-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Schmieren eines Lagers in einem Gehäuse. Solch ein gattungsgemäßes System ist der Art nach im Wesentlichen aus der
JP 2015 - 145 719 A bekannt.
-
Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die
DE 564 480 A verwiesen.
-
HINTERGRUND
-
Ein typisches Schwerkraftlager-Schmiersystem zum Schmieren eines Lagers in einem Kraftfahrzeug beinhaltet ein Lagergehäuse, Schmieröffnungen und ein Schmiermittel. Das Lager wird typischerweise in das Lagergehäuse gedrückt und eine Zufuhr von Schmiermittel wird durch eine Schmiermittelzuführöffnung oder eine Öffnung, die in dem Lagergehäuse ausgebildet ist, vorgesehen. Das Schmiermittel wird mittels Schwerkraft von der Schmiermittelzuführöffnung in das Lagergehäuse, durch das Lager und zu einer Schmiermittelabgangsöffnung befördert.
-
Das Lager ist üblicherweise mit einem inneren Lagerlaufring, einem äußeren Lagerlaufring, einem zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring angeordneten Lagerkäfig und einer Vielzahl von Lagerelementen ausgebildet, die ebenfalls zwischen dem inneren Laufring, dem äußeren Laufring und dem Lagerkäfig angeordnet sind. Der innere Lagerlaufring trägt drehbar eine Welle oder eine rotierende Komponente, mit dem das Lager axial ausgerichtet ist. Der äußere Lagerlaufring ist typischerweise so am Lagergehäuse verankert, dass sich der innere Laufring und der äußere Laufring relativ zueinander bewegen können, aber an der Welle oder der rotierenden Komponente und dem Lagergehäuse fixiert bleiben.
-
Unter normalen Betriebsbedingungen darf ein typisches durch Schwerkraft gestütztes Lagerschmiersystem nur für den Schmier- und Wärmeübergang eine nominelle Schmiermitteldurchflussmenge zum Lager- und Lagergehäuse erfordern. Jedoch benötigen die Lager- und Lagergehäuse unter schweren Bedingungen, wie beispielsweise bei extremer Beschleunigung oder bei extremen Steigungen, eine gleichmäßige Schmiermitteldurchflussmenge, um die richtigen Reibungs- und Temperatureigenschaften aufrechtzuerhalten. Wenn eine übermäßige Schmiermittelzufuhr auf das Lager gerichtet ist, kann dieses Schmiermittel im Lager mitgerissen werden und zu Reibungsverlusten und Betriebsintensität führen. Wenn eine geringe Menge an Schmiermittel zum Lager vorgesehen ist, führt der Mangel an Schmiermittel auch zu unerwünschten Reibungsverlusten und zu Lagerverschleiß.
-
Während konventionelle Schwerkraft-Lagerschmiersysteme wirksam sind, gibt es einen Bedarf für verbesserte Schmiermittelversorgungssysteme, die sicherstellen, dass dem Lager unter extremen Betriebsbedingungen die richtige Schmierstoffmenge zugeführt wird. Besonders wünschenswert wäre ein Schmiersystem, das unter extremen Betriebsbedingungen arbeitet und keinen Verlust der Wirtschaftlichkeit verursacht.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, dem geschilderten Bedarf nachzukommen.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Diese Aufgabe wird mit einem System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Das Lager beinhaltet einen inneren Laufring, einen äußeren Laufring und eine Vielzahl von dazwischen angeordneten Lagerelementen. Das Lager ist in einem Gehäuse angeordnet. Das System weist eine Lagertasche auf, die im Gehäuse zum Tragen des Lagers ausgebildet ist. Die Lagertasche ist ringförmig und weist ein offenes Ende und ein teilweise geschlossenes Ende und einen zylindrischen Abschnitt auf, der zwischen dem offenen Ende und dem teilweise geschlossenen Ende angeordnet ist. Der zylindrische Abschnitt weist ein erstes Ende, ein zweites Ende und eine Oberfläche auf und die Lagertasche ist konfiguriert, um das Lager aufzunehmen. Das teilweise geschlossene Ende ist teilweise durch einen ringförmigen Flansch verschlossen, der sich vom zylindrischen Abschnitt der Lagertasche radial nach innen erstreckt und das zweite Ende des zylindrischen Abschnitts weist eine sich nach außen erstreckende radiale Wandung auf, die darin ausgebildet ist. Es ist ein erhöhter Flansch angeordnet, der entlang eines Teils des ringförmigen Flansches positioniert ist. Der erhöhte Flansch erstreckt sich vom ringförmigen Flansch radial nach innen. In dem zylindrischen Abschnitt der Lagertasche ist auch ein Wehr ausgebildet, das sich axial von innerhalb des ringförmigen Flansches und durch die radiale Wandung zum offenen Ende erstreckt und der äußere Laufring des Lagers ist angrenzend an die radiale Wandung und innerhalb der Lagertasche positioniert. Eine Schmierflüssigkeit wird durch den erhöhten Flansch in der Lagertasche und durch das Lager eingeschlossen, bis das Fluid auf ein Niveau des Wehres ansteigt.