WO2023213344A1

WO2023213344A1 - Käfig für ein wälzlager, wälzlager mit einem käfig sowie planetengetriebe mit einem wälzlager

Info

Publication number: WO2023213344A1
Application number: PCT/DE2023/100274
Authority: WO
Inventors: Frederic Fischer; Dieter Jauernig; Niklas KRETSCHMER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-05-05
Filing date: 2023-04-14
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2024-11-05
Also published as: DE102022111081A1; DE102022111081B4

Abstract

Käfig für ein Wälzlager, mit zwei axial endständigen Ringborden (102) sowie mehreren diese verbindenden Stegen (103), wobei eine axiale Stirnfläche (105) wenigstens eines Ringbords (102) über einander abwechselnde Erhebungen (106) und Vertiefungen (107) profiliert ist.

Description

Käfig für ein Wälzlager, Wälzlager mit einem Käfig sowie Planetenqetriebe mit einem Wälzlager

Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein Wälzlager, mit zwei axial endständigen, sich radial erstreckenden Ringborden mit jeweils einer ringscheibenförmigen Stirnfläche, sowie mehreren diese verbindenden Stegen.

Wälzlager umfassen regelmäßig einen Käfig, der der Halterung und Führung der Wälzkörper des Wälzlagers dient. Ein solcher Käfig, wie er beispielsweise aus DE 10 2014 212 270 A1 bekannt ist, weist zwei endständige Ringborde auf, zwischen denen, die Borde verbindend, sich axial erstreckende Stege vorgesehen sind, über die wiederum in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Taschen ausgebildet sind, in denen jeweils ein Wälzkörper aufgenommen ist. Die Taschen sind länglich, wenn ein zylindrischer Wälzkörper, beispielsweise eine Nadel, zu haltern ist. Die Ringborde sind ringscheibenförmig, weisen also eine Radialerstreckung bzw. radiale Breite und folglich eine ringscheibenförmige Stirnfläche auf. Aus DE 24 14 987 A1 ist ferner ein Käfig bekannt, der an seiner äußeren Mantelfläche mit Nuten versehen ist, die der Aufnahme und Führung eines Schmiermittels dienen, um hierüber die Lagerstelle mit Schmiermittel zu versorgen.

Ein beispielsweise aus DE 10 2014 212 270 A1 bekanntes Wälzlager kommt beispielsweise in einem Planetengetriebe, zum Beispiel eines Kraftfahrzeugs, zum Einsatz. Ein solches Planetengetriebe weist üblicherweise einen Planetenträger mit wenigstens einem, zumeist mehreren außermittig und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordneten Planetenrädern, die auf trägerseitig vorgesehenen Lagerbolzen über jeweilige Wälzlager gelagert sind, auf. Auf dem Lagerbolzen ist eine ringförmige Anlaufscheibe zwischen dem Planetenrad und dem Planetenträger, axial gesehen, angeordnet, sodass das auf dem Lagerbolzen geringfügig axial verschiebbare Planetenrad ebenso wie das Wälzlager über seinen Käfig gegen die Anlaufscheibe anlaufen kann und über diese am Planetenträger axial abgestützt ist. Als Anlaufscheiben werden regelmäßig flache Ringscheiben verwendet, wobei sich das Planetenrad und der Käfig auf unterschiedlichen Radialebenen an einer gemeinsamen, ebenen Anlauffläche der Anlaufscheibe abstützen. Da das Planetenrad im Betrieb rotiert, ist eine Schmierung des Lagerbereichs mit einem Schmiermittel erforderlich. Hierzu ist es bekannt, das Schmiermittel, üblicherweise Öl, über den Lagerbolzen zuzuführen, der als Hohlbolzen ausgeführt ist und eine axiale Bohrung sowie wenigstens eine radiale Bohrung aufweist, sodass das Schmiermittel dem Bolzen axial zugeführt und radial in den Lagerbereich austreten kann. Zusätzlich ist getriebeseitig eine Schmiermittelversorgung vorzusehen, zumeist umfassend eine Schmiermittelfangschale, über die das Schmiermittel eingefangen und den hohlgebohrten Lagerbolzen axial zugeführt wird. Die Realisierung einer solchen Schmiermittelversorgung über den respektive die Lagerbolzen ist aufwendig, da spezielle, gebohrte Bolzen verwendet werden müssen in Verbindung mit einer entsprechenden Zuleitstruktur in Form der Fangschale oder Ähnlichem.

Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, einen Käfig anzugeben, der, insbesondere bei Integration in ein Planetengetriebe, eine verbesserte Schmiermittelversorgung der Lagerstelle erlaubt.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Käfig der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die axiale Stirnfläche wenigstens eines Ringbords über einander abwechselnde Erhebungen und Vertiefungen profiliert ist.

