Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit zwischen einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring angeordneten und mittels eines Lagerkäfigs geführten Wälzkörpern, welche von einer stirnseitigen Eintrittsseite zu einer stirnseitigen Austrittsseite einen Schmiermitteldurchlass bilden, der durch eine zumindest am Lagerkäfig ausgebildete Schmiermittelleitstruktur beeinflusst ist.

Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die Getriebetechnik bei Kraftfahrzeugen. So kommen Wälzlager der hier interessierenden Art, insbesonde re in Form von Rollenlagern oder Kugellagern, bei Kraftfahrzeuggetrieben zum Ein satz, um vornehmlich Radiallagerstellen für eine an- oder abtriebsseitige Getriebewel le zu bilden. Hierbei werden die Wälzlager gewöhnlich mit einem Getriebeöl als Schmiermittel versorgt, um einen Lagerverschleiß zu minimieren. Das von außen her dem Wälzlager insoweit zugeführte Schmiermittel tritt je nach Schmiermittelkreislauf gewöhnlich an einer stirnseitigen Eintrittsseite in den Bereich zwischen den Lagerrin gen ein, umströmt anschließend in Axialrichtung den entsprechend durchlässigen La gerkäfig mit den Wälzkörpern, um an der gegenüberliegenden Austrittsseite wieder aus dem Wälzlager zu entweichen.

Die vorliegende Erfindung ist auf die Problematik einer Überversorgung von Schmier mittel fokussiert, welche sogenannte Planschverluste hervorruft, die den Wirkungs grad des Getriebes merkbar verringern. Daher sind neben der Vermeidung einer Mangelschmierung andererseits auch Maßnahmen erforderlich, um die Schmiermit telmenge im Wälzlager so zu reduzieren, dass keine signifikanten Planschverluste entstehen.

Stand der Technik

Aus dem allgemein bekannten Stand der Technik gehen technische Lösungen hervor, welche zur Vermeidung von Planschverlusten die durch das Wälzlager hindurchflie ßende Schmiermittelmenge dadurch reduzieren, dass Lagerkäfige zum Einsatz kom- men, welche das Wälzlager nach außen weitestgehend verschließen. Der Käfigsteg weist dabei zu den benachbarten Lagerringen möglichst geringe Spaltbreiten auf, um den Querschnitt des Schmiermitteldurchlasses seitens der Eintrittsseite zu reduzieren. Aus der DE 102016 105 110 A1 geht eine derartige technische Lösung hervor, bei weicher ein Kegelrollenlager mit einem schmiermitteldurchlassoptimierten Lagerkäfig versehen ist. Dieser weist an der hier als erste Seite bezeichneten Eintrittsseite gerin gere Spaltbreiten in Bezug auf die benachbarten Lagerringe auf als auf der hier als zweite Seite bezeichneten Austrittsseite. Ferner ist der spezielle Lagerkäfig mit hier sogenannten Taschen versehen, welche die kegelförmigen Rollen halten, derart, dass diese sich auch in radialer Richtung nicht nach außen bewegen können. Die an der stirnseitigen Eintrittsseite des Wälzlagers realisierte reduzierte Spaltbreite wirkt zu sammen mit einer am Lagerkäfig ausgebildeten im Querschnitt stumpfwinkligen Prall struktur, welche dafür vorgesehen ist, hier stirnseitig auftreffendes Schmiermittel zu sätzlich zurückzuhalten. Die Effizienz dieser Prallstruktur richtet sich nach der zur Ver fügung stehenden Käfighöhe.

Aus der JP 2012 149744 A geht eine hier bei einem Kugellager verwirklichte Schmiermittelleitstruktur hervor. Bei dieser Schmiermittelleitstruktur wird eindringen des Schmiermittel durch eine abgeschrägte Formgebung eines rechten Ringteils des Lagerkäfigs in den Spalt zwischen dem Wälzkörper und der Laufbahn des Lagerau ßenrings geleitet, wozu die während des Betriebes auftretenden Zentrifugalkräfte ge nutzt werden. Von hier aus gelangt das Schmiermittel im Bereich der gegenüberlie genden Stirnseite aus dem Wälzlager aus. Auch dieser Lagerkäfig weist eine große Käfighöhe zur Spaltreduzierung auf, besitzt jedoch nicht im Gegensatz zu dem vor stehend diskutierten Stand der Technik eine Prallstruktur, um eintrittsseitig auftreffen des Schmiermittel teilweise auch vom Eindringen in das Lagerinnere abzuhalten.