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Wehr eine u-förmige Rinne zum Aufnehmen von Schmierflüssigkeit und zum Tragen des Fluids von einer ersten Seite des Lagers unterhalb des Lagers zu einer zweiten Seite des Lagers.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der erhöhte Flanschabschnitt eine Höhe auf, die es dem Schmiermittel ermöglicht, auf ein Niveau anzusteigen, wobei ein unteres Lagerelement zumindest halbwegs in dem Schmiermittel eingetaucht ist.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt die Rippe des erhöhten Flanschabschnitts in der Höhe relativ zu dem zylindrischen Abschnitt von dem ringförmigen Flansch zu der radialen Wand ab.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt der erhöhte Flanschabschnitt in der Höhe relativ zu dem zylindrischen Abschnitt von der Kante zum Wehr ab.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt der erhöhte Flanschabschnitt in der Höhe relativ zu dem zylindrischen Abschnitt von der Kante zur Schmieröffnung ab.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erhöhte Flanschabschnitt konfiguriert, um eine Becherform zum Aufnehmen der Schmierflüssigkeit zwischen dem erhöhten Flanschabschnitt und dem Lager zu bilden, um eine Durchflussmenge zum Wehr zu beschränken.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Schmieren eines Lagers vorgesehen, das einen Innenring, einen Außenring und eine Vielzahl von dazwischen angeordneten Lagerkugeln aufweist. Das Lager ist in einem Gehäuse angeordnet. Im Gehäuse ist eine Lagertasche zum Aufnehmen des Lagers ausgebildet. Die Lagertasche ist ringförmig und weist ein offenes Ende und ein teilweise geschlossenes Ende und einen zylindrischen Abschnitt auf, der zwischen dem offenen Ende und dem teilweise geschlossenen Ende angeordnet ist. Der zylindrische Abschnitt weist ein erstes Ende und ein zweites Ende und eine dazwischenliegende Oberfläche auf und die Lagertasche ist konfiguriert, um das Lager aufzunehmen. Das teilweise geschlossene Ende ist teilweise durch einen ringförmigen Flansch verschlossen, der sich radial nach innen von der Oberfläche des zylindrischen Abschnitts der Lagertasche erstreckt und das zweite Ende des zylindrischen Abschnitts eine sich nach außen erstreckende radiale Wandung aufweist, die darin ausgebildet ist. Ein Umsteller ist entlang eines Teils des ringförmigen Flansches positioniert. Der Umsteller erstreckt sich vom ringförmigen Flansch radial nach innen und der Umsteller erstreckt sich axial von dem teilweise geschlossenen Ende. In der Oberfläche des zylindrischen Abschnitts der Lagertasche ist ein Wehr ausgebildet, das sich axial von innerhalb des ringförmigen Flansches und durch die radiale Wandung zum offenen Ende erstreckt. In dem Gehäuse ist auch eine Schmiermittelöffnung ausgebildet. Das Wehr ist an einem ersten Ende des Umstellers angeordnet, und die Schmieröffnung ist an einem zweiten Ende des Umstellers angeordnet. Der äußere Laufring des Kugellagers ist angrenzend an die radiale Wandung und innerhalb der Lagertasche positioniert und ein Schmierflüssigkeit wird durch die Umlenkung in der Lagertasche und durch das Lager eingeschlossen, bis das Fluid auf ein Niveau des Wehres ansteigt.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Wehr ein U-förmiger Trog zum Erfassen von Schmierflüssigkeit und zum Tragen des Fluids von einer ersten Seite des Lagers unterhalb des Lagers zu einer zweiten Seite des Lagers.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Umsteller eine Höhe auf, die es dem Schmiermittel ermöglicht, auf ein Niveau zu steigen, wobei eine untere Lagerkugel mindestens auf halbem Weg in dem Schmiermittel eingetaucht ist.
