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DE102011009564B4 - Bearing unit for turbocharger spindle units - Google Patents

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DE102011009564B4
DE102011009564B4 DE102011009564.0A DE102011009564A DE102011009564B4 DE 102011009564 B4 DE102011009564 B4 DE 102011009564B4 DE 102011009564 A DE102011009564 A DE 102011009564A DE 102011009564 B4 DE102011009564 B4 DE 102011009564B4
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inner ring
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Martin Engler
Dennis Müller
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MinebeaMitsumi Inc
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Abstract

Lagereinheit für eine Welle (16) eines Turboladers, welche mindestens einen Außenring (10; 110; 310; 410), mindestens einen Innenring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) und mindestens zwei zwischen Außenring (10; 110; 310; 410) und Innenring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) geführte Lagerreihen umfasst, wobei mindestens ein Kanal (28; 128; 328; 428) zum Einspritzen von Schmiermittel in einen Zwischenraum (14; 114; 314; 414) zwischen dem Außenring (10; 110; 310; 410) und dem Innenring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (32, 38, 42, 132, 138, 232, 238, 242; 320, 324; 428; 456, 458) vorgesehen sind, die unter Ausnutzung der Fliehkraft das Schmiermittel von im Schmiermittel befindlichen Schmutzpartikeln trennen.Bearing unit for a shaft (16) of a turbocharger, which comprises at least one outer ring (10; 110; 310; 410), at least one inner ring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) and at least two rows of bearings guided between the outer ring (10; 110; 310; 410) and the inner ring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a), wherein at least one channel (28; 128; 328; 428) is provided for injecting lubricant into an intermediate space (14; 114; 314; 414) between the outer ring (10; 110; 310; 410) and the inner ring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a), characterized in that that devices (32, 38, 42, 132, 138, 232, 238, 242; 320, 324; 428; 456, 458) are provided which separate the lubricant from dirt particles contained in the lubricant by utilizing centrifugal force.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit für Turbolader-Spindel-Einheiten, im folgenden auch als TLSE bezeichnet, nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 17.The invention relates to a bearing unit for turbocharger spindle units, hereinafter also referred to as TLSE, according to the preamble of claims 1 and 17.

Stand der TechnikState of the art

Abgasturbolader werden mit sehr hohen Drehzahlen bei hohen Temperaturen betrieben. Auf einer gemeinsamen Welle sind eine Turbine und ein Verdichter angeordnet. Diese Betriebsbedingungen stellen hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Verschleißfestigkeit der Lagereinheit der Lagerung der Welle. Typische TLSE sind beispielsweise in DE 20 2004 017 194 U1 und DE 38 25 326 A1 offenbart. Die Lagereinheit ist als Wälzlager ausgebildet. Das Wälzlager umfasst beispielsweise einen Außenring mit zwei Lagerreihen und zwei Innenringe mit je einer Lagerreihe. Die Abstände der Laufbahnen zwischen dem Außenring und dem Innenring besitzen eine genau festgelegte Differenz, um eine Anstellungstendenz zu erzeugen; bevorzugt wird eine O-Anordnung verwendet.Exhaust gas turbochargers are operated at very high speeds at high temperatures. A turbine and a compressor are arranged on a common shaft. These operating conditions place high demands on the accuracy and wear resistance of the bearing unit of the shaft bearing. Typical TLSE are, for example, in DE 20 2004 017 194 U1 and DE 38 25 326 A1 disclosed. The bearing unit is designed as a rolling bearing. The rolling bearing comprises, for example, an outer ring with two rows of bearings and two inner rings, each with one row of bearings. The distances between the raceways between the outer ring and the inner ring have a precisely defined difference in order to create an adjustment tendency; an O-arrangement is preferably used.

Aufgrund der hohen Temperaturen und Drehzahlen muss die TLSE permanent mit Schmiermittel versorgt werden. Das Schmiermittel, typischerweise Öl, wird der TLSE durch zwei Bohrungen im Außenring zugeführt. Diese beiden Bohrungen sind zu den Lagerreihen hin geneigt, um eine gute Versorgung der Lagerreihen mit Schmiermittel zu gewährleisten. Da der Turbolader in Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommt wird die TLSE vorteilhaft in den Schmierkreislauf des Verbrennungsmotors einbezogen. Als Schmiermittel für die TLSE wird somit das Motorenöl des Verbrennungsmotors verwendet. Neben der Schmierung übernimmt das Motorenöl auch eine Kühlfunktion.Due to the high temperatures and speeds, the TLSE must be permanently supplied with lubricant. The lubricant, typically oil, is fed to the TLSE through two holes in the outer ring. These two holes are inclined towards the bearing rows to ensure that the bearing rows are well supplied with lubricant. Since the turbocharger is used in combustion engines, the TLSE is advantageously included in the lubrication circuit of the combustion engine. The engine oil of the combustion engine is therefore used as the lubricant for the TLSE. In addition to lubrication, the engine oil also has a cooling function.

Die Qualität des Motorenöls in einem Verbrennungsmotor nimmt im Betrieb stark ab. Da das Öl auch für die Schmierung der TLSE verwendet wird, können vor allem Verschmutzungen durch Abrieb und Verbrennungsrückstände die sichere Funktion der TLSE beeinträchtigen. Im Betrieb der TLSE wirken sehr hohe Kräfte, Temperaturen und Drehzahlen, die die TLSE stark beanspruchen. Zur Sicherstellung der geforderten Lebensdauer der TLSE ist eine gute Schmiermittelversorgung mit guter Schmiermittelqualität vorteilhaft. Übliche Filter zur Reinigung des Motorenöls, die vor dem Eintritt des Motoröls in die TLSE angeordnet werden, setzen sich sehr schnell zu und drosseln den Schmiermittelkreislauf. Solche vorgeschalteten Filter haben sich deshalb nicht bewährt.The quality of the engine oil in a combustion engine decreases significantly during operation. Since the oil is also used to lubricate the TLSE, contamination from abrasion and combustion residues in particular can impair the safe functioning of the TLSE. When the TLSE is in operation, very high forces, temperatures and speeds are at work, which place great strain on the TLSE. To ensure the required service life of the TLSE, a good lubricant supply with good lubricant quality is advantageous. Conventional filters for cleaning the engine oil, which are installed before the engine oil enters the TLSE, clog up very quickly and throttle the lubricant circuit. Such upstream filters have therefore not proven to be effective.

Eine häufige Ausfallursache für kugelgelagerte TLSE ist das Versagen des Kugellager-Käfigs. Der Käfig wird typischerweise am Innenbord oder Außenbord geführt und hat die Aufgabe die Wälzkörper, hier Kugeln, auf Distanz zueinander zu halten, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Kugel am Umfang zu erreichen. Dabei verschleißen typischerweise die Kugeltaschen in Umfangsrichtung sowie die jeweilige Führungsfläche am Innen- oder Aussenring. Große Kräfte und hohe Relativgeschwindigkeiten erhöhen dabei die Neigung zum Verschleiß. Die größten Kräfte und Relativgeschwindigkeiten treten insbesondere in den Beschleunigungsphasen auf. Bedingt durch die Schaufelräder (Turbinenrad und Verdichterrad) ist beim Turbolader die Drehrichtung vorgegeben - der Turbolader dreht nur in eine Richtung. Die Kräfte auf den Käfig, die u. a. durch die Massenträgheit des Käfigs und die Reibungskräfte in den Kontaktstellen mit benachbarten Bauteilen, sowie aus der Flüssigkeitsreibung des Schmiermittels hervorgerufen werden, müssen überwunden werden. Dazu muss dem Käfig Energie zugeführt werden. Die Energie-Zuführung erfolgt über die Kugeln und evtl. über den Innen- oder Aussenring (falls der Käfig über den rotierenden Ring geführt wird). Bei der Energiezufuhr über die Kugel kann der schädliche „Skidding-Effekt“ verstärkt werden, wobei die Kugeln aufgrund von Gleitreibung anstatt Rollreibung am Ring durchrutschen. Durch Reduktion bzw. Vermeidung des „Skidding - Effekts“ kann der Verschleiß der Lagereinheit allgemein, insbesondere auch der Verschleiß am Käfig reduziert bzw. vermieden werden, um die Lebensdauer der gesamten Lagereinheit bzw. des gesamten Turboladers zu erhöhen.A common cause of failure for ball-bearing TLSE is the failure of the ball bearing cage. The cage is typically guided on the inboard or outboard and has the task of keeping the rolling elements, in this case balls, at a distance from each other in order to achieve the most even distribution of the balls around the circumference. The ball pockets in the circumferential direction and the respective guide surface on the inner or outer ring typically wear out. Large forces and high relative speeds increase the tendency to wear. The greatest forces and relative speeds occur particularly during the acceleration phases. Due to the impellers (turbine wheel and compressor wheel), the direction of rotation of the turbocharger is predetermined - the turbocharger only rotates in one direction. The forces on the cage, which are caused by the inertia of the cage and the friction forces in the contact points with neighboring components, as well as by the fluid friction of the lubricant, must be overcome. To do this, energy must be supplied to the cage. The energy is supplied via the balls and possibly via the inner or outer ring (if the cage is guided over the rotating ring). If the energy is supplied via the ball, the harmful "skidding effect" can be increased, whereby the balls slip on the ring due to sliding friction instead of rolling friction. By reducing or avoiding the "skidding effect", the wear of the bearing unit in general, and in particular the wear on the cage, can be reduced or avoided in order to increase the service life of the entire bearing unit or the entire turbocharger.