Ganz im Gegenteil fördert die Formgebung des Lagerkäfigs den Schmiermitteldurch lass, so dass hier trotz Spaltbreitenreduzierung bei den eingangs genannten Anwen dungsfällen signifikante Planschverluste zu befürchten sind.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wälzlager der gattungsge mäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass mit einfachen technischen Mitteln Planschverluste zuverlässig reduziert werden können. Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe wird ausgehend von einem Wälzlager gemäß dem Oberbegriff von An spruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfol genden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wie der.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zumindest auf der Eintrittsseite eines Wälzlagers einerseits an dem Lagerinnenring und andererseits an dem Lager käfig durch einen Schmiermittelspalt unterbrochene, miteinander korrespondierende Prall- und Um kehrflächen ausgebildet sind, um stirnseitig auftreffendes Schmiermittel zurückzuhalten.

Mit anderen Worten nutzt die erfindungsgemäße Lösung stirnseitige Flächenanteile sowohl des Lagerkäfigs als auch des Lagerinnenrings und/oder Lageraußenrings, um gegenüber dem Stand der Technik die wirksame Prallstruktur zu vergrößern, so dass im Zusammenwirken mit der während des Betriebs auftretenden Zentrifugalkraft eine radiale Schleuderwirkung das auftreffende Schmiermittel besser ableitet. Hierdurch wird der Anteil des in das Lager eindringenden und hier reibungsreduzierend wirken den Schmiermittels auf ein Maß begrenzt, welches Planschverluste insbesondere im Rahmen der eingangs genannten Anwendungen vermeidet. Andererseits kann noch hinreichend viel Schmiermittel in das Lagerinnere gelangen, so dass auch eine Man gelschmierung nicht zu befürchten ist.

Die erfindungsgemäß bauteilübergreifenden Prall- und Umkehrflächen lassen sich fer tigungstechnisch in einfacher Weise umsetzen. Da der Lagerkäfig vorzugsweise aus Kunststoff bestehend spritzgießtechnisch hergestellt wird, hat lediglich eine Modifika tion der Spritzgießform zu erfolgen. Seitens des Lagerrings kann die Prall- und Um kehrfläche spanend, beispielsweise durch Eindrehen einer nutförmigen Randausneh mung, eingebracht werden. Es sei explizit darauf hingewiesen, dass die Prall- und Umkehrflächen sowohl die Funktion eines Aufprallens übernehmen, wozu die erfin dungsgemäße Lösung eine relativ große Aufprallfläche zur Verfügung stellt, so dass der erfindungsgemäße Effekt hierdurch maximiert wird. Die zweite Funktion einer Um kehr der Fließrichtung des Schmieröls wird durch die in Verlaufsrichtung nach außen weisende Formgebung in Verbindung mit den auftretenden Zentrifugalkräften reali siert.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sind die lagerringseitigen Teile der erfindungsgemäßen Prall- und Umkehrflächen seitens des drehenden Lagerinnen rings ausgebildet, und zwar durch eine dort an einer radial äußeren Außenkante ein- gebrachten Randausnehmung. Die radial äußere Außenkante wird zwischen der Stirnseite des Lagerinnenrings und der Innenringfläche gebildet. Da der in diesem Be reich bestehende Spalt zwischen Lagerinnenring und Lagerkäfig für die Schmiermit telzufuhr im Gegensatz zum lageraußenringseitigen Spalt wichtiger ist, ist die Anbrin gung der Prallstruktur in diesem Spaltbereich am wirksamsten. Die Randausnehmung umfasst vorzugsweise eine nicht-achsparallele trichterförmig zulaufende axiale Ein laufschräge und eine sich hieran anschließende nach außen gerichtete radiale Aus laufschräge. Trifft Schmiermittel bei zusätzlich wirkenden Zentrifugalkräften auf eine derart gerichtete Prallstruktur auf, so wird dieses wirksam gesammelt und anschlie ßend nach außen hin abgeführt. Dabei überspringt das umgeleitete Schmiermittel in Radialrichtung die Spaltbreite zwischen Lagerinnenring und Lagerkäfig.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist die seitens des drehenden Lagerkäfigs ausgebildete Prall- und Umkehrfläche durch eine an einer radial inneren Außenkante eingebrachte Randausnehmung oder auch nur Randabschrägung gebildet. Hierdurch fängt der Lagerkäfig das im Bereich des Lagerinnenrings umgeleitete Schmiermittel auf und führt dieses im weiteren Verlauf nach außen hin mit Unterstützung der Zentri fugalkräfte ab.