-
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Umsteller einen Grat auf, die sich vom ringförmigen Flansch zur radialen Wandung erstreckt.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt den Grat des Umstellers in der Höhe relativ zur Oberfläche des zylindrischen Abschnitts vom ringförmigen Flansch zur radialen Wandung ab.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt der Umsteller in der Höhe relativ zur Oberfläche des zylindrischen Abschnitts von der Kante zum Wehr ab.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt der Umsteller in der Höhe relativ zur Oberfläche des zylindrischen Abschnitts von der Kante zur Schmieröffnung ab.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Umsteller konfiguriert, um eine Becherform zum Aufnehmen der Schmierflüssigkeit zwischen dem erhöhten Flanschabschnitt und dem Lager zu bilden, um eine Durchflussmenge zum Wehr zu beschränken.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der Umsteller zumindest teilweise in das Wehr.
-
Figurenliste
-
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Veranschaulichung. Die Komponenten in den Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, die Betonung liegt vielmehr auf der Darstellung der erfindungsgemäßen Prinzipien. In den Figuren bezeichnen darüber hinaus gleiche Nummern in allen Ansichten entsprechend dieselben Komponenten. Zu den Zeichnungen:
- 1a ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Lagers und eines Lagerschmiersystems, wobei ein Fahrzeug unter normalen Bedingungen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung betrieben wird;
- 1b ist eine Teildraufsicht auf ein Lager und ein Lagerschmiersystem, wenn das Fahrzeug gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung unter extremen Bedingungen betrieben wird;
- 2 eine Teilquerschnittsansicht eines Teils des Lager- und Lagerschmiersystems von 1a, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung; und
- 3 ist eine Querschnittsansicht eines Teils des Lager- und Lagerschmiersystems von 1a, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Unter Bezugnahme auf 1a ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Systems 10 zum Schmieren eines mit Schwerkraft gelagerten Kugellagers dargestellt. Um das Verständnis dieser Offenbarung zu erleichtern, sind die Bezugslinien A, B und P in 1a und die Bezugslinien A und B in 1b vorgesehen. In 1a ist die stationäre Bezugslinie A eine Taktpositionsreferenzlinie von 12 Uhr bis 6 Uhr, die stationäre Referenzlinie B ist eine Taktpositionsreferenzlinie von 9 Uhr bis 3 Uhr und die Bezugslinie P bezeichnet das Niveau, auf den das Schmiermittel in einen normalen Betriebszustand des Systems ansteigen kann. Die stationären Bezugslinien A und B befinden sich in einem separaten und festen Bezugsrahmen relativ zum System 10. Das Gehäuse 14 dreht sich, wenn das Fahrzeug, an dem das Gehäuse 14 befestigt ist, beschleunigt oder eine Steigung fährt.
-
Das System 10 beinhaltet ein Gehäuse 14 zum Aufnehmen des Kugellagers. Das Kugellager weist einen Innenring 16 und einen Außenring 18, einen Kugellagerkäfig 20 und eine Vielzahl von Lagerkugeln 22 auf. Die Lagerkugeln 22 sind innerhalb des Kugellagerkäfigs 20 und zwischen dem Innenring 16 und dem Außenring 18 angeordnet. Das Kugellager ist konfiguriert, um eine Komponente, wie beispielsweise eine Welle für eine freie Drehung im Gehäuse 14, drehbar zu lagern. Genauer gesagt ist der Außenring 18 am Gehäuse 14 befestigt, während sich der Innenring 16 frei innerhalb des Gehäuses drehen kann. Eine Welle kann am Innenring 16 befestigt sein und ist frei, um sich mit dem Innenring 16 zu drehen.
-
Das Gehäuse 14 des Systems 10 zum Schmieren des Lagers beinhaltet eine Lagertasche 24, einen Ringflansch 26, ein Wehr 28 und eine Schmiermittelöffnung 30. Die Lagertasche 24 ist konfiguriert, um das Lager innerhalb des Gehäuses 14 zu stützen. Die Lagertasche 24 ist ringförmig und bemessen, um den Außenring 18 aufzunehmen. Die Lagertasche 24 weist ein offenes Ende 32 und ein teilweise geschlossenes Ende 34 mit einem Lagersitz 36 und einem dazwischen angeordneten zylindrischen Abschnitt 38 auf.