Die DE 20 2004 017 194 U1 offenbart eine Lagereinheit für einen Turbolader mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Patentansprüche 1 und 17.The DE 20 2004 017 194 U1 discloses a bearing unit for a turbocharger with the features of the preamble of patent claims 1 and 17.

US 20081 0267548 A1 und WO 2011/ 009813 A1 offenbaren wesentliche Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 17. US 20081 0267548 A1 and WO 2011/ 009813 A1 disclose essential features of the preamble of patent claim 17.

US 7 040 874 zeigt einen Turbolader mit Schmiermittelfilter. US 7 040 874 shows a turbocharger with lubricant filter.

DE 33 26 299 A1 offenbart eine Spaltausbildung zwischen zwei sich relativ zueinander drehenden Teilen. EN 33 26 299 A1 reveals a gap formation between two parts rotating relative to each other.

DE 10 2008 046 582 A1 und DE 897 902 A offenbaren Abgasturbolader mit spezieller Schmiermittelführung durch an der Welle angeordnete Distanzhülsen. EN 10 2008 046 582 A1 and DE 897 902 A reveal exhaust gas turbochargers with special lubricant guidance through spacer sleeves arranged on the shaft.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Verschleiß bei einer Lagereinheit für Turbolader-Spindel-Einheiten deutlich zu reduzieren, und damit die Lebensdauer zu erhöhen sowie die Funktionssicherheit zu verbessern.The object of the invention is to reduce the wear in a bearing unit for turbocharger spin del units, thereby increasing their service life and improving their functional reliability.

Die Aufgabe wird durch eine Lagereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 17 gelöst.The object is achieved by a storage unit having the features of claim 1 or claim 17.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung und weitere vorteilhafte Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments of the invention and further advantageous features are specified in the subclaims.

Die Lagereinheit für eine Welle eines Turboladers umfasst mindestens einen Außenring, mindestens einen Innenring und mindestens zwei zwischen Außenring und Innenring geführte Lagerreihen. Es ist mindestens ein Kanal zum Einspritzen von Schmiermittel in einen Zwischenraum zwischen dem Außenring und dem Innenring vorgesehen.The bearing unit for a shaft of a turbocharger comprises at least one outer ring, at least one inner ring and at least two rows of bearings guided between the outer ring and the inner ring. At least one channel is provided for injecting lubricant into a space between the outer ring and the inner ring.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass innerhalb des Zwischenraums und/oder am Innenring und/oder dem Außenring Einrichtungen angeordnet sind, die unter Ausnutzung der Fliehkraft das Schmiermittel von im Schmiermittel befindlichen Schmutzpartikeln trennen.The invention is characterized in that devices are arranged within the intermediate space and/or on the inner ring and/or the outer ring which separate the lubricant from dirt particles contained in the lubricant by utilizing centrifugal force.

Erfindungsgemäß wird das unterschiedliche spezifische Gewicht der Schmutzpartikel im Vergleich zum reinen Motorenöl ausgenutzt. Nach dem Eintritt des Motorenöls in die TLSE trifft das Schmiermedium auf das rotierende Bauteil beispielsweise den Innenring, und wird dadurch in Rotation versetzt und schließlich in Richtung des nicht rotierenden Bauteils, beispielsweise dem Außenring, abgeschleudert. Die vorwiegend durch die Fliehkraft bestimmte Flugbahn der abgeschleuderten Schmutzpartikel unterscheidet sich von der Flugbahn des reinen Motorenöls aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Gewichte und der unterschiedlichen Massenträgheit. Durch Einbringen von geeigneten Geometrien auf dem rotierenden Bauteil und / oder dem nicht rotierenden Bauteil, aber auch im Strömungskanal, können die Schmutzpartikel durch Ausnutzung der Fliehkraft ganz oder zumindest teilweise aus dem Motorenöl entfernt werden.According to the invention, the different specific weight of the dirt particles compared to pure engine oil is exploited. After the engine oil enters the TLSE, the lubricating medium hits the rotating component, for example the inner ring, and is thereby set in rotation and finally thrown off in the direction of the non-rotating component, for example the outer ring. The trajectory of the thrown-off dirt particles, which is mainly determined by centrifugal force, differs from the trajectory of pure engine oil due to the different specific weights and the different mass inertia. By introducing suitable geometries on the rotating component and/or the non-rotating component, but also in the flow channel, the dirt particles can be completely or at least partially removed from the engine oil by utilizing centrifugal force.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gelangt das Schmutzpartikel enthaltende Schmiermittel, beispielsweise Motoröl, durch gezielt orientierte Zuführkanäle auf den Außendurchmesser des rotierenden Innenrings. Die Kanäle verlaufen vorzugsweise in einem Winkel von etwa 60° bis 80° zur Wellenachse der Welle und münden in der Nähe einer zugeordneten Lagerreihe. Der Innenring besitzt in der Auftreffzone des Schmiermittels eine spezielle Geometrie in Form beispielsweise einer definierten Rille evtl. mit Abspritzkante. Durch das Auftreffen auf den rotierenden Innenring wird das Öl selbst in Rotation versetzt und schließlich abgeschleudert und trifft auf den Bord des feststehenden Außenrings. Durch Zentrifugalkräfte, die auf das Schmiermittel und die darin befindlichen Schmutzpartikel einwirken, werden die Schmutzpartikel durch deren höhere Massenträgheit in einem unterschiedlichen Winkel abgelenkt als das reine Schmiermittel und treffen in einem anderen Bereich auf den Außenring auf als das reine Schmiermittel. Durch eine geeignete Geometrie im Außenring, z.B. eine definierte Rille mit Trennkante, können die Schmutzpartikel vom Öl getrennt werden. Das von den Schmutzpartikeln zumindest teilweise befreite Schmiermittel kann dann direkt den Lagerreihen zugeleitet werden, während das mit Schmutzpartikel angereicherte Schmiermittel von den Lagerreihen weg geleitet wird.According to a preferred embodiment of the invention, the lubricant containing dirt particles, for example engine oil, reaches the outer diameter of the rotating inner ring through specifically oriented feed channels. The channels preferably run at an angle of approximately 60° to 80° to the shaft axis and open near an associated row of bearings. The inner ring has a special geometry in the impact zone of the lubricant in the form of, for example, a defined groove, possibly with a spray edge. When it hits the rotating inner ring, the oil itself is set in rotation and finally thrown off and hits the rim of the stationary outer ring. Due to centrifugal forces acting on the lubricant and the dirt particles contained therein, the dirt particles are deflected at a different angle than the pure lubricant due to their higher mass inertia and hit the outer ring in a different area than the pure lubricant. The dirt particles can be separated from the oil using a suitable geometry in the outer ring, e.g. a defined groove with a separating edge. The lubricant that has been at least partially freed from dirt particles can then be fed directly to the bearing rows, while the lubricant enriched with dirt particles is fed away from the bearing rows.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Vernebelung / Zerstäubung des Schmiermittels durchgeführt. Durch die Optimierung der Parameter der Ölzuführung, wie z.B. Volumenstrom, Druck, Richtung, Drehzahl des Bauteils, auf das der Strahl auftrifft, Einbringen einer Abspritzkante zur Vernebelung des Öls, wird eine Wirbelströmung des vernebelten Schmiermittels erzeugt, die den Schmiermittelnebel zu den Lagerreihen hin transportiert. Eine Vernebelung kann auch durch eine entsprechende Gestaltung der Ölzufuhrkanäle erreicht werden. Dabei wird zumindest ein Teil des zugeführten Schmiermittels vernebelt bzw. zerstäubt. Die Lagerreihen werden somit mit Ölnebel geschmiert. Durch Nebelbildung (Tröpfchen-Bildung) wird der Schmutz von dem „sauberen“ Öl getrennt Der nicht vernebelte, schmutzbehaftete Teil des Öls gelangt nicht in die Lagerreihen, verlässt die TLSE durch die Ölauslaß-Bohrung, verbleibt aber im Schmiermittelkreislauf und steht zur Kühlung zur Verfügung.According to a preferred embodiment of the invention, the lubricant is atomized/atomized. By optimizing the parameters of the oil supply, such as volume flow, pressure, direction, speed of the component that the jet hits, and introducing a spray edge to atomize the oil, a vortex flow of the atomized lubricant is generated, which transports the lubricant mist to the bearing rows. Atomization can also be achieved by appropriately designing the oil supply channels. At least part of the supplied lubricant is atomized or atomized. The bearing rows are thus lubricated with oil mist. The formation of mist (droplet formation) separates the dirt from the "clean" oil. The non-atomized, dirty part of the oil does not reach the bearing rows, leaves the TLSE through the oil outlet hole, but remains in the lubricant circuit and is available for cooling.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Strömungsenergie des Schmieröls genutzt werden, um den Verschleiß insbesondere am Käfig zu reduzieren. Die zum Kugellager hin geneigten Ölzufuhrkanäle werden nicht nur in Bezug auf die Längsachse der Welle sondern zusätzlich in Unfangsrichtung des Außenrings geneigt und so positioniert, dass der Schmiermittelstrahl den Käfig direkt oder indirekt trifft und dabei den Käfig in dessen vorgesehener Drehrichtung antreibt.According to a further preferred embodiment of the invention, the flow energy of the lubricating oil can be used to reduce wear, particularly on the cage. The oil supply channels inclined towards the ball bearing are not only inclined in relation to the longitudinal axis of the shaft but also in the circumferential direction of the outer ring and positioned so that the lubricant jet hits the cage directly or indirectly and drives the cage in its intended direction of rotation.