Dabei kann die Randausnehmung auch lediglich aus einer Randabschrägung beste hen, welche nicht-achsparallel trichterförmig verläuft und sich nach außen hin aufwei tet, um den gewünschten Ablauf sicherzustellen.

Gemäß einerweiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme ist es auch denkbar, die Randausnehmung oder Randabschrägung in Umfangsrichtung segmentiert aus zubilden. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Abprallstruktur nicht über den gesamten Umfangskreis realisiert sein muss, sondern unterbrochen, also segmentiert. Dabei können neben den nach außen führenden axialen Auslaufschrägen auch nach innen führende axiale Einlaufschrägen vorgesehen werden, welche das Schmiermittel nicht abweisen, sondern in das Lagerinnere befördern. Auf diese Weise lässt sich die Schmiermittelzufuhr zum Lagerinneren anwendungsspezifisch steuern, um sowohl Planschverluste als auch eine Mangelschmierung zu vermeiden. Insoweit wird hier al so die Zurückweisungsfunktion von eintretendem Schmiermittel kombiniert mit einer zulauffördernden Funktion, welche sich durch Variation der Flächenanteile an ver schiedene Anwendungsfälle anpassen lässt.

Die erfindungsgemäße Lösung kann in zwei Varianten umgesetzt werden. Zum einen ist es möglich, der an der Außenkante des Lagerinnenrings eingebrachten Randaus nehmung eine größere Erstreckung in Radialrichtung als in Axialrichtung beizumes sen. Hierdurch wird die Aufprallfläche maximiert. Kommt es auf eine maximale Auf prallfläche nicht an, sondern nur auf eine Abweisung von in die Spaltbreite eintreten den Schmiermittels, so ist es gemäß der zweiten Variante auch möglich, dass die an der Außenkante des Lagerinnenrings eingebrachte Randausnehmung eine größere Erstreckung in Axialrichtung als in Radialrichtung aufweist. In diesem Falle erstreckt sich die Randausnehmung im Wesentlichen entlang des Schmiermittelspalts zwischen Lagerinnenring und Lagerkäfig und ist dort mit einander zusammenwirkenden Um kehrflächen zur Ableitung eintretenden Schmiermittels im Zusammenwirken mit der Zentrifugalkraft versehen.

Detailbeschreibunq anhand der Zeichnung

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fi guren näher dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Wälzlagers mit hieran im Detail D angebrachten Prall- und Umkehrflächen,

Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht des Details D in einer ersten Ausfüh rungsform, Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht des Details D in einer zweiten Ausfüh rungsform,

Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht des Details D in einer dritten Ausfüh rungsform.

Gemäß Fig. 1 besteht das hier als Kegelrollenlager ausgebildete Wälzlager im We sentlichen aus einem Lageraußenring 1 sowie einem Lagerinnenring 2, zwischen de nen eine Mehrzahl kegliger Wälzkörper 3 angeordnet sind. Die Wälzkörper 3 sind durch einen aus einem Kunststoffmaterial bestehenden Lagerkäfig 4 gehalten und ge führt.