Der erfindungsgemäße Käfig, der auch als Kurbelzapfenkäfig bezeichnet werden kann, zeichnet sich durch eine spezielle Geometrie der Stirnfläche zumindest eines seiner Ringborde aus. Anders als beispielsweise bei dem aus DE 10 2014 212 270 A1 bekannten Käfig, ist bei dem erfindungsgemäßen Käfig die ringscheibenförmige Stirnfläche mit einem spezifischen, eine Schmierleitstruktur ausbildenden Profil bestehend aus einander abwechselnden Erhebungen und Vertiefungen versehen, wobei bevorzugt die axialen, ringscheibenförmigen Stirnflächen beider Ringborde dementsprechend profiliert sind. Die Stirnfläche ist also nicht eben, sondern durch sich axial erstreckende Vertiefungen und Erhebungen entsprechend mit einer Schmiermittelleitstruktur versehen. Diese Schmiermittelleitstruktur ermöglicht es, von radial außerhalb des Käfigs anströmendes Schmiermittel einzufangen und in das Lagerinnere zu leiten, wie auch den Anlauf- und Kontaktbereich des Käfigs und des Planetenrads an der Anlaufscheibe des Planetengetriebes mit Schmiermittel zu versorgen.

Diese erfindungsgemäße Käfigausgestaltung ermöglicht die Realisierung eines Wälzlagers für ein Planetengetriebe, bei welchem eine Schmiermittelversorgung des Lagerbereichs ohne Verwendung hohlgebohrter Lagerbolzen oder sonstiger zusätzlicher Zuleitstrukturen in Form von Fangschalen und Ähnlichem zum Zuleiten des Schmiermittels seitlich des Planetenträgers erfolgt. Stattdessen kann ein solches Planetengetriebe eine von der Sonnenradseite her erfolgende Schmiermittelzuführung von radial innen in den eigentlichen Planetenradsatz aufweisen. Im Rahmen einer solchen Schmiermittelzuführung wird das Schmiermittel von der Sonnenradseite her beispielsweise an einer Seite des Planetenrads zugeführt. Das Planetenrad ist wie beschrieben über das Wälzlager mit dem erfindungsgemäßen Käfig auf dem Lagerbolzen gelagert. Dabei kann das Wälzlager axial gesehen so lang sein wie das Planetenrad, oder es kann axial gesehen auch etwas länger sein. Das heißt, dass der Käfig mit seinen Ringborden entweder axial gesehen quasi bündig mit der Stirnfläche des Planetenrads abschließt, oder geringfügig axial über das Planetenrad übersteht. Mittels einer entsprechend profilierten Anlaufscheibe, an der eine radial weiter außen liegende erste Anlauffläche für das Planetenrad und eine radial weiter innen liegende Anlauffläche für den Käfig ausgebildet ist, kann in Folge einer entsprechenden Strukturierung der Anlaufscheibe eine Schmiermittelleitstruktur zwischen der Anlaufscheibe und dem Planetenrad ausgebildet werden, sodass sich eine radial offene, kanalartige oder spaltartige Struktur ergibt. Strömt nun das Schmiermittel von radial innen in den Planetenradbereich, so gelangt das Schmiermittel von radial außen bezogen auf die Planetenradachse an diese radial offene Kanal- oder Spaltstruktur, über die es radial nach innen in Richtung des Lagerbereichs strömt. Dort gelangt es in den Anlaufbereich des Käfigs an der Anlaufscheibe, wo sich aufgrund der Profilierung der ringscheibenförmigen Bordstirnfläche entsprechende Schmiermittelaufnahme- und -leit- strukturen, also entsprechende kanalartige oder spaltartige Räume zwischen dem Ringbord und der Anlaufscheibe ausbilden, in denen einerseits das Schmiermittel eingefangen und andererseits auch in den eigentlichen Wälzbereich geleitet werden kann. Denn durch Ausbilden der ringbordseitigen Profilierung kommt es nicht zu einer vollflächigen Anlage des Ringbords an der Anlauffläche der Anlaufscheibe, was einen Schmiermitteldurchtritt in den Wälzlagerbereich zumindest stark behindert wenn nicht gar unterbindet. Vielmehr wird der Anlaufbereich letztlich geöffnet, sodass ein Schmiermitteldurchtritt möglich ist.