-
Der Lagersitz 36 weist eine zylindrische Fläche auf, die sich axial vom offenen Ende 32 zu eine Lagersitz 40 mit radialer Wandung erstreckt. Der Lagersitz 36 weist eine axiale Tiefe „d“ auf, die durch den axialen Abstand zwischen dem offenen Ende 32 und dem Lagersitz 40 mit radialer Wandung definiert ist. Die axiale Tiefe „d“ ist etwa gleich einer axialen Breite „e“ der äußeren Lagerbuchse 18. Der Lagersitz 40 mit radialer Wandung weist eine radiale Höhe „f“ auf, die etwa gleich einer radialen Höhe „g“ der äußeren Lagerbuchse 18 ist. Die äußere Lagerbuchse 18 des Kugellagers befindet sich neben dem Lagersitz 40 mit radialer Wandung und innerhalb des Lagersitzes 36. Der zylindrische Abschnitt 38 weist eine Oberfläche auf, die radial innerhalb des Lagersitzes 36 angeordnet ist und sich axial vom Lagersitz 40 mit radialer Wandung zu dem teilweise geschlossenen Ende 34 erstreckt. Der ringförmige Flansch 26 weist eine Oberfläche auf, die radial innerhalb des zylindrischen Abschnitts 38 angeordnet ist und das teilweise geschlossene Ende 34 der Lagertasche 24 definiert. Der Ringflansch 26 weist eine axiale Tiefe „h“ auf und definiert das teilweise geschlossene Ende 34.
-
Das Gehäuse 14 beinhaltet auch eine Umstell- oder Erhebungskontur 42. Die Umsteller- oder Erhebungskontur 42 ist ausgebildet oder positioniert, um einen Teil des ringförmigen Flansches 26 zu übernehmen und erstreckt sich in einen Abschnitt der Lagertasche 24. Die Erhebungskontur 42 weist eine axiale Tiefe „i“ und eine radiale Höhe „j“ auf. Die Erhebungskontur 42 erstreckt sich vom Flansch 26 axial durch das Gehäuse 14 über die Lagertasche 24 zum Lagersitz 40 mit radialer Wandung. Die Erhebungskontur 42 erstreckt sich auch quer über einen Teil des teilweise geschlossenen Endes 34 von der Schmiermittelöffnung 30 zum Wehr 28. Die axiale Tiefe „i“ und eine radiale Höhe „j“ der Erhebungskontur 42 variieren entlang des transversalen Aspekts der Erhebungskontur 42 zwischen der Schmiermittelöffnung 30 und dem Wehr 28. Die Erhebungskontur 42 weist eine maximale axiale Tiefe 44, die sich im Wesentlichen vom ringförmigen Flansch 26 zum Lagersitz 40 mit radialer Wandung erstreckt. Die maximale axiale Tiefe 44 der Erhebungskontur 42 liegt etwa auf halbem Weg zwischen dem Wehr 28 und der Schmiermittelöffnung 30. Die Erhebungskontur 42 weist eine maximale radiale Höhe 46 auf, die sich ebenfalls etwa auf halbem Weg zwischen dem Wehr 28 und der Schmiermittelöffnung 30 liegt. Zusätzlich ist zwischen der maximalen Tiefe 44 und der maximalen Höhe 46 der Erhebungskontur 42 ein Grat 48 vorgesehen. Der Grat 48 hängt von dem teilweise geschlossenen Ende 34 zum Lagersitz 40 mit radialer Wandung ab. Vom Grat 48 hängt die Erhebungskontur 42 auf die Oberfläche des zylindrischen Abschnitts der Lagertasche 24, nahe der Schmiermittelöffnung 30 auf einer Seite des Grats 48 und nahe dem Wehr 28 auf einer anderen Seite des Grat. Die Erhebungskontur 42 beeinträchtigt die Schmiermitteldurchflussmenge zum Wehr 28, sodass ein Teil des Schmiermittels, der in die Lagertasche 24 eintritt, auf das Lager gerichtet ist oder umgelenkt wird, anstatt das Gehäuse 14 durch das Wehr 28 zu verlassen und das Lager zu umgehen.