Der Lagerkäfig 4 bildet sowohl an einer Eintrittsseite 5a von zuzuführendem Schmiermittel als auch an einer gegenüberliegenden Austrittsseite 5b im Zusammen wirken mit den Lagerringen je einen ringspaltförmigen Schmiermitteldurchlass. Um Planschverluste zu verhindern, ist der Schmiermitteldurchlass auf der Eintrittsseite 5a kleiner als auf der Austrittsseite 5b.

Gemäß Fig. 2 umfasst die seitens des drehenden Lagerinnenrings 2 ausgebildete Prall- und Umkehrfläche 7a eine an einer radial äußeren Außenkante des Lagerinnen rings eingebrachte Randausnehmung 8. Die Randausnehmung 8 ist begrenzt von ei ner nicht-achsparallelen trichterförmig zulaufenden axialen Einlaufschräge 9 und einer sich hieran in Fließrichtung anschließenden und nach außen gerichteten radialen Aus laufschräge 10.

Die seitens des drehenden Lagerkäfigs 4 ausgebildete Prall- und Umkehrfläche 7b ist durch eine an einer radial inneren Außenkante eingebrachte Randausnehmung 11 gebildet. Die Randausnehmung 11 umfasst eine nicht-achsparallele trichterförmig zu laufende und nach außen führende axiale Auslaufschräge 12 sowie eine sich in Fließ richtung hieran anschließende radiale Einlaufschräge 13, welche den hier per Pfeil dargestellten Schmiermittelfluss, der vom Lagerinnenring 2 ausgeht und durch die Zentrifugalkräfte in den Bereich des Lagerkäfigs 4 übertragen wird. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist anstelle der vorstehend be schriebenen Randausnehmung 11 lediglich eine Randabschrägung 14 seitens des Lagerkäfigs 4 vorgesehen. Die Randabschrägung 14 der lagerkäfigseitigen Prall- und Umkehrfläche 7b bildet in Umfangsrichtung gesehen ebenfalls eine Trichterform, wel che sich nach außen öffnet, um einen Abfluss des Schmiermittels in der durch den angedeuteten Pfeil dargestellten Weise zu ermöglichen.

Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Randausnehmung 11 des Lagerkäfigs 4 segmentiert ausgeführt. Insoweit sind hier neben den nach außen führenden axialen Auslaufschrägen 12' auch nach innen führende axiale Einlauf schrägen 15 vorgesehen, welche sich einander abwechseln, wobei die axialen Ein laufschrägen 15 Schmiermittel auch teilweise in das Lagerinnere befördern. Bei die sem dritten Ausführungsbeispiel wird also lediglich eine Teilabweisung von stirnseitig auf die Schmiermittelleitstruktur auftreffenden Schmiermittels bewirkt, wohingegen ein Teil des Schmiermittels auch aktiv in das Lagerinnere eingeleitet wird, um eine Man gelschmierung zu vermeiden.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen drei Ausfüh rungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So weist bei den vor stehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die an der radial äußeren Außenkante des Lagerinnenrings eingebrachte Randausnehmung 8 stets eine größere Erstre ckung in Radialrichtung als in Axialrichtung auf. Es ist jedoch auch denkbar, die an der besagten Außenkante des Lagerinnenrings eingebrachte Randausnehmung in Axial richtung mit einer größeren Erstreckung auszubilden als in Radialrichtung. Über kon struktive Variationen zwischen beiden Möglichkeiten kann der Zustrom des in das La gerinnere eintretenden Schmiermittels je nach Beaufschlagung, geometrischen Ver hältnissen und dynamischen Eigenschaften gesteuert werden. Bezuqszeichenliste

Lageraußenring

Lagerinnenring

Wälzkörper

Lagerkäfig a stirnseitige Eintrittsseite b stirnseitige Austrittsseite Schmiermittelspalt a innenseitige Prall- und Umkehrfläche b käfigseitige Prall- und Umkehrfläche Randausnehmung (Lagerinnenring) axiale Einlaufschräge 0 radiale Auslaufschräge 1 Randausnehmung (Lagerkäfig) 2 Auslaufschräge 3 radiale Einlaufschräge 4 Randabschrägung 5 axiale Einlaufschräge