Der erfindungsgemäße Käfig erlaubt folglich einerseits den Aufbau eines Planetengetriebes mit einer neuartigen, fliehkraftgetriebenen Schmiermittelzuführung von radial innen, also von der Sonnenradseite her, ohne dass spezifische, aufwendig hergestellte Hohlbolzen und eine Fangschale und dergleichen verwendet werden müssen. Andererseits wird über den Käfig respektive die spezifische Ringbordprofilierung und den Umstand, dass eben dieser spezifisch profilierte Ringbord vorgesehen ist, ein gezieltes Einfangen und Weiterleiten des Schmiermittels in den eigentlichen Lagerbereich ermöglicht.

Denkbar ist es, wie beschrieben, die axiale Stirnfläche nur eines Ringbords mit einer entsprechenden Profilierung zu versehen, also nur an einer Käfigseite eine solche spezifische Schmiermittelstruktur auszubilden. In diesem Fall wäre eine entsprechend ausgeführte, einen radialen Zufluss erlaubende Anlaufscheibe nur an einer Radseite anzuordnen, während an der anderen, gegenüberliegenden Radseite, an der der Ringbord beispielsweise als einfacher Ringbord ausgeführt ist, eine flache, unprofilierte Anlaufscheibe vorgesehen ist. Bevorzugt jedoch ist es, beide ringscheibenförmigen Stirnflächen der beiden Ringborde mit der erfindungsgemäßen Profilierung zu versehen, sodass an beiden Seiten entsprechende Schmiermittelleitstrukturen ausgebildet sind. In diesem Fall wird beidseits eine entsprechend profilierte Anlaufscheibe vorgesehen, wobei es denkbar ist, beispielsweise nur an einer Planetenseite das Schmiermittel zuzuführen, das dann das Wälzlager zu einem beachtlichen Teil axial durchströmt und an der gegenüberliegenden Radseite über die mittels der Käfigprofilierung ausgebildete Schmiermittelstruktur und die entsprechend profilierte Anlaufscheibe radial wieder aus dem Lagebereich austreten kann. Das heißt, dass sowohl an der Schmiermitteleintrittsseite als auch an der Schmiermittelaustrittsseite entsprechende kanal- oder spaltartige Schmiermittelleitstrukturen über die Anlaufscheiben sowie den Käfig ausgebildet werden, bezogen auf das Planetengetriebe. Besonders bevorzugt erstrecken sich die Erhebungen und Vertiefungen über die gesamte radiale Breite der ringscheibenförmigen Stirnfläche. Das heißt, dass die Vertiefungen radial nach innen und außen, also am Innenumfang und am Außenumfang offen sind, mithin also quasi sich radial erstreckende Kanäle bilden, die einen unmittelbaren Durchfluss des von radial außen zugeführten Schmiermittels nach radial innen in den eigentlichen Wälzbereich erlauben, nachdem dieser letztlich unmittelbar an den Bereich der Ringborde anschließt. Dabei ist, in radialer Richtung gesehen, die Breite der Vertiefungen bevorzugt gleichbleibend, das heißt, dass sich der Öffnungsquer- schnitt der Vertiefungen über ihre radiale Länge nicht ändert, sodass ein relativ großes Durchtrittsvolumen respektive ein relativ großer Öffnungsquerschnitt gegeben ist.

Besonders bevorzugt bilden die Erhebungen und die Vertiefungen ein wellenförmiges Profil aus, das heißt, dass die Erhebungen und Vertiefungen quasi stetig ineinander übergehen. Es sind demzufolge in diesem Bereich keine scharfen Kanten, in Umfangsrichtung gesehen, gegeben, sondern ein Wellenprofil.

Dabei hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Stirnflächen der Erhebungen zumindest abschnittsweise ebenflächig sind. Dies bewirkt, dass, nachdem die Erhebungen gegen die Anlauffläche der Anlaufscheibe laufen, die jeweilige Erhebung nicht nur einen Linienkontakt mit der Anlaufscheibe eingeht, sondern jeweils einen Flächenkontakt, sodass sich, summiert über alle Erhebungen, eine entsprechend große Kontakt- und Abstützfläche ergibt, über die die Axiallast großflächig verteilt wird. Die Schmiermittelversorgung dieses Kontakt- und damit Reibbereichs erfolgt natürlich ebenfalls über das zugeführte Schmiermittel, das über den sich relativ zur Anlaufscheibe drehenden Käfig in Umfangsrichtung mitgenommen und auf der Anlaufscheibe verteilt wird.

Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass zumindest ein Teil der Stege, bevorzugt alle Stege, an der Außenseite mit sich zumindest über einen Teil der Steglänge erstreckenden, nutartigen Vertiefungen versehen ist. Das heißt, dass nicht nur die Stirnflächen der Radialborde profiliert sind, sondern auch seitens der Stegaußenseiten eine entsprechende Strukturierung vorgesehen ist, die der verbesserten Schmiermittelversorgung dient. Diese Vertiefungen respektive Schmiermittelnuten begünstigen den axialen Schmiermittelfluss, nachdem in ihnen das Schmiermittel aufgenommen werden und, da das Schmiermittel von einer Wälzlagerseite her zugeführt wird, zur anderen fließen kann. Weiterhin wirken diese nutartigen Vertiefungen auch als Taschen, in denen das Schmiermittel, nach Art eines Reservoirs, für eine gewisse Zeit gehalten wird. Hierüber kann eine Reibungsreduktion des außen geführten Käfigs in Kontakt zur Bohrung des Planetenrads, in welcher das Wälzlager aufgenommen ist, erreicht werden.

In einer konkreten Erfindungsausgestaltung kann hierbei vorgesehen sein, dass die Stege mit ersten Stegabschnitten an der Außenseite bündig an dem benachbarten Ringbord anschließen, wobei die ersten Stegabschnitte in einen demgegenüber radial vertieften mittleren zweiten Stegabschnitt übergehen und wobei die sich über die gesamte Steglänge erstreckende nutartige Vertiefung im Bereich der ersten Stegabschnitte breiter und/oder tiefer als im zweiten Stegabschnitt ist. Die Stege weisen demzufolge ein definiertes Höhenprofil auf. Sie schließen mit ihren ersten, äußeren Stegabschnitten bündig am jeweiligen Ringbord an und vertiefen sich im mittleren, zweiten Stegabschnittsbereich. Zwar erstrecken sich die jeweiligen nutartigen Vertiefungen zweckmäßigerweise über die gesamte Steglänge, sie sind jedoch im Bereich der ersten Stegabschnitte bevorzugt sowohl breiter als auch tiefer, nachdem dort mehr Material zur Verfügung steht, sodass sich dort größere Schmiermitteltaschen ausbilden und demzufolge auch mehr Schmiermittel zurückgehalten werden kann. Da diese ersten Stegabschnitte, in Umfangsrichtung gesehen, auch mitunter etwas breiter sind als der mittlere Stegabschnitt, nachdem über sie entsprechende, in die zwischen zwei Stegen ausgebildete Taschen ragende Schnappvorsprünge zur Halterung der Wälzkörper ausgebildet werden, kann in diesen Bereichen auf einfache Weise eine entsprechende Schmiertaschenausbildung realisiert werden.

Neben dem Käfig selbst betrifft die Erfindung ferner ein Wälzlager, umfassend einen Käfig der vorstehend beschriebenen Art sowie in zwischen zwei benachbarten Stegen ausgebildeten Taschen aufgenommene zylindrische Wälzkörper. Bei diesen Wälzkörper handelt es sich bevorzugt um längliche Nadeln. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Planetengetriebe, welches bevorzugt für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeuggetriebe geeignet ist. Bevorzugt ist das Planetengetriebe Teil eines Antriebsstrangs eines elektrischen Antriebs, insbesondere einer elektrischen Achse, oder eines Hybrid-Antriebsstrangs. Es weist, neben einer Sonnenradeinheit, einen Planetenträger auf, an dem wenigstens ein Lagerbolzen angeordnet ist, sowie ein Planetenrad, das über ein Wälzlager der vorstehend beschriebenen Art, umfassend einen erfindungsgemäßen Käfig, auf dem Lagerbolzen gelagert ist. Eingefasst ist die Anordnung über ein Hohlrad, mit dem die Planetenräder ebenfalls kämmen. Zur axialen Abstützung des Planetenrads sowie des Wälzlagers über seinen Käfig ist an beiden Seiten des Planetenrads jeweils eine Anlaufscheibe vorgesehen, wobei jede Anlaufscheibe Anlaufflächen für das Planetenrad und den Käfig des Wälzlagers aufweist. Der Planetenträger weist also zwei Wangen auf, zwischen denen sich die Lagerbolzen erstrecken, auf denen wiederum die Wälzlager nebst der Planetenräder und Anlaufscheiben angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist bei einer solchen Anordnung vorgesehen, dass die oder jede Anlaufscheibe eine radial äußere erste Anlauffläche für das Planetenrad und eine radial innere zweite Anlauffläche für den Käfig des Wälzlagers, der mit seiner profilierten Stirnfläche gegen die zweite Anlauffläche läuft, aufweist, wobei die erste Anlauffläche mit einer geometrischen Struktur versehen ist, über die eine nach radial außen offene Schmiermittelleitstruktur gebildet wird, die einen radialen Schmiermittelzufluss von radial außen nach radial innen zur zweiten Anlauffläche erlaubt. Es ist folglich eine vom Sonnenrad kommende Schmiermittelzufuhr vorgesehen, über die das Schmiermittel, bezogen auf das Planetengetriebe, von radial innen zum Planetenradsatz geführt wird, wobei das Schmiermittel von radial außen in die zwischen der Anlaufscheibe und dem Planetenrad ausgebildete Schmiermittelleitstruktur strömt, wo es aufgenommen wird und über die es sodann von radial außen zum Ringbord strömt. Dort tritt es in die ringbordseitige Profilierung, also die dort ausgebildete Schmiermittelleitstruktur ein, über die es eingesammelt wird und über die es sodann axial nach innen in den eigentlichen Lagerbereich geleitet wird, wie natürlich auch auf der Anlaufscheibe verteilt wird.