-
Das Wehr 28 ist eine u-förmige Rinne, die im Lagergehäuse 14 ausgebildet ist. Das Wehr 28 erstreckt sich axial durch einen Teil des Flansches und durch die Lagertasche 24 zum offenen Ende 32 der Lagertasche. Das Wehr 28 weist auch eine erste axiale Kante 52 und eine zweite axiale Kante 54 auf. Die erste Kante 52 und die zweite axiale Kante 54 sind durch eine Bogenlänge „k“ im Gehäuse 14 beabstandet.
-
Unter normalen Betriebsbedingungen befindet sich das Wehr 28 in einer Taktposition von etwa 4 Uhr bis 5 Uhr relativ zu den stationären Bezugslinien A und. Das Wehr der ersten Kante 52 definiert eine umlaufende Bogengrenze des Wehrs 28, die am nächsten zu 6 Uhr liegt, und ist vom Wehr der zweiten Kante 54 getrennt, die eine weitere Umfangsbogengrenze des Wehrs 28 definiert, die am nächsten zu 3 Uhr ist. Unter normalen Betriebsbedingungen befindet sich das Wehr der ersten Kante 52 etwa in der 5-Uhr-Position.
-
Die Schmiermittelöffnung 30 steht mit einer Schmiermittelquelle in Verbindung und ist konfiguriert, um der Lagertasche 24 Schmiermittel zuzuführen. Unter normalen Betriebsbedingungen liefert die Schmiermittelöffnung 30 zum Schmiermittelsystem 10 ungefähr zur 10-Uhr-Position. Das Schmiermittel durchquert dann die Lagertasche 24 in die 6-Uhr-Position, wobei das Schmiermittel einen mit der Bezugslinie „P“ bezeichneten Pool in der Lagertasche 24 gegenüber dem Lager bildet. Wenn der Schmiermittelflüssigkeitsstand bei etwa der 5-Uhr-Position auf das Wehr der ersten Kante 52 ansteigt, tritt das Schmiermittel durch das Wehr 28 aus dem Lagergehäuse 14 aus. Somit steht das Wehr 28 mit dem Schmiermittel auf beiden Seiten des Lagers in Fluidverbindung. Unter normalen Betriebsbedingungen sollte das Schmiermittel-Pool-Niveau bei ungefähr einer Hälfte der Höhe des unteren Kugellagers 22 sein.
-
Unter Bezugnahme nun auf 1b ist das System 10 zum Schmieren eines Schwerkraftkugellagers, das in einem Gehäuse 14 in einem extremen Betriebszustand angeordnet ist, dargestellt. 1b beinhaltet die Bezugslinien A und B aus 1a. In 1b wird das System 10 relativ zu den stationären Taktreferenzlinien A und B gedreht. In 1b ist das Wehr 28 ungefähr in der 6-Uhr-Position angeordnet. Unter extremen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise bei aggressiver Beschleunigung oder Neigungsantrieb, kann sich das System 10 relativ zu den Bezugslinien A und B drehen, wie in 1b dargestellt. In 1b tritt Schmiermittelflüssigkeit über die Schmiermittelöffnung 30 ungefähr in der 11:30 Position in das System 10 ein, wonach Schmiermittel zum Wehr 28 strömt und die Lagertasche 24 verlässt. Die Erhebungskontur 42 beeinträchtigt den Schmiermittelfluss zum Wehr 28 und bewirkt, dass die Schmiermittelflüssigkeit in das Lager in einer Menge mitgeführt wird, die im Wesentlichen ähnlich der Menge an Schmiermittel ist, die innerhalb des Lagers während normaler Betriebsbedingungen, wie in 1a dargestellt, mitgeführt wird. Genauer gesagt bewirkt die Erhebungskontur 42, dass die Schmierflüssigkeit auf einem Niveau in der Lagertasche 24 gebündelt wird und ansteigt, bevor die Flüssigkeit durch das Kugellager und das Wehr 28 abfließt.