Vorzugsweise soll der Schmiermittelstrom den Käfig in einem Gebiet treffen, das den Käfig gut antreibt, den Käfig nicht beeinträchtigt und dessen stabilen Lauf unterstützt. Vorzugsweise kann das die Käfigseite sein. Zur besseren Umwandlung der Strömungsenergie des Schmiermittels in kinetische Energie des Käfigs können entsprechende Konturen oder Prallflächen auf dem Käfig bzw. im Käfig angebracht bzw. eingebracht sein. Es können z.B. Schaufelräder auf der dem Schmiermittelstrom zugewandten Stirnfläche des Käfigs angeordnet werden. Alternativ zum direkten Auftreffen des Ölstrahls auf den Käfig kann der Ölstrahl zunächst auf das rotierende Bauteil (z.B. Innenring) treffen, und dann auf den Käfig auftreffen, also indirekt auftreffen. Hierbei zerstäubt das Schmiermittel und trifft in vielen kleinen Tröpfchen auf den Käfig auf, was schonender für den Käfig ist. Außerdem werden inkonstante Volumenströme des Öls gleichmäßiger. Durch das Auftreffen des Ölstrahls auf den Innenring (bzw. die Welle) wird ein Drehimpuls auf das Schmiermittel übertragen, das den Antrieb des Käfigs begünstigt.Preferably, the lubricant flow should hit the cage in an area that drives the cage well, does not affect the cage and supports its stable running. Preferably, this can be the cage side. To better convert the flow energy of the lubricant into kinetic energy of the cage, corresponding contours or impact surfaces can be attached or incorporated on the cage or in the cage. For example, these can be fel wheels are arranged on the face of the cage facing the lubricant flow. As an alternative to the oil jet hitting the cage directly, the oil jet can first hit the rotating component (e.g. inner ring) and then hit the cage, i.e. indirectly. The lubricant is atomized and hits the cage in many small droplets, which is gentler on the cage. In addition, inconsistent volume flows of oil are made more uniform. When the oil jet hits the inner ring (or the shaft), an angular momentum is transferred to the lubricant, which helps drive the cage.

Innenring geführte Käfige neigen dazu, sich auf der bezüglich der Schmiermitteleinbringung abgewandten Seite zu erhitzen und schnell zu verschleißen, weil zu wenig Schmiermittel die Gleitführung erreicht. Die Wärmeeinbringung mit Erwärmung der Lagerreihe auf ein sehr hohes Temperaturniveau ist für die Funktion und die Lebensdauer des Lagers ungünstig. Eine bessere Schmierung zur Reduzierung der Reibung und eine Reduktion der Temperatur der Lagerreihe sind daher vorteilhaft. Die Kühlung mittels des Motorenöls ist für die turbinenseitige Lagerreihe nur ungenügend wirksam.Cages guided by the inner ring tend to heat up on the side facing away from the lubricant application and wear out quickly because too little lubricant reaches the sliding guide. The heat application with heating of the bearing row to a very high temperature level is detrimental to the function and service life of the bearing. Better lubrication to reduce friction and a reduction in the temperature of the bearing row are therefore advantageous. Cooling using engine oil is only insufficiently effective for the turbine-side bearing row.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Geometrie des Käfigs asymmetrisch auszubilden. Dadurch kann die Reibung an der Käfigführung wesentlich verringert werden. Durch die neuartige Käfiggeometrie wird unter Nutzung der Zentrifugalkräfte über eine Schräge das Schmiermittel komplett über die Lagerstelle gebracht und dann nach außen abgeschleudert, um über die Wälzkörper die Lagerstelle zu schmieren, und gelangt zusätzlich zur gegenüberliegende Führung des Käfigs, um auch dort eine ausreichende Schmierung zu gewährleisten, insbesondere wenn die Einringung des Schmiermittels nur einseitig erfolgen kann. Durch die beschriebenen Maßnahmen und Effekte wird Schmiermittel in typischer Weise zu bisher schlecht mit Schmiermittel versorgten Bereichen des Kugellagers transportiert.A further preferred embodiment of the invention provides for the geometry of the cage to be asymmetrical. This allows friction on the cage guide to be significantly reduced. The new cage geometry uses centrifugal forces to bring the lubricant completely over the bearing point via an incline and then spins it outwards in order to lubricate the bearing point via the rolling elements. It also reaches the opposite guide of the cage in order to ensure sufficient lubrication there too, particularly if the lubricant can only be introduced on one side. The measures and effects described typically transport lubricant to areas of the ball bearing that have previously been poorly supplied with lubricant.

Außerdem werden die „offenen“, d.h. für den Durchfluss des Schmiermittels freien Querschnitte vergrößert. Dadurch verringert sich die „Filterwirkung“ der Lagerreihe, womit sich die Wahrscheinlichkeit des Verbleibs von Verunreinigungen aus dem Schmieröl in der Lagerreihe reduziert. Verunreinigungen könnten in den Laufbahn - Kugel - Kontakt oder in die Berührstellen des Käfigs mit benachbarten Bauteilen gelangen und dort erhöhtes Laufgeräusch oder hohe mechanische Spannungen erzeugen. Die Reduktion bzw. das Vermeiden von Verunreinigungseintrag in die Lagerreihen ist somit sehr vorteilhaft für den störungsfreien Betrieb und die Langlebigkeit der Lagerung.In addition, the "open" cross-sections, i.e. those that are free for the flow of lubricant, are enlarged. This reduces the "filtering effect" of the bearing row, which reduces the probability of contamination from the lubricating oil remaining in the bearing row. Contaminants could get into the raceway - ball contact or into the contact points of the cage with neighboring components and cause increased running noise or high mechanical stresses. Reducing or avoiding the ingress of contamination into the bearing rows is therefore very beneficial for trouble-free operation and the longevity of the bearing.

Zusätzlich reduziert die neue Geometrie das Eigengewicht des Käfigs, da das Käfigvolumen reduziert wird. Damit wird das Massenträgheitsmoment reduziert, was ein schnelles Beschleunigen und Abbremsen begünstigt.In addition, the new geometry reduces the weight of the cage by reducing the cage volume. This reduces the moment of inertia, which promotes rapid acceleration and braking.

Ferner ist bei der neuartigen Geometrie das Gewicht des Käfigs ausbalanciert, da trotz der asymmetrischen Käfig-Geometrie (Querschnitt) die Massen symmetrisch verteilt sind, so dass die die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer dynamischen Unwucht reduziert wird. Zur Vermeidung einer Erwärmung der Lagerstelle auf ein zu hohes Temperaturniveau wird die Lagerreihe bezüglich des Temperaturflusses aufgrund der speziellen Geometrie des Käfigs besser und mit mehr Schmiermittel versorgt. Dadurch wird die Wärme auf das Schmiermittel übertragen und von der Lagerstelle abtransportiert. Darüber hinaus verhindert bzw. reduziert der günstige Abtransport des Schmiermittels „Planschverluste“ in der Lagerreihe. Durch den asymmetrischen Kugelkäfig erreicht man eine verbesserte Schmierung und höhere Wärmeabfuhr der Lagerreihe, was die Lebensdauer und Funktion der kompletten Einheit erhöht.Furthermore, the weight of the cage is balanced with the new geometry, as despite the asymmetrical cage geometry (cross section) the masses are distributed symmetrically, so that the probability of dynamic imbalance occurring is reduced. To avoid the bearing point heating up to an excessively high temperature level, the bearing row is supplied with more lubricant and better in terms of temperature flow due to the special geometry of the cage. This transfers the heat to the lubricant and transports it away from the bearing point. In addition, the efficient removal of the lubricant prevents or reduces "splashing losses" in the bearing row. The asymmetrical ball cage achieves improved lubrication and greater heat dissipation of the bearing row, which increases the service life and function of the entire unit.