Zur Ausbildung einer solchen Schmiermittelleitstruktur an der Anlaufscheibe sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Struktur mehrere, zumindest in einem äußeren Scheibenabschnitt vorgesehene, in Umfangsrichtung versetzte und von einer ersten Scheibenseite her eingebrachte Vertiefungen sowie mit diesen korrespondierende, an der gegenüberliegenden zweiten Scheibenseite vorstehende, flächige Erhebungen aufweist. Das heißt, dass diese kanal- oder spaltartige Schmiermittelleitstruktur allein durch die Anlaufscheibenprofilierung realisiert wird, wobei diese Schmiermittelleitstruktur, radial gesehen, unmittelbar mit der am Ringbord ausgebildeten Schmiermittelleitstruktur kommuniziert, sodass das Schmiermittel dementsprechend von außen nach innen in den Wälzbereich durchgeführt werden kann. In der Montagestellung liegen die Erhebungen an der jeweiligen Planetenwange an.

Dabei erstrecken sich die Vertiefungen und Erhebungen bis an den Außenrand der Anlaufscheibe, wobei wie beschrieben die flächigen Erhebungen an der Planetenträgerwange anliegen und abgestützt sind. Demzufolge bilden die Vertiefungen nach radial außen offene Taschen oder Kanäle, über die das Schmiermittel aufgenommen und zur ringbordseitigen Schmiermittelleitstruktur, also die dortigen, quasi kanalartigen Vertiefungen, geführt wird. Da, in Umfangsrichtung gesehen, an der Seite, an der die Erhebungen ausgestellt sind, jeder Erhebung eine entsprechende Vertiefung folgt, können sich zur Wange des Planetenträgers hin entsprechende Taschen ausbilden, in die gleichermaßen Schmiermittel einströmt. Diese Taschen können als Schmiermittelreservoir dienen, gleichzeitig kann hierüber auch die Schmiermittelversorgung für den Reibbereich zwischen Anlaufscheibe und Planetenträgerwange erfolgen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

Figur 1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers mit einem erfindungsgemäßen Käfig,

Figur 2 eine Längsschnittansicht durch das Wälzlager aus Figur 1 und

Figur 3 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes in einer geschnittenen Teilansicht mit einem erfindungsgemäßen Wälzlager. Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Käfig 100 als Teil eines erfindungsgemäßen Wälzlagers 101. Der bevorzugt aus Kunststoff, gegebenenfalls auch aus Metall gefertigte Käfig 100 weist zwei axial endständige Ringborde 102 auf, sowie mehrere sich zwischen diesen erstreckende, sie verbindende Stege 103, siehe hierzu auch die Schnittansicht gemäß Figur 2. In Umfangsrichtung gesehen, ist zwischen jeweils zwei benachbarten Stegen 103 jeweils eine Tasche ausgebildet, in der jeweils ein zylindrischer Wälzkörper 104 eingesetzt ist, wie die Figuren zeigen. Bei den Wälzkörpern 104 handelt es sich um zylindrische Nadeln. Die Ringborde 102 erstrecken sich radial bzw. weisen eine entsprechende radiale Breite auf, so dass sie jeweils größerflächige, ringscheibenförmige axiale Stirnflächen aufweisen

Bei dem erfindungsgemäßen Käfig 100 ist jede axiale ringscheibenförmige Stirnfläche 105 der beiden Ringborde 102 über einander abwechselnde Erhebungen 106 und Vertiefungen 107 profiliert, wobei die Erhebungen 106 und die Vertiefungen 107 in symmetrischer Abfolge angeordnet ist. Die Erhebungen 106 weisen jeweils flächige Stirnflächen auf. Sie bilden letztlich die segmentierte Abstützfläche, mit der der Käfig 100 an einer axial benachbarten Anlaufscheibe anläuft.