-
Zusätzlich muss die Ausrichtung der Schmiermittelöffnung 30 innerhalb des Systems 10 relativ zum Wehr 28 sorgfältig unter Berücksichtigung der dominierenden Drehrichtung 56 jedes Lagers bestimmt werden. Vorzugsweise ist für ein gegen den Uhrzeigersinn drehendes Lager, des in 1a dargestellten Systems 10, die Schmiermittelöffnung 30 unter normalen Betriebsbedingungen ungefähr in der 10:30 Stellung. In dieser Konfiguration führt die Schmiermittelöffnung 30 Schmiermittel in die Lagertasche 24 und das Lager ein, sodass die Schwerkraft das Schmiermittel nach unten in Richtung der Unterseite der Lagertasche 24 zieht. Vorteilhafterweise wird eine ausreichende Menge an Schmiermittel im Lager mitgeführt. Wenn jedoch die dominierende Drehrichtung 56 des Lagers umgekehrt werden würde, würde das Schmiermittel durch die Schwerkraft gegen die Drehung des im Uhrzeigersinn drehenden Lagers gezogen und dies würde zu einer Überversorgung mit Schmiermittel führen. Eine Überversorgung von Schmiermittel kann zu Reibungsverlusten und vorzeitigem Lagerverschleiß führen. In 1b ist das Wehr 28 in der 6-Uhr-Position dargestellt, wobei die Erhebungskontur 42 erforderlich ist, um eine unzureichende Schmiermittelzufuhr zum Lager zu verhindern. Eine unzureichende Schmiermittelzufuhr zum Lager kann zu Reibungsverlusten und vorzeitigem Lagerverschleiß führen. Unter extremen Betriebsbedingungen, wie in 1b dargestellt, tritt Schmiermittel ungefähr in der 11:30-Position in das Lagergehäuse 14 ein, und die Erhebungskontur 42 bewirkt, dass Schmiermittel zwischen der Schmiermittelöffnung 30 und dem Grat 48 der Kontur 42 gebündelt wird. Die Schmiermittel-Bündelung ermöglicht eine ausreichende Schmiermittelzufuhr zum Lager, bevor das Schmiermittel aus dem Gehäuse 14 austritt.
-
In den 1a und 1b ist das Gehäuse 14 durch die Bezugslinie A in zwei radiale Hälften unterteilt. Unter Bezugnahme auf die beiden Hälften des Ziffernblatts wird die Position und die dreidimensionale Form der Erhebungskontur 42 auf dem Ringflansch 26 des Lagergehäuses 14 auch durch die Position der Schmiermittelöffnung 30, das Wehr 28 und unter Berücksichtigung der maximalen G-Kraft oder Klasse, der das System 10 wahrscheinlich ausgesetzt ist, bestimmt. Gemäß einem Aspekt wird die Erhebungskontur 42 in das Gehäuse 14 gegossen und die dreidimensionale Form der Erhebungskontur 42 wird maschinell bearbeitet oder auf andere Weise raffiniert. Die Erhebungskontur 42 ist so positioniert, dass die Schmiermittelöffnung 30 in Richtung der 12-Uhr-Position des Zifferblatts liegt und die Erhebungskontur 42 auf der gleichen Hälfte der Taktreferenz unterhalb der Schmiermittelöffnung 30 liegt. Das heißt, wenn die Schmiermittelöffnung 30 auf der 9-Uhr-Hälfte des Gehäuses 14 positioniert ist, wird die Erhebung 42 auch primär auf der 9-Uhr-Hälfte des Gehäuses 14 und unterhalb der Schmiermittelöffnung positioniert. In dieser Konfiguration läuft Schmiermittel entlang der Erhebungskontur 42 auf der Seite des Lagergehäuses 14 nach unten ab.
-
Darüber hinaus ist das System 10 nicht über beide Bezugslinien A oder B symmetrisch. Im Ruhezustand, ohne rotierende Komponenten, wird Schmiermittel, das in das Gehäuse 14 bei oder oberhalb der Position der Erhebung 42 eintritt, auf den Pegel der Bezugslinie „P“ platziert, wobei die Bündelung dadurch ermöglicht, dass das Schmiermittel in das Lager eintritt und dann zum Wehr 28 strömt. Zusätzlich fließt Schmiermittel im Ruhezustand, das in das System 10 unterhalb oder auf der gegenüberliegenden Seite des Lagergehäuses 14 von der Abgabe 44 eintritt, direkt in das Wehr 28.