Als zusätzliches Merkmal können die Gleitführungen des Käfigs, also z.B. Käfig-Lagerring-Kontakt und Käfig-Kugel-Kontakt) mit einer Reibung reduzierenden Schicht versehen sein, wie z.B. einer Silberschicht, einer DLC- Schicht oder ähnlichem.As an additional feature, the sliding guides of the cage (e.g. cage-bearing ring contact and cage-ball contact) can be provided with a friction-reducing layer, such as a silver layer, a DLC layer or similar.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann dem mit Schmutzpartikeln kontaminierten Schmiermittel ein Drall (Drehimpuls) versetzt werden, wodurch sich ein Wirbelstrom ergibt und die Schmutzpartikel durch Fliehkraft nach außen an den Rand des Wirbelstroms transportiert werden. Das durch Fliehkraft radial nach außen transportierte mit Schmutzpartikeln versetzte Schmiermittel kann dann durch radial außen angebrachte Abflusseinrichtungen, beispielsweise im einfachsten Falle durch eine Bohrung, abgeführt werden. In der Mitte der Wirbelströmung, also im Kern der Schmiermittelzufuhrströmung, verbleibt das „gereinigte“ Schmiermittel und kann dann zur Schmierung dem Lagersystem bzw. der Kugellagerreihe zugeführt werden. Der Drehimpuls in der Schmiermittelströmung kann beispielsweise durch entsprechend schräg zur Strömung gestellte Leitschaufeln, durch tangentiale Anströmung, durch Gewindekanäle oder schräge Anströmung erzeugt werden. Die Drallerzeugung kann sowohl in der Lagereinheit selbst als auch in den Kanälen für die Schmiermittelzufuhr, beispielsweise auch im Gehäuse des Turboladers angeordnet werden. Die Reinigung des Schmiermittels mittels Drehimpuls ist somit innerhalb der Abmessungen des Turboladers möglich, d. h. in den Turbolader bzw. dessen Lagereinheit integrierbar, so dass kein weiteres anzubauendes Bauteil außerhalb der Lagereinheit bzw. des Turboladers benötigt wird.In a further preferred embodiment of the invention, the lubricant contaminated with dirt particles can be given a swirl (angular momentum), which results in an eddy current and the dirt particles are transported outwards to the edge of the eddy current by centrifugal force. The lubricant contaminated with dirt particles that is transported radially outwards by centrifugal force can then be drained off through drainage devices mounted radially on the outside, for example in the simplest case through a bore. The "cleaned" lubricant remains in the middle of the eddy current, i.e. in the core of the lubricant supply flow, and can then be fed to the bearing system or the row of ball bearings for lubrication. The angular momentum in the lubricant flow can be generated, for example, by guide vanes positioned at an appropriate angle to the flow, by tangential flow, by threaded channels or oblique flow. The swirl generation can be arranged both in the bearing unit itself and in the channels for the lubricant supply, for example in the housing of the turbocharger. The cleaning of the lubricant by means of rotary impulse is thus possible within the dimensions of the turbocharger, ie it can be integrated into the turbocharger or its bearing unit, so that no additional component to be installed outside the bearing unit or turbocharger is required.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Aus den Zeichnungen und der Zeichnungsbeschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.The invention is explained in more detail below using several embodiments with reference to the drawings. Further features and advantages of the invention emerge from the drawings and the description of the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

  • 1: zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lagereinheit. 1 : shows a section through a first embodiment of the bearing unit according to the invention.
  • 2: zeigt einen vergrößerten Schnitt im Bereich der linken Lagerreihe. 2 : shows an enlarged section in the area of the left bearing row.
  • 2a: zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung der Rille 32 aus 2. 2a : shows a modified design of the groove 32 from 2 .
  • 3: zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lagereinheit. 3 : shows a section through a second embodiment of the bearing unit according to the invention.
  • 4: zeigt einen vergrößerten Schnitt im Bereich der linken Lagerreihe. 4 : shows an enlarged section in the area of the left bearing row.
  • 5: zeigt einen vereinfachten Schnitt durch einen Teil einer Lagereinheit gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung. 5 : shows a simplified section through part of a bearing unit according to a third embodiment of the invention.
  • 6: zeigt einen vereinfachten Schnitt durch einen Teil einer Lagereinheit gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung. 6 : shows a simplified section through part of a bearing unit according to a fourth embodiment of the invention.
  • 7: zeigt einen Schnitt durch eine fünfte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Lagereinheit. 7 : shows a section through a fifth embodiment of a bearing unit according to the invention.
  • 7a, b: zeigt einen Lagerkäfig in perspektivischer Darstellung und im Schnitt 7a , b: shows a bearing cage in perspective and in section
  • 8: zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Lagereinheit gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. 8th : shows a schematic section through a bearing unit according to a further embodiment of the invention.
  • 9: zeigt eine vergrößerte Ansicht des Kanals zur Zuführung des Schmiermittels gemäß 8. 9 : shows an enlarged view of the channel for supplying the lubricant according to 8th .
  • 10: zeigt schematisch einen Schnitt durch den Kanal zur Zuführung des Schmiermittels gemäß einer weiteren Ausgestaltung zur Erzeugung eines Dralls des Schmiermittels. 10 : shows schematically a section through the channel for supplying the lubricant according to a further embodiment for generating a swirl of the lubricant.
  • 11: zeigt schematisch einen Schnitt durch den Kanal zur Zuführung des Schmiermittels mit tangentialer Anströmung zur Erzeugung eines Dralls. 11 : shows a schematic section through the channel for supplying the lubricant with tangential flow to generate a swirl.
  • 12: zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Kanal mit Wendelgeometrie zur Erzeugung eines Dralls des Schmiermittels. 12 : shows a schematic section through a channel with spiral geometry to generate a swirl of the lubricant.

Beschreibung von bevorzugten Ausgestaltungen der ErfindungDescription of preferred embodiments of the invention

In 1 ist eine Lagereinheit mit zwei Kugellager-Reihen, die hier als Schulter-Kugellager ausgeführt sind, gemäß der Erfindung dargestellt. Die Lagereinheit umfasst einen einteiligen Außenring 10 sowie einen davon beabstandeten zweiteiligen Innenring 12a, b. Zwischen dem Außenring 10 und dem Innenring 12a, b verbleibt ein Zwischenraum 14, in welchem die Lagerreihen angeordnet sind, die in einem großen Abstand zueinander angeordnet sind. Der Innenring 12a, b ist fest mit einer Welle 16 verbunden, die um eine Wellenachse 18 rotiert.In 1 a bearing unit with two rows of ball bearings, which are designed here as shoulder ball bearings, is shown according to the invention. The bearing unit comprises a one-piece outer ring 10 and a two-piece inner ring 12a, b spaced apart from it. Between the outer ring 10 and the inner ring 12a, b there remains a gap 14 in which the rows of bearings are arranged, which are arranged at a large distance from one another. The inner ring 12a, b is firmly connected to a shaft 16 which rotates about a shaft axis 18.

Eine erste Lagerreihe umfasst einen Kugelkäfig 20, der eine Vielzahl von Kugeln 22 enthält. Die zweite Lagerreihe umfasst ebenfalls einen Kugelkäfig 24, der eine Vielzahl von Kugeln 26 enthält. Die Kugeln 22, 26 laufen in entsprechenden Laufbahnen des Außenrings 10 bzw. der Innenringe 12a, 12b.A first bearing row comprises a ball cage 20 which contains a plurality of balls 22. The second bearing row also comprises a ball cage 24 which contains a plurality of balls 26. The balls 22, 26 run in corresponding raceways of the outer ring 10 and the inner rings 12a, 12b, respectively.

Eine Schmierung und zugleich Kühlung der Lagereinheit erfolgt durch ein Schmiermittel, das über entsprechende Kanäle 28 in den Zwischenraum 14 in der Nähe der Lagerreihen eingespritzt wird. Als Schmiermittel wird vorzugsweise ein Motoröl eines Ölkreislaufes eines Verbrennungsmotors verwendet. Die Kanäle 28 sind im Winkel von etwa 60° bis 80° in Bezug auf die Wellenachse 18 der Welle 16 im Außenring 10 vorgesehen, so dass das Schmiermittel schräg in Richtung der jeweiligen Lagerreihen eingespritzt wird.The bearing unit is lubricated and simultaneously cooled by a lubricant that is injected via corresponding channels 28 into the intermediate space 14 near the bearing rows. The lubricant used is preferably an engine oil from an oil circuit of an internal combustion engine. The channels 28 are provided at an angle of approximately 60° to 80° in relation to the shaft axis 18 of the shaft 16 in the outer ring 10, so that the lubricant is injected obliquely in the direction of the respective bearing rows.