Die Vertiefungen 107 sind quasi kanalartig ausgeführt, sie erstrecken sich vom Außenumfang zum Innenumfang des jeweiligen Ringbords 102, sodass sich eine radial nach außen und innen offene Schmiermittelleit- oder Kanalstruktur ergibt. Ersichtlich bleibt die Breite jeder Vertiefung 107, in Umfangrichtung gesehen, über ihre radiale Länge gleich, das heißt, dass sich der Strömungsquerschnitt nicht ändert. Dies ist zweckmäßig, um möglichst viel Schmiermittel, das über diese Schmiermittelleitstruktur in den Lagerbereich geführt wird, leiten zu können.

Wie die Figuren zeigen, gehen die Erhebungen 106 und die Vertiefungen 107 quasi stetig ineinander über, sodass sich ein wellenförmiges Profil ausbildet.

Wie insbesondere Figur 1 zeigt, ist an der Außenseite jedes Stegs 103 eine sich über die gesamte Steglänge erstreckende nutartige Vertiefung 108 vorgesehen. Diese nutartige Vertiefung 108 bildet eine Schmiermittelnut, in der sich Schmiermittel ansammelt, das hierüber einerseits axial längs des Käfigs 100 respektive des Wälzlagers 101 fließen kann. Andererseits wird hierüber auch eine Schmiermitteltasche oder ein Schmiermittelreservoir gebildet, über das die Schmierung des außen geführten Käfigs 100 in der Planetenradbohrung, in der das Wälzlager 101 aufgenommen ist, erfolgt.

Jeder Steg weist äußere Stegabschnitte 109 auf, über die er bündig an dem jeweiligen Ringbord 102 anschließt. Diese etwas breiter in Umfangsrichtung ausgeführten Stegabschnitte 109 bilden Schnappabschnitte 110, über die die Wälzkörper 104 in den Taschen gehaltert werden. Ersichtlich sind die Abschnitte der Vertiefung 108 in den Stegabschnitten 109 breiter und tiefer als in dem mittleren Stegabschnitt 125, der gegenüber den Stegabschnitten 109 vertieft ist. Die in den Stegabschnitten 109 vorgesehenen Vertiefungsabschnitte bilden entsprechend große Schmiermitteltaschen, die die Aufnahme eines entsprechenden Volumens ermöglichen.

Ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe 111 ist ausschnittsweise in Figur 3 gezeigt.

Ein solches Planetengetriebe 111 weist eine, hier nicht näher gezeigte, Sonnenradeinheit auf, deren Rotationsachse die Hauptdrehachse des Getriebes definiert. Die Sonnenradeinheit weist ein Sonnenrad und eine Sonnenwelle auf, wobei das Sonnenrad auf der Sonnenwelle angeordnet ist und entweder ein separates, aufgesetztes Bauteil oder einstückig mit der Sonnenwelle ist. Mit dem Sonnenrad kämmen üblicherweise mehrere an einem Planetenträger drehbar gelagerte Planetenräder, wobei das Sonnenrad konzentrisch innerhalb der Planetenradanordnung angeordnet ist. Die Planetenräder kämmen des Weiteren mit einem sie umgebenden Hohlrad. Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Planetengetriebes ist bekannt.

Der in Figur 3 gezeigte Ausschnitt des Planetengetriebes 111 zeigt den Planetenträger 112, hier bestehend aus zwei Wangen 113, an denen entsprechende Lagerbolzen 114, von denen in Figur 3 nur einer gezeigt ist, befestigt sind. Bei einem solchen Lagerbolzen 114 handelt es sich um einen einfachen, vollmaterialigen Bolzen. Der Lagerbolzen 114 erstreckt sich von einer zur anderen Wange 113.

Über das erfindungsgemäße Wälzlager 101 umfassend den erfindungsgemäßen Käfig 100 sowie die darin gehalterten beziehungsweise geführten Wälzkörper 104 ist ein Planetenrad 115 drehgelagert. Das Planetenrad 115 weist eine Außenverzahnung auf, mit der es einerseits mit dem hier nur ausschnittsweise gezeigten Sonnenrad 116 kämmt, andererseits mit dem nicht gezeigtem Hohlrad.

Zwischen dem Planetenrad 115 und dem Wälzlager 101 sowie jeder Wangen 113 ist jeweils eine Anlaufscheibe 117 angeordnet, gegen die das Planetenrad 115 mit seiner jeweils axialen Stirnfläche wie auch der Käfig 100 mit seinen Ringborden 102 anlaufen kann, dort also axial abgestützt wird. Das Wälzlager 101 respektive der Käfig 100 ist axial nicht länger als das Planetenrad 115, ragt also axial nicht hervor, das heißt, dass die Ringborde 102 maximal bündig mit den Stirnflächen des Planetenrads 115 abschließen. Grundsätzlich denkbar wäre aber auch, dann bei entsprechend anderer Ausgestaltung der Anlaufscheiben 117, dass der Käfig 100 das Planetenrad axial gesehen etwas überragt.