-
Bezugnehmend nun auf 2 ist eine Teilquerschnittsansicht durch das Gehäuse 14 und das Lager dargestellt. Der Querschnitt ist an der Stelle des Wehrs 28 aus der in 1a angegebenen Perspektive aufgenommen. Das Wehr 28 erstreckt sich axial von einem Abschnitt des Flansches 26 durch einen Teil der Flansch-Axialtiefe „h“, durch den zylindrischen Abschnitt 38 und durch den Lagersitz 36. Das Lager liegt teilweise innerhalb des Lagersitzes 36 und der Außenring 18 ist zum Lagersitz 40 radialer Wandung benachbart. Ein Teil des Lagers erstreckt sich über das offene Ende 32 der Lagertasche hinaus. Unter normalen Bedingungen, wie in 1a dargestellt, hält das Wehr 28 ein Schmiermittel-Pool-Niveau, welches das Lager ausreichend schmiert. Um das Schmiermittel-Pool-Niveau aufrechtzuerhalten, stellt das Wehr 28 einen Schmiermittelausgang im Gehäuse 14 bereit. Wenn das Schmiermittel-Pool-Niveau das Wehr der ersten Kante 52 erreicht, tritt Schmiermittel in das Wehr 28 ein und strömt durch das Wehr 28 entlang der Wehrströmungslinie „f1“. Wenn das Schmiermittel entlang der Strömungslinie „f1“ strömt, umgibt das Schmiermittel das Lager, wodurch dem Lager eine geringere Schmierung bereitgestellt wird. Unter normalen Umständen, wenn das Wehr 28 positioniert ist, dass das Schmiermittel-Pool-Niveau eine Hälfte der Höhe des unteren Kugellagers 22 erreicht, bietet die im Lager mitgeführte Schmiermittelmenge eine ausreichende Schmierung. Unter extremen Betriebsbedingungen, wie in 1b dargestellt, arbeitet das Wehr 28 effizient, sodass Schmiermittel aus dem Gehäuse 14 herausströmen kann, ohne mit dem Lager zusammenzuwirken.
-
Bezugnehmend nun auf 3 ist eine Teilquerschnittsansicht durch das Gehäuse 14 und das Lager dargestellt. Der Querschnitt wird an der Stelle der maximalen axialen Tiefe 44 der Erhebung und der maximalen radialen Höhe 46 aus 1a aufgenommen. Die Erhebungskontur 42 erstreckt sich im Wesentlichen axial von einem Abschnitt des Flansches 26 über die axiale Tiefe „h“ des Flansches über die Zylinderwand 38. Die maximale axiale Tiefe 44 befindet sich am Lagersitz 40 mit radialer Wandung und die Erhebungskontur 42 neigt zu einer axialen Tiefe, die geringer ist als die maximale axiale Tiefe 44, wenn sich die Kontur 42 radial nach innen bis zur maximalen radialen Höhe 46 erstreckt. Wie in 2 dargestellt, liegt das Lager teilweise innerhalb des Lagersitzes 36 und der Außenring 18 liegt am Lagersitz 40 mit radialer Wandung an. Ein Teil des Lagers erstreckt sich über das offene Ende 32 der Lagertasche hinaus. Unter normalen Bedingungen, wie in 1a dargestellt, hat die Erhebungskontur 42 sehr wenig Einfluss auf die Schmiermitteldurchflussmenge in das Lager oder in das Wehr 28. Wenn sich das Fahrzeug jedoch in einem extremen Betriebszustand befindet, wie der Zustand von 1b, beeinträchtigt die Erhebungskontur 42 die Schmiermitteldurchflussmenge in das Wehr. Durch die Beeinträchtigung der Schmiermitteldurchflussmenge bewirkt die Erhebungskontur 42, dass ein Teil des Schmiermittelflusses zwischen der Schmiermittelöffnung 30, der Erhebungskontur 42 und dem Lager gebündelt wird. Die Strömungslinien „F2“, „F3“ und „F4“ stellen die Strömungsrichtung des Schmiermittels von einem Schmiermittelpool zwischen der Erhebungskontur 42 und dem Lager zur Erhebungskontur 42 der gegenüberliegenden Seite des Lagers dar. Wenn sich das Schmiermittel zwischen der Erhebungskontur 42 und dem Lager bündelt, tritt ein Teil des Schmiermittels ein und wird im Lager mitgeführt, wodurch das Lager geschmiert wird. Unter extremen Betriebsbedingungen stellt die Erhebungskontur 42 Schmiermittel für das Lager bereit, anstatt zuzulassen, dass das Schmiermittel ohne zuerst das Lager zu schmieren, direkt zum Wehr 28 gelangt.
-
Die vorstehend beschriebenen Merkmale und Komponenten der vorliegenden Erfindung, wie beispielsweise der ringförmige Flansch 26, die Schmiermittelöffnung 40 und eine im Lagergehäuse 14 gegossene oder integral ausgebildete Erhebungskontur 42, sind lediglich exemplarisch.