2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Lagereinheit aus 1 im Bereich der linken Lagerreihe. Man erkennt den Außenring 10, den Innenring 12a und die dazwischen angeordneten Kugeln 22, die vom Kugelkäfig 20 gehalten werden. Der Innenring sitzt auf der Welle 16, die um eine Wellenachse 18 rotiert. Über den Kanal 28 wird das Schmiermittel in einem schrägen Winkel in Richtung des Innenrings 12a eingespritzt. Der Schmiermittelstrom 40 trifft in einem ersten Bereich 30 auf den Innenring 12a auf, in welchem gemäß dieser Ausführungsform eine definierte Rille 32 angeordnet ist. Wie man in 2a erkennt, kann diese Rille 32 auch mit einer Abspritzkante 32a versehen sein. Da der Innenring 12a und somit auch die Rille 32 mit der Welle 16 rotieren, wird auch der Schmiermittelstrom 40 in Rotation versetzt und von der Rille 32 umgelenkt und abgeschleudert in Richtung des Außenrings 10. Der Schmiermittelstrom trifft dann auf den Innendurchmesser des Außenrings 10. Durch die auf das Schmiermittel und die darin enthaltenen Schmutzpartikel wirkenden Fliehkräfte werden die Schmutzpartikel stärker im Uhrzeigersinn gemäß Zeichnungsdarstellung abgelenkt als das reine Schmiermittel, so dass das reine Schmiermittel entsprechend dem Strömungsverlauf 40a in einem zweiten Bereich 34 auf den Außenring 10 auftrifft, während die Schmutzpartikel stärker im Uhrzeigersinn abgelenkt werden und entsprechend dem Strömungsverlauf 40b in einem dritten Bereich 36 auf den Außenring 10 auftreffen. Um das reine Öl besser von dem schmutzbehafteten Öl trennen zu können, ist eine Trennkante 38 an dem Innendurchmesser des Außenrings 10 vorgesehen. 2 shows an enlarged view of the storage unit from 1 in the area of the left bearing row. The outer ring 10, the inner ring 12a and the balls 22 arranged between them, which are held by the ball cage 20, can be seen. The inner ring sits on the shaft 16, which rotates about a shaft axis 18. The lubricant is injected at an oblique angle in the direction of the inner ring 12a via the channel 28. The lubricant flow 40 hits the inner ring 12a in a first area 30, in which, according to this embodiment, a defined groove 32 is arranged. As can be seen in 2a recognizes, this groove 32 can also be provided with a spray edge 32a. Since the inner ring 12a and thus also the groove 32 rotate with the shaft 16, the lubricant flow 40 is also set in rotation and is deflected by the groove 32 and thrown off in the direction of the outer ring 10. The lubricant flow then hits the inner diameter of the outer ring 10. Due to the centrifugal forces acting on the lubricant and the dirt particles contained therein, the dirt particles are deflected more strongly in the clockwise direction as shown in the drawing than the pure lubricant, so that the pure lubricant is impacts the outer ring 10 in a second region 34 in accordance with the flow path 40a, while the dirt particles are deflected more clockwise and impact the outer ring 10 in a third region 36 in accordance with the flow path 40b. In order to be able to better separate the pure oil from the dirty oil, a separating edge 38 is provided on the inner diameter of the outer ring 10.

Die 3 und 4 zeigen eine Lagereinheit, die im Wesentlichen der in den 1 und 2 dargestellten Lagereinheit entspricht. Gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen und die allgemeine Beschreibung der Lagereinheit gilt auch für die Lagereinheit der 3 und 4.The 3 and 4 show a storage unit that essentially corresponds to the one in the 1 and 2 The same components are provided with the same reference numerals and the general description of the bearing unit also applies to the bearing unit of the 3 and 4 .

Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 an dem Innenring 12a, 12b keine Rille vorgesehen, sondern am Außendurchmesser des Innenrings 12a, b sind entsprechende Prallbleche 42 vorgesehen.In contrast to the first embodiment, in the embodiment according to 3 No groove is provided on the inner ring 12a, 12b, but corresponding baffles 42 are provided on the outer diameter of the inner ring 12a, b.

In der vergrößerten Darstellung des linken Lagerteils gemäß 4 erkennt man, dass das Prallblech 42 so angeordnet und abgewinkelt ist, dass das durch den Kanal 28 eingespritzte Schmiermittel entsprechend dem dargestellten Schmiermittelstrom 44 auf das rotationssymmetrische Prallblech 42 auftrifft und durch den Einspritzdruck zerstäubt wird. Der Grad der Zerstäubung kann durch verschiedene Parameter gesteuert werden, insbesondere durch den Volumenstrom, den Druck, die Richtung des eingespritzten Schmieröls sowie die Drehzahl des Innenrings 12a, b und damit die Drehzahl des Prallbleches 42. Dadurch, dass das Schmiermittel schräg in Richtung des Prallbleches 42 eingespritzt wird, erfährt es sowohl eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Kugeln 22 als auch eine Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung aufgrund der Rotation des Innenrings 12a bzw. des Prallbleches 42 um die Wellenachse 18. Es wird ein erster Strömungsverlauf 44a des zerstäubten Schmiermittels erzeugt, der den Schmiermittelnebel zu der Lagerreihe hintransportiert. Die Lagerreihen werden somit mit zerstäubtem Schmiermittel geschmiert. Die Schmutzpartikel folgen dem Strömungsverlauf 44b und werden durch Fliehkräfte im Uhrzeigersinn gemäß Zeichnungsdarstellung abgelenkt und gelangen nicht in den Bereich der Lagerreihen.In the enlarged view of the left bearing part according to 4 it can be seen that the baffle plate 42 is arranged and angled in such a way that the lubricant injected through the channel 28 hits the rotationally symmetrical baffle plate 42 in accordance with the lubricant flow 44 shown and is atomized by the injection pressure. The degree of atomization can be controlled by various parameters, in particular by the volume flow, the pressure, the direction of the injected lubricating oil and the speed of the inner ring 12a, b and thus the speed of the baffle plate 42. Because the lubricant is injected obliquely in the direction of the baffle plate 42, it experiences both a speed component in the direction of the balls 22 and a speed component in the circumferential direction due to the rotation of the inner ring 12a or the baffle plate 42 about the shaft axis 18. A first flow path 44a of the atomized lubricant is generated, which transports the lubricant mist to the bearing row. The bearing rows are thus lubricated with atomized lubricant. The dirt particles follow the flow path 44b and are deflected by centrifugal forces in a clockwise direction as shown in the drawing and do not reach the area of the bearing rows.

5 zeigt schematisch eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Lagereinheit mit einem Außenring 110, einem Innenring 112a sowie dazwischen angeordneten Kugeln 122 mit Kugelkäfig 120. Über einen Kanal 128 wird ein Schmiermittel entsprechend dem Schmiermittelstrom 140 in den Zwischenraum 114 eingespritzt und trifft in einem ersten Bereich 130 auf eine am Innenring 112a angeordnete Rippe 132. Aufgrund der schrägen Einspritzung und der Rotation des Innenrings 112a mit der Rippe 132 wird das eingespritzte Schmiermittel verwirbelt und Fliehkräften ausgesetzt, wobei die leichteren Anteile, also das reine Schmiermittel, entsprechend dem Strömungsverlauf 140a in Richtung der Lagerreihe strömt, während die schwereren Schmutzanteile im Uhrzeigersinn gemäß Zeichnungsdarstellung dem Strömungsverlauf 140b folgend abgelenkt werden und die Rippe 132 nicht überwinden. In Richtung der Wellenachse 18 versetzt zur Rippe 132 ist am Außenring 110 eine weitere Rippe 138 angeordnet, die den Schmiermittelstrom 140 im Strömungsverlauf 140a bremst und gegebenenfalls weitere Schmutzpartikel zurückhält, die dann durch die Fliehkräfte, die radial nach außen in Richtung des Außenrings 110 wirken, im Bereich dieser Rippe 138 gehalten werden. 5 shows schematically a further embodiment of a bearing unit according to the invention with an outer ring 110, an inner ring 112a and balls 122 with ball cage 120 arranged between them. A lubricant is injected into the intermediate space 114 via a channel 128 in accordance with the lubricant flow 140 and strikes a rib 132 arranged on the inner ring 112a in a first region 130. Due to the oblique injection and the rotation of the inner ring 112a with the rib 132, the injected lubricant is swirled and exposed to centrifugal forces, with the lighter components, i.e. the pure lubricant, flowing in the direction of the bearing row in accordance with the flow path 140a, while the heavier dirt components are deflected clockwise according to the drawing representation following the flow path 140b and do not overcome the rib 132. In the direction of the shaft axis 18, offset from the rib 132, a further rib 138 is arranged on the outer ring 110, which slows down the lubricant flow 140 in the flow path 140a and, if necessary, retains further dirt particles, which are then held in the region of this rib 138 by the centrifugal forces acting radially outward in the direction of the outer ring 110.

6 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Lagereinheit im Detail, die im Wesentlichen der Ausgestaltung gemäß 5 entspricht. Gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. 6 shows an embodiment of a storage unit according to the invention in detail, which essentially corresponds to the embodiment according to 5 Identical components are designated by the same reference numerals.

Im Unterschied zur 5 ist bei 6 am Innenring 112a eine im Querschnitt etwa rechteckige Rippe 232 angeordnet, welche im Wesentlichen dieselbe Funktion erfüllt wie die Rippe 132 in 5. In 5 war die Rippe 132 mit abgerundeten Kanten versehen.In contrast to 5 is at 6 on the inner ring 112a a rib 232 with an approximately rectangular cross-section is arranged, which essentially fulfils the same function as the rib 132 in 5 . In 5 Rib 132 was provided with rounded edges.