Jede der Anlaufscheiben 117 weist eine erste Anlauffläche 118 auf, die vom Scheibenkörper 119 gebildet ist. Im Bereich der ersten Anlauffläche 118 sind mehrere, axial sich in Richtung der Wangen 113 erhebende Erhebungen 120 ausgebildet, die also lokal axial zur jeweiligen Wange 113 vorspringen und mit ihren flächigen Seitenflächen an der Wange 113 anliegen und denen an der zum Planetenrad 115 gerichteten Seite natürlich entsprechende Vertiefungen 124 zugeordnet sind. Bezogen auf das Planetenrad 115 ist demzufolge die Anlauffläche 118 segmentiert, sie besteht aus den unverformten Abschnitten des Scheibenkörpers 119, die in Umfangsrichtung gesehen zwischen den jeweiligen Vertiefungen 124 an der zum Planetenrad 115 weisenden Seite vorgesehen sind, während die Erhebungen 120 an der anderen Scheibenseite zur jeweiligen Wange 113 weisen.

Der Scheibenkörper 119 bildet des Weiteren eine radial innen liegende zweite Anlauffläche 121 , die auf gleicher Ebene wie die erste Anlauffläche 118 liegt und im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgeführt ist. An ihr läuft der Käfig 100 mit seinen Ringborden 102 respektive mit seiner dort ausgebildeten Wellenprofilierung an. Dabei kann die radiale Breite jedes Ringbords 102 etwas größer sein die radiale Breite der zweiten Anlauffläche 121 , was dazu führt, dass die wellenförmige Profilierung der Radialborde 102, also insbesondere die radial offenen Vertiefungen 107, sich mit den an dieser Scheibenseite vorgesehenen Vertiefungen 124 überdecken. Das führt dazu, dass die über die Strukturierung der Anlaufscheibe 117 gebildete Schmiermittelleitstruktur, definiert über die an der zur Planetenradseite ausgebildeten Vertiefungen 124, mit der an den Ringborden 102 ausgebildeten Schmiermittelleitstruktur, insbesondere eben den dortigen Vertiefungen 107, kommuniziert.

Wie Figur 3 zeigt, wird über das Sonnenrad 116 über einen entsprechenden Zuführkanal 122 ein Schmiermittel zugeführt, also von radial innen in den Planetenradkranz. Das Schmiermittel wird über eine optionale Fangschale 123 an einer Planetenradseite eingefangen und der sich zwischen dem Planetenrad 115 und der Anlaufscheibe 117 ausgebildeten Schmiermittelleitstruktur, gebildet über die radial nach außen offenen Vertiefungen 124, zugeführt, siehe Pfeil P1. Über diese strömt das Schmiermittel radial nach innen und gelangt in den Bereich der Vertiefungen 107 am Käfig 100, wo es einerseits aufgenommen wird, und im Reibbereich zur Anlaufscheibe 117 verteilt wird, andererseits aber auch radial weitergeleitet und in den Bereich der Wälzkörper gebracht wird. Gleichzeitig strömt das Schmiermittel auch in die nutartigen Vertiefungen 108. Es wird insgesamt eine hinreichend große Schmiermittelmenge von radial außen nach radial innen in den eigentlichen Wälzbereich geführt, wo sie sich axial verteilt, wie durch den Pfeil P1 angedeutet.

Das Schmiermittel wird zu einem gewissen Teil axial durch das Wälzlager 101 durchgeführt, nachdem über die Anlaufscheibe 117, über die es zugeführt wird, wie auch den Käfig 100 das Schmiermittel eine axiale Fließkomponente zur anderen Lagerseite erfährt. An dieser in Figur 3 links gezeigten Lagerseite wird das Schmiermittel wieder nach außen abgeführt, einerseits indem es auch den nutartigen Vertiefungen 108 ausströmt, andererseits indem es durch die Vertiefungen 107 am dortigen Ringbord 102 sowie die Vertiefungen 124 an der dortigen Anlaufscheibe 117 fliehkraftgetrieben radial nach außen strömt, wo es abgeschleudert wird. Dieser Fluidpfad ist mit dem Pfeil P2 dargestellt.

