülpt wird. Dieser Ring kann insbesondere als Fixierring bezeichnet werden. Dieser Fixierring ist vorzugsweise aus Stahl hergestellt, um die zu erwartenden hohen Einpresskräfte auszuhalten.
Der Ring kann vorteilhafter Weise, zumindest teilweise, schalenförmig erweitert sein, um einen Hohlraum zwischen dem Ring und dem Kappenkörper zur Aufnahme des Dichtungs- und Ausgleichselements zu bilden. Der Ring wird dabei vorteilhafter Weise zur Befestigung am Kappenkörper am offenen Ende umbördelt, so dass eine nicht mehr lösbare Verbindung des Kappenkörpers und des Rings hergestellt wird.
Vorteilhafter Weise ist das Dichtungs- und Ausgleichselement ein O-Ring, der auf einen Schaft des Kappenkörpers aufgefädelt ist. Darüber wird dann der Ring aus Metall übergestülpt, um den O-Ring zu fixieren.
Das Dichtungs- und Ausgleichselement kann den Leckage-Pfad, der zwischen dem wenigstens einen Metallteil mithin dem Ring und dem Kappenkörper gebildet wird, axial oder radial abdichten. Auch eine Kombination einer axialen und radialen Abdichtung ist prinzipiell möglich.
Durch das wenigstens eine Metallteil mithin dem Ring wird eine vorgegebene Vorspannung auf das Dichtungs- und Ausgleichselement ausgeübt. Damit wird, wie oben ausgeführt, der Anpressdruck an das Dichtungs- und Ausgleichselement fein justiert und ist unabhängig von der Montage der Kappe mit dem Radlager.
Vorteilhafter Weise ist das wenigstens eine Metallteil mit einem Korrosionsschutz beschichtet. Die Beschichtung ist beispielsweise eine sogenannte KTL-
Beschichtung. Das ist eine kathoddiche Tauchlackierung zur Aufbringung eines Korrossionsschutzlackes mit anschießender Wärmebehandlung (Tempern oder Einbrennen). Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Radlagermoduls vor dem zusammengebauten Zustand,
Figur 2 eine Schnittdarstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Kappe,
Figur 3 eine Schnittdarstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Kappe im auseinander gebauten Zustand,
Figur 4 diesen Teil der Kappe im zusammengebauten Zustand und
Figur 5 diese Kappe mit dem umbördelten Fixierring, der mit dem Radlager verbunden wird,
Figur 6 den Teil der Kappe im zusammengebauten Zustand mit dem Radlager mit einer radialen Abdichtung und
Figur 7 mit einer axialen Abdichtung durch das Abdichtungs- und
Ausgleichselement und
Figur 8 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens der
Kappe.
Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Radlagermodul im auseinander gebauten Zustand, d.h. die Kappe 10 ist noch nicht mit dem Radlager 13 durch den
Presssitz verbunden. Die Kappe 10, die einen Kappenkörper vorwiegend aus Kunststoff aufweist, bei dem ein Sensor durch diesen Kunststoff umspritzt ist und für den Sensor einen entsprechenden Stecker 12 aufweist, weist weiterhin einen Fixierring 11 auf, der aus Metall gefertigt ist und vorzugsweise einen
Korrosionsschutz aufweist. Mit diesem Metallring 11 als Ausführungsbeispiel für das wenigstens eine Metallteil wird mit dem Radlager 13 durch das Hineinführen 14 der Kappe 10 in das Radlager 13 ein Presssitz gebildet, d. h. eine Metall- Metall-Verpressung, die den Leckagepfad zwischen dem Fixierring 11 und dem Radlager 13 abdichtet. Diese Metall-Metall-Verpressung ermöglicht eine temperaturbeständige Verbindung und vermeidet die Verwendung eines elastischen Dichtungs- und Ausgleichselements, um unterschiedliche
Ausdehnungskoeffizienten zu kompensieren.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Kappe mit dem
Kappenkörper 20, dem Fixierring 24, der am offenen Ende umbördelt ist, was durch den Pfeil 21 dargestellt ist und teilweise durch eine Ausweitung eine Art Schale 23 bildet, so dass ein Hohlraum zwischen dem Fixierring 24 und dem Kappenkörper 20 entsteht, in den das Ausgleichs- und Dichtungselement 22, üblicherweise ein O-Ring, eingebracht ist. Durch den Fixierring 24 wird ein vorgegebener Anpressdruck auf den O-Ring 22 gegeben, so dass der O-Ring 22 entweder axial und/oder radial den Leckagepfad zwischen dem Fixierring 24 und dem Kappenkörper 20 abdichtet. Mit dem Bezugszeichen 25 ist der
durchgängige Fixierring bezeichnet. Figur 3 zeigt einen Teil des Kappenkörpers 30 im auseinander gebauten Zustand mit den anderen Teilen, Dichtungs- und Ausgleichselement 31, sowie Fixierring 32, wobei durch die Pfeile 33 die Zusammenbaurichtung angezeigt ist.
In Figur 4 werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und an der Stelle 40 wird am offenen Ende durch eine Umbördelung eine nicht lösbare
Verbindung zwischen dem Fixierring 32 und dem Kappenkörper 30 hergestellt, um einen vorgegebenen Anpressdruck auf den Dichtungsring 31 auszuüben. Damit ist eine sehr feine Justage dieses Anpressdrucks möglich. In Figur 5 wird dargestellt, wie die Kappe mit dem umbördelten Fixierring 32 und dem Dichtungs- und Ausgleichselement 31 im Inneren der Kappe, sowie dem Kappenkörper 30 auf das Radlager 51 in der Richtung 50 eingepresst wird.
Figur 6 zeigt diesen Ausschnitt des Kappenkörpers 30 mit dem Fixierring 32, dem Dichtungs- und Ausgleichselement 31, sowie dem Radlager 51 im zusammengebauten Zustand. Der Leckagepfad 61 wird durch die Metall- Metall - Verpressung zwischen dem Fixierring 32 und dem Radlager 51 gebildet, während das Dichtungs- und Ausgleichselement 31 in radialer Richtung 60 eine Abdichtung des zweiten Leckagepfads vornimmt.
Figur 7 zeigt die Alternative mit einer axialen Abdichtung 70, wobei wiederum gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wurden.
Figur 8 zeigt das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Kappe. In Verfahrensschritt 800 erfolgt das Umspritzen des Sensors mit Kunststoff, um den
Kappenkörper herzustellen. In Verfahrensschritt 801 erfolgt das Aufbringen des Metallrings mithin Fixierrings mit dem O-Ring auf den Kappenkörper. In
Verfahrensschritt 802 erfolgt das Umbördeln des Metallrings auf den
Kappenkörper, um eine nicht lösbare Verbindung herzustellen. Der O-Ring wird durch das Umbördeln und damit die Fixierung des Metallrings mit einem definierten Anpressdruck versehen und dichtet so zuverlässig den oben genannten zweiten Leckagepfad ab.