Am Außenring 110 ist gemäß 6 ebenfalls eine Rippe 238 vorhanden, die versetzt zur Rippe 232 angeordnet ist und eine in Richtung der Rippe 232 geöffnete Hinterschneidung 242 aufweist. Diese Hinterschneidung soll eventuelle Schmutzpartikel sammeln, welche die erste Rippe 232 in Richtung der Lagerreihe überwinden und durch die radial nach außen wirkenden Fliehkräfte in dieser Hinterschneidung 242 gehalten werden und nicht weiter zur Lagerreihe gelangen. Der Strömungsverlauf 240a des Schmiermittels und der Strömungsverlauf 240b der Schmutzpartikel ist durch die Pfeile dargestellt.On the outer ring 110, according to 6 There is also a rib 238 which is offset from the rib 232 and has an undercut 242 which is open in the direction of the rib 232. This undercut is intended to collect any dirt particles which overcome the first rib 232 in the direction of the bearing row and are held in this undercut 242 by the centrifugal forces acting radially outwards and do not reach the bearing row. The flow path 240a of the lubricant and the flow path 240b of the dirt particles are shown by the arrows.

Insbesondere bei der Ausgestaltung gemäß den 1 und 2 besteht noch der weitere Vorteil, dass durch die auf die Lagerreihe gerichtete Strömung 40a des gereinigten Schmiermittels diese Strömungsenergie des Schmiermittels genutzt wird, um den Kugelkäfig 20 in dessen vorgesehener Drehrichtung anzutreiben. In particular, when designing according to the 1 and 2 There is also the further advantage that the flow 40a of the cleaned lubricant directed onto the bearing row uses this flow energy of the lubricant to drive the ball cage 20 in its intended direction of rotation.

Vorteilhaft ist, wenn der Kanal 28 zum Einspritzen des Schmiermittels nicht nur zur Wellenachse 18 der Welle 16 hingeneigt ist, sondern auch in Umfangsrichtung des Außenrings 10 geneigt ist, so dass das Schmiermittel über die Umlenkung durch den Innenring 12a auf die Trennkante und dann den Kugelkäfig 20 trifft und den Kugelkäfig 20 in Drehrichtung antreibt.It is advantageous if the channel 28 for injecting the lubricant is not only inclined towards the shaft axis 18 of the shaft 16, but is also inclined in the circumferential direction of the outer ring 10, so that the lubricant is deflected by the inner ring 12a onto the separating edge and then hits the ball cage 20 and drives the ball cage 20 in the direction of rotation.

Es kann natürlich auch vorgesehen sein, dass der Kanal 28 bzw. der Auslass des Kanals 28 direkt auf den Kugelkäfig gerichtet ist, so dass durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit, im Vergleich zur indirekten Strömung, der Kugelkäfig sehr viel stärker beschleunigt wird. Allerdings müssten bei dieser Ausführungsform die Rille 32 im Innenring 12a bzw. die Trennkante 38 am Außenring entfallen, so dass auch die Schmutzpartikel abscheidende Wirkung dieser Einrichtungen nicht mehr vorhanden wäre.It can of course also be provided that the channel 28 or the outlet of the channel 28 is directed directly at the ball cage, so that the ball cage is accelerated much more strongly due to the higher flow speed compared to indirect flow. However, in this embodiment the groove 32 in the inner ring 12a or the separating edge 38 on the outer ring would have to be omitted, so that the dirt particle separating effect of these devices would no longer be present.

In 7 ist eine Lagereinheit mit zwei Kugellagern dargestellt, die in ihrem Aufbau im Wesentlichen den Lagereinheiten aus den 1 und 3 entspricht. Die Lagereinheit umfasst einen einteiligen Außenring 310 sowie einen davon beabstandeten zweiteiligen Innenring 312a, 312b. Zwischen dem Außenring 310 und dem Innenring 312a, b verbleibt ein Zwischenraum 314, in welchem die Lagerreihen in einem großen Abstand zueinander angeordnet sind. Der Innenring 312a, b kann fest mit einer Welle (nicht dargestellt) verbunden werden und rotiert um eine Wellenachse 318. Eine erste Lagerreihe umfasst einen Kugelkäfig 320, der eine Vielzahl von Kugeln 322 enthält. Die zweite Lagerreihe umfasst ebenfalls einen Kugelkäfig 324, der eine Vielzahl von Kugeln 326 enthält. Die Kugeln 322, 326 laufen in entsprechenden Laufbahnen des Außenrings 310 bzw. der Innenringe 312a, 312b.In 7 A bearing unit with two ball bearings is shown, which in its construction is essentially the same as the bearing units from the 1 and 3 The bearing unit comprises a one-piece outer ring 310 and a two-piece inner ring 312a, 312b spaced apart from it. Between the outer ring 310 and the inner ring 312a, b there remains a gap 314 in which the rows of bearings are arranged at a large distance from one another. The inner ring 312a, b can be firmly connected to a shaft (not shown) and rotates about a shaft axis 318. A first row of bearings comprises a ball cage 320 which contains a plurality of balls 322. The second row of bearings also comprises a ball cage 324 which contains a plurality of balls 326. The balls 322, 326 run in corresponding raceways of the outer ring 310 and the inner rings 312a, 312b, respectively.

Das Schmiermittel wird über entsprechende Kanäle 328 in den Zwischenraum 314 in der Nähe der beiden Lagerreihen eingespritzt und kann den Zwischenraum über einen Auslass 346 verlassen.The lubricant is injected via corresponding channels 328 into the gap 314 near the two rows of bearings and can leave the gap via an outlet 346.

Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung sind die Kugelkäfige 320 und 324 im Querschnitt asymmetrisch ausgebildet. Der Querschnitt des Kugelkäfigs umfasst einen längeren Schenkel und einen kürzeren Schenkel, die in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnet sind. Die Spitze des Winkels zeigt in Richtung des Außenrings 310. Der längere Schenkel liegt in Richtung des Kanals 328, durch den das Schmiermittel eingebracht wird. Der durch die Kanäle 328 eingebrachte Schmiermittelstrom 340 trifft zunächst auf den Innenring 312a, 312b auf. Da der Innenring 312a, 312b im Betrieb des Lagers rotiert, wird der Schmiermittelstrom 340 in Rotation versetzt und vom Innenring 312a, 312b in Richtung des Außenrings 310 abgeschleudert. Der Schmiermittelstrom trifft dann auf den Innendurchmesser des Außenrings 310. Durch die Asymmetrie der Kugelkäfige 320, 324 verbleibt zwischen den Schenkeln der Kugelkäfige 320, 324 und dem Außenring 310 ein durchgängiger Zwischenraum. Der Schmiermittelstrom kann nun leicht in den Zwischenraum eindringen und die Kugeln umspülen und gelangt so an alle wichtigen Schmierstellen.According to this embodiment of the invention, the ball cages 320 and 324 are asymmetrical in cross-section. The cross-section of the ball cage comprises a longer leg and a shorter leg, which are arranged at an obtuse angle to one another. The tip of the angle points in the direction of the outer ring 310. The longer leg is in the direction of the channel 328 through which the lubricant is introduced. The lubricant flow 340 introduced through the channels 328 first strikes the inner ring 312a, 312b. Since the inner ring 312a, 312b rotates during operation of the bearing, the lubricant flow 340 is set in rotation and thrown off the inner ring 312a, 312b in the direction of the outer ring 310. The lubricant flow then hits the inner diameter of the outer ring 310. Due to the asymmetry of the ball cages 320, 324, a continuous gap remains between the legs of the ball cages 320, 324 and the outer ring 310. The lubricant flow can now easily penetrate into the gap and wash around the balls, thus reaching all important lubrication points.

Die Ausgestaltung der Kugelkäfige 320, 324 hat noch einen weiteren Effekt. Aufgrund der auf das Schmiermittel und die darin enthaltenen Schmutzpartikel wirkenden Fliehkräfte werden das Schmiermittel und die Schmutzpartikel unterschiedlich stark abgelenkt. Das reine Schmiermittel gelangt bevorzugt zu den Schmierstellen, während die Schmutzpartikel zum großen Teil von den Lagerreihen weg gelenkt werden.The design of the ball cages 320, 324 has another effect. Due to the centrifugal forces acting on the lubricant and the dirt particles contained therein, the lubricant and the dirt particles are deflected to different degrees. The pure lubricant is preferentially directed to the lubrication points, while the dirt particles are largely deflected away from the bearing rows.

In 7a und 7b ist exemplarisch eine mögliche Ausgestaltung der Kugelkäfige 320, 324 gezeigt.In 7a and 7b A possible design of the ball cages 320, 324 is shown as an example.