Wie beschrieben, besteht die Möglichkeit, dass der Käfig 100 das Planetenrad 115 auch axial beidseits überragen kann. In diesem Fall wäre die jeweilige Anlaufscheibe 117 etwas anders zu profilieren. Denn es müsste dann ein axialer Versatz der ersten Anlauffläche 118 zur zweiten Anlauffläche 121 gegeben sein. In diesem Fall würden sich entsprechende Erhebungen vom Scheibengrundkörper in Richtung des Planeten- rads 115 erstrecken und die segmentierte erste Anlauffläche 118 für das Planetenrad 115 bilden, während der unverformte, ringscheibenförmige innere Abschnitt des Scheibenkörpers die axial weiter nach außen versetzte Anlauffläche 121 für den axial überstehenden Käfig bilden würde. Dieser würde wiederum mit seiner profilierten Ringbordstirnfläche daran anlaufen. Aufgrund der Ausbildung der Erhebungen bilden sich am Außenumfang wiederum entsprechende kanalartige Taschen aus, durch die der radiale Schmiermittelzufluss möglich ist.

Bezuqszeichenliste 00 Käfig 01 Wälzlager 02 Ringbord 03 Steg 04 Wälzkörper 05 Stirnfläche 06 Erhebung 07 Vertiefung 08 nutartige Vertiefung 09 Stegabschnitt 10 Schnappabschnitt 11 Planetengetriebe 12 Planetenträger 13 Wange 14 Lagerbolzen 15 Planetenrad 16 Sonnenrad 17 Anlaufscheibe 18 Anlauffläche

119 Scheibenkörper

120 Erhebung

121 Anlauffläche

122 Zuführkanal

123 Fangschale

124 Vertiefung

125 Stegabschnitt

P1 Pfeil

P2 Pfeil

Claims

Patentansprüche

1 . Käfig für ein Wälzlager, mit zwei axial endständigen, sich radial erstreckenden Ringborden (102) mit jeweils einer ringscheibenförmigen Stirnfläche, sowie mehreren diese verbindenden Stegen (103), dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Stirnfläche (105) wenigstens eines Ringbords (102) über einander abwechselnde Erhebungen (106) und Vertiefungen (107) profiliert ist.

2. Käfig nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Stirnflächen (105) beider Ringborde (102) profiliert sind.

3. Käfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erhebungen (106) und Vertiefungen (107) über die gesamte radiale Breite der Stirnfläche (105) erstrecken.

4. Käfig nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (106) und Vertiefungen (107) ein wellenförmiges Profil ausbilden.

5. Käfig nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche der Erhebungen (106) zumindest abschnittweise ebenflächig ist.

6. Käfig nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Stege (103) an der Außenseite mit sich über zumindest einen Teil der Steglänge erstreckenden, nutartigen Vertiefungen (108) versehen ist.

7. Käfig nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (103) mit ersten Stegabschnitten (109) an der Außenseite bündig an den benachbarten Ringbord (102) anschließen, wobei die ersten Stegabschnitte (109) in einen demgegenüber radial vertieften mittleren zweiten Stegabschnitt (125) übergehen, und wobei die sich über die gesamte Steglänge erstreckende nutartige Vertiefung (108) im Bereich der ersten Stegabschnitte (109) breiter als im zweiten Stegabschnitt (125) ist.

8. Wälzlager, umfassend einen Käfig (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche sowie in zwischen benachbarten Stegen (103) ausgebildeten Taschen aufgenommene zylindrische Wälzkörper (104).

9. Planetengetriebe mit einem Planetenträger (112), wenigstens einem daran angeordneten Lagerbolzen (114), einem am Lagerbolzen (114) angeordneten Wälzlager (101 ) nach Anspruch 8, einem über das Wälzlager (101 ) gelagerten Planetenrad (115) sowie zwei Anlaufscheiben (117), die beidseits des Planetenrads (115) zwischen dem Planetenrad (115) und dem Planetenträger (112) angeordnet sind und jeweils Anlaufflächen (118, 120) für das Planetenrad (115) und den Käfig (100) des Wälzlager (101 ) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Anlaufscheibe (117) eine radial äußere erste Anlauffläche (118) für das Planetenrad (115) und eine radial innere zweite Anlauffläche (121 ) für den Käfig (100) des Wälzlagers (101 ), der mit seiner profilierten Stirnfläche (105) gegen die zweite Anlauffläche (121 ) läuft, aufweist, wobei die erste Anlauffläche (118) mit einer geometrischen Struktur versehen ist, über die eine nach radial außen offenen Schmiermittelleitstruktur gebildet wird, die einen radialen Schmiermittelzufluss von radial außen nach radial innen zur zweite Anlauffläche (121 ) erlaubt.

10. Planetengetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur mehrere, zumindest in einem äußeren Scheibenabschnitt vorgesehene, in Umfangsrichtung versetzte und von einer ersten Scheibenseite her eingebrachte Vertiefungen (124) sowie mit diesen korrespondierende, an der gegenüberliegenden zweiten Scheibenseite vorstehende, flächige Erhebungen (120) aufweist.