8 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine weitere Ausgestaltung einer Lagereinheit gemäß der Erfindung. Die Lagereinheit umfasst einen Außenring 410 sowie einen davon beabstandeten Innenring 412a, wobei zwischen dem Außenring 410 und dem Innenring 412a ein Zwischenraum 414 verbleibt, in welchem Wälzkörper, in diesem Fall Kugeln 422, angeordnet sind. Die Kugeln 422 sind vorzugsweise in einem Kugelkäfig 420 gehalten und laufen auf entsprechenden Laufbahnen, die im Innenring 412a bzw. Außenring 410 angeordnet sind. Der Innenring 412a sitzt beispielsweise auf einer Welle, die in dieser Zeichnung nicht dargestellt ist. 8th shows a schematic section through a further embodiment of a bearing unit according to the invention. The bearing unit comprises an outer ring 410 and an inner ring 412a spaced therefrom, with a gap 414 remaining between the outer ring 410 and the inner ring 412a, in which rolling elements, in this case balls 422, are arranged. The balls 422 are preferably held in a ball cage 420 and run on corresponding raceways that are arranged in the inner ring 412a or outer ring 410. The inner ring 412a sits, for example, on a shaft that is not shown in this drawing.

Eine Schmierung und zugleich Kühlung der Lagereinheit bzw. der Kugeln 422 erfolgt durch ein Schmiermittel, das über einen entsprechenden Kanal 428 in den Zwischenraum 414 eingespritzt wird, wobei als Schmiermittel vorzugsweise ein Motorenöl eines Ölkreislaufs eines Verbrennungsmotors verwendet wird. Der Kanal 428 zum Einspritzen des Schmiermittels ist in einem Winkel in Bezug auf die Längsachse der Lagereinheit angeordnet, so dass das Schmiermittel schräg in Richtung der jeweiligen Wälzkörper 422 zugeführt wird.The bearing unit or the balls 422 are lubricated and simultaneously cooled by a lubricant that is injected into the intermediate space 414 via a corresponding channel 428, with an engine oil from an oil circuit of an internal combustion engine preferably being used as the lubricant. The channel 428 for injecting the lubricant is arranged at an angle with respect to the longitudinal axis of the bearing unit, so that the lubricant is supplied obliquely in the direction of the respective rolling elements 422.

Der Außenring 410 ist in einem Gehäuse 448 angeordnet. Über einen Kanal 450 wird das Schmiermittel in den Kanal 428 im Außenring 410 eingeleitet. Entweder im Kanal 450 oder aber am Anfang des Kanals 428 sind Einrichtungen vorhanden, die dem einströmenden Schmiermittelstrom 440 einen Drall verleihen. Dieser Drehimpuls des Schmiermittels um die Strömungsachse bewirkt eine auf das Schmiermittel wirkende Fliehkraft. Im Schmiermittel sind Schmutzpartikel enthalten, insbesondere metallischer Abrieb durch Verschleiß oder Verbrennungsrückstände, deren spezifische Dichte größer ist als die Dichte des Schmiermittels. Durch die auf das mit Schmutzpartikel versetzte Schmiermittel wirkende Fliehkraft werden diese „schwereren“ Schmutzpartikel auf Grund der wirkenden Zentrifugalkräfte von dem reinen Schmiermittel getrennt. Die Schmutzpartikel höherer Dichte wandern auf Grund der höheren Zentrifugalkräfte in dem sich drehenden Schmiermittelstrom nach außen. Dabei verdrängen sie die Bestandteile mit niedrigerer Dichte, also das reine Schmiermittel, das hierdurch zur Mitte gelangt, während die Schmutzpartikel nach außen wandern. Im Kanal 428 wird also das reine Schmiermittel von dem schmutzbehafteten Schmiermittel getrennt. Während das reine Schmiermittel durch eine zentrische Bohrung 452 in den Zwischenraum 414 gelangt und zur Schmierung der Kugeln 422 eingesetzt werden kann, wird das schmutzbehaftete Schmiermittel, das sich radial außen im Kanal 428 aufhält, über eine andere Bohrung 454 abgeführt und dem Zwischenraum 414 in einem anderen Winkel zugeleitet, so dass es nicht in den zu schmierenden Bereich gelangt.The outer ring 410 is arranged in a housing 448. The lubricant is introduced into the channel 428 in the outer ring 410 via a channel 450. Either in the channel 450 or at the beginning of the channel 428 there are devices that give the inflowing lubricant flow 440 a swirl. This angular momentum of the lubricant around the flow axis causes a centrifugal force acting on the lubricant. The lubricant contains dirt particles, in particular metallic abrasion due to wear or combustion residues, whose specific density is greater than the density of the lubricant. Due to the centrifugal force acting on the lubricant mixed with dirt particles, these "heavier" dirt particles are dispersed due to the centrifugal force acting on the lubricant. gal forces from the pure lubricant. The dirt particles with a higher density migrate outwards in the rotating lubricant flow due to the higher centrifugal forces. In doing so, they displace the components with a lower density, i.e. the pure lubricant, which thereby reaches the centre, while the dirt particles migrate outwards. In channel 428, the pure lubricant is separated from the dirt-laden lubricant. While the pure lubricant reaches the intermediate space 414 through a central bore 452 and can be used to lubricate the balls 422, the dirt-laden lubricant, which is located radially on the outside in channel 428, is discharged via another bore 454 and fed to the intermediate space 414 at a different angle so that it does not reach the area to be lubricated.

Die Erzeugung eines Drehimpulses des Schmiermittels kann auf verschiedene Wege erreicht werden.The generation of angular momentum of the lubricant can be achieved in different ways.

9 zeigt beispielsweise den zugeführten Schmiermittelstrom 440, der dem Kanal 428 zugeführt wird. An der Außenwand des Kanals sind schräg zur Achse des Kanals angeordnete Leitschaufeln 456 vorgesehen, auf die der Schmiermittelstrom 440 trifft und dadurch in einen Schmiermittelstrom mit Drehimpuls 440a versetzt wird. Durch den Drehimpuls werden die schwereren Schmutzpartikel radial nach außen transportiert, während das reine Schmiermittel im Zentrum des Schmiermittelstroms verbleibt und über die Bohrung 452 als Schmiermittelstrom 441 abfließen kann, während der mit Schmutzpartikeln angereicherte Schmiermittelstrom 444 über eine seitliche Bohrung 454 abfließen kann. 9 shows, for example, the supplied lubricant flow 440, which is fed to the channel 428. Guide vanes 456 arranged at an angle to the axis of the channel are provided on the outer wall of the channel, onto which the lubricant flow 440 strikes and is thereby converted into a lubricant flow with angular momentum 440a. The angular momentum transports the heavier dirt particles radially outwards, while the pure lubricant remains in the center of the lubricant flow and can flow out via the bore 452 as lubricant flow 441, while the lubricant flow 444 enriched with dirt particles can flow out via a lateral bore 454.

In 10 ist eine andere Möglichkeit zur Erzeugung eines Drehimpulses auf das Schmiermittel dargestellt. Man erkennt schematisch den Außenring 410 mit dem Kanal 428 zum Einbringen des Schmiermittels sowie einen Teil des Gehäuses 448, welches am Außenring anliegt. Über einen weiteren Kanal 450 wird der Schmiermittelstrom 440 schräg in Bezug auf den Kanal 428 eingebracht, so dass das Schmiermittel dadurch in Drall versetzt wird und Schmiermittelstrom mit Drehimpuls 440a bildet. Die schwereren Schmutzpartikel wandern dadurch radial nach außen und an den Rand des Kanals 428, während das leichtere Schmiermittel in der Mitte des Kanals 428 verbleibt. Eine Trennung der beiden Komponenten kann beispielsweise wie in 9 durchgeführt werden und ist in 10 nicht dargestellt.In 10 Another possibility for generating an angular momentum on the lubricant is shown. The outer ring 410 with the channel 428 for introducing the lubricant and a part of the housing 448, which rests on the outer ring, can be seen schematically. The lubricant flow 440 is introduced at an angle to the channel 428 via a further channel 450, so that the lubricant is thereby set into a swirl and forms a lubricant flow with angular momentum 440a. The heavier dirt particles thus migrate radially outwards and to the edge of the channel 428, while the lighter lubricant remains in the middle of the channel 428. The two components can be separated, for example, as in 9 carried out and is in 10 not shown.

11 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Drallerzeugung durch tangentiale Anströmung. Schematisch ist der Außenring 410 mit Kanal 428 von oben dargestellt, wobei der Schmiermittelstrom 440 dem Kanal 428 durch den Kanal 450 tangential zugeführt wird und dadurch einen rotierenden Schmiermittelstrom mit Drehimpuls 440a bildet. Dieser Schmiermittelstrom mit Drehimpuls 440a kann dann entsprechend weiter verwendet werden. 11 shows an embodiment of the swirl generation by tangential flow. The outer ring 410 with channel 428 is shown schematically from above, with the lubricant flow 440 being fed tangentially to the channel 428 through the channel 450 and thereby forming a rotating lubricant flow with angular momentum 440a. This lubricant flow with angular momentum 440a can then be used further accordingly.

12 zeigt schematisch einen Schnitt durch den Außenring 410 im Bereich der Zuführung des Schmiermittelstroms 440, wobei der Schmiermittelstrom über eine Gewindebohrung 458 zugeführt wird und dadurch einen Drehimpuls (Drall) erhält und einen Schmiermittelstrom mit Drehimpuls bildet. 12 shows schematically a section through the outer ring 410 in the area of the supply of the lubricant flow 440, wherein the lubricant flow is supplied via a threaded bore 458 and thereby receives an angular momentum (twist) and forms a lubricant flow with angular momentum.

Liste der BezugszeichenList of reference symbols

1010
AußenringOuter ring
12a, b12a, b
InnenringInner ring
1414
ZwischenraumSpace
1616
WelleWave
1818
WellenachseShaft axis
2020
KugelkäfigBall cage
2222
KugelBullet
2424
KugelkäfigBall cage
2626
KugelBullet
2828
Kanalchannel
3030
erster Bereichfirst area
3232
Rillegroove
32a32a
AbspritzkanteSpray edge
3434
zweiter Bereichsecond area
3636
dritter Bereichthird area
3838
TrennkanteSeparating edge
4040
SchmiermittelstromLubricant flow
40a, b40a, b
StrömungsverlaufFlow pattern
4242
PrallblechBaffle plate
4444
SchmiermittelstromLubricant flow
44a, b44a, b
Strömungsverlauf Flow pattern
110110
AußenringOuter ring
112a112a
InnenringInner ring
114114
ZwischenraumSpace
120120
KugelkäfigBall cage
122122
KugelBullet
128128
Kanalchannel
130130
erster Bereichfirst area
132132
Ripperib
138138
Ripperib
140140
SchmiermittelstromLubricant flow
140a, b140a, b
Strömungsverlauf Flow pattern
232232
Ripperib
238238
Ripperib
240240
SchmiermittelstromLubricant flow
240a, b240a, b
StrömungsverlaufFlow pattern
242242
Hinterschneidung Undercut
310310
AußenringOuter ring
312a, b312a, b
InnenringInner ring
314314
ZwischenraumSpace
318318
WellenachseShaft axis
320320
KugelkäfigBall cage
322322
KugelBullet
324324
KugelkäfigBall cage
326326
KugelBullet
328328
Kanalchannel
340340
SchmiermittelstromLubricant flow
346346
Auslass Outlet
410410
AußenringOuter ring
412a412a
InnenringInner ring
414414
ZwischenraumSpace
420420
KugelkäfigBall cage
422422
KugelBullet
428428
Kanalchannel
440440
SchmiermittelstromLubricant flow
440a440a
Schmiermittelstrom mit DrehimpulsLubricant flow with angular momentum
441441
Schmiermittelstrom (gereinigt)Lubricant flow (cleaned)
444444
Schmiermittelstrom (kontaminiert)Lubricant flow (contaminated)
448448
GehäuseHousing
450450
Kanalchannel
452452
Bohrungdrilling
454454
Bohrungdrilling
456456
Leitschaufelvane
458458
GewindebohrungThreaded hole

Claims (20)

Lagereinheit für eine Welle (16) eines Turboladers, welche mindestens einen Außenring (10; 110; 310; 410), mindestens einen Innenring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) und mindestens zwei zwischen Außenring (10; 110; 310; 410) und Innenring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) geführte Lagerreihen umfasst, wobei mindestens ein Kanal (28; 128; 328; 428) zum Einspritzen von Schmiermittel in einen Zwischenraum (14; 114; 314; 414) zwischen dem Außenring (10; 110; 310; 410) und dem Innenring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (32, 38, 42, 132, 138, 232, 238, 242; 320, 324; 428; 456, 458) vorgesehen sind, die unter Ausnutzung der Fliehkraft das Schmiermittel von im Schmiermittel befindlichen Schmutzpartikeln trennen.Bearing unit for a shaft (16) of a turbocharger, which comprises at least one outer ring (10; 110; 310; 410), at least one inner ring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) and at least two rows of bearings guided between the outer ring (10; 110; 310; 410) and the inner ring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a), wherein at least one channel (28; 128; 328; 428) is provided for injecting lubricant into an intermediate space (14; 114; 314; 414) between the outer ring (10; 110; 310; 410) and the inner ring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a), characterized that devices (32, 38, 42, 132, 138, 232, 238, 242; 320, 324; 428; 456, 458) are provided which separate the lubricant from dirt particles contained in the lubricant by utilizing centrifugal force. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (32, 38, 42, 132, 138, 232, 238, 242; 320, 324) innerhalb des Zwischenraums (14; 114; 314; 414) zwischen dem Außenring (10; 110; 310; 410) und dem Innenring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) angeordnet sind.Storage unit according to Claim 1 , characterized in that the devices (32, 38, 42, 132, 138, 232, 238, 242; 320, 324) are arranged within the intermediate space (14; 114; 314; 414) between the outer ring (10; 110; 310; 410) and the inner ring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a). Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (32, 38, 42, 132, 138, 232, 238, 242; 428; 456; 458) im oder am Innenring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) und/oder im oder am Außenring (10; 110; 310; 410) angeordnet sind.Storage unit according to Claim 1 , characterized in that the devices (32, 38, 42, 132, 138, 232, 238, 242; 428; 456; 458) are arranged in or on the inner ring (12a,b, 112a; 312a,b; 412a) and/or in or on the outer ring (10; 110; 310; 410). Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (32, 38, 42, 132, 138, 232, 238, 242; 428; 456; 458) Teil eines im Zwischenraum (314) angeordneten Kugelkäfigs (320, 324) sind.Storage unit according to Claim 1 , characterized in that the devices (32, 38, 42, 132, 138, 232, 238, 242; 428; 456; 458) are part of a ball cage (320, 324) arranged in the intermediate space (314). Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (28; 128; 328; 428) zum Einspritzen des Schmiermittels in den Zwischenraum (14; 114; 314; 414) im feststehenden Außenring (10; 110; 310; 410) angeordnet ist.Storage unit according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the channel (28; 128; 328; 428) for injecting the lubricant into the intermediate space (14; 114; 314; 414) is arranged in the fixed outer ring (10; 110; 310; 410). Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (28; 128; 328; 428) in einem Winkel von etwa 60° bis 80° zur Längsachse des Außenrings (10; 110; 310; 410) verläuft und in der Nähe einer Lagerreihe mündet.Storage unit according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the channel (28; 128; 328; 428) runs at an angle of approximately 60° to 80° to the longitudinal axis of the outer ring (10; 110; 310; 410) and opens near a row of bearings. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (28; 128; 328; 428) auf den rotierenden Innenring (12a,b; 112a,b; 312a,b) gerichtet ist, und das Schmiermittel in einem ersten Bereich (30; 130) auf den Innenring (12a,b; 112a; 312a,b; 412a) auftrifft und durch die Rotation des Innenrings (12a,b; 112a; 312a,b; 412a) in Umfangsrichtung beschleunigt wird.Storage unit according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the channel (28; 128; 328; 428) is directed towards the rotating inner ring (12a,b; 112a,b; 312a,b), and the lubricant impinges on the inner ring (12a,b; 112a; 312a,b; 412a) in a first region (30; 130) and is accelerated in the circumferential direction by the rotation of the inner ring (12a,b; 112a; 312a,b; 412a). Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (12a,b) in dem ersten Bereich (30) eine im Wesentlichen senkrecht zur Wellenachse (18) der Welle (16) verlaufende Rille (32) aufweist, die das Schmiermittel in Richtung des Außenrings (10) umlenkt.Storage unit according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the inner ring (12a,b) in the first region (30) has a substantially perpendicular to the shaft axis (18) of the shaft (16) has a groove (32) which diverts the lubricant in the direction of the outer ring (10). Lagereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (32) eine Abspritzkante (32a) aufweist, an der sich das umgelenkte Schmiermittel von dem Innenring (12a,b) ablöst.Storage unit according to Claim 8 , characterized in that the groove (32) has a spray edge (32a) at which the deflected lubricant detaches from the inner ring (12a,b). Lagereinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Beschleunigung des Schmiermittels und der Umlenkung durch die Rille (32) Fliehkräfte auf das Schmiermittel wirken, wodurch das Schmiermittel in einem ersten Winkel in Richtung des Außenrings (10) umgelenkt wird und in einem zweiten Bereich (34) am Außenring (10) auftrifft, während mit Schmutzpartikeln angereichertes Schmiermittel in einem zweiten Winkel in Richtung des Außenrings (10) umgelenkt wird und in einem dritten Bereich (36) am Außenring (10) auftrifft.Storage unit according to Claim 8 or 9 , characterized in that due to the acceleration of the lubricant and the deflection through the groove (32), centrifugal forces act on the lubricant, whereby the lubricant is deflected at a first angle in the direction of the outer ring (10) and strikes the outer ring (10) in a second region (34), while lubricant enriched with dirt particles is deflected at a second angle in the direction of the outer ring (10) and strikes the outer ring (10) in a third region (36). Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (10) zwischen dem zweiten Bereich (34) und dem dritten Bereich (36) eine im Wesentlichen senkrecht zur Wellenachse (18) der Welle verlaufende Trennkante (38) aufweist.Storage unit according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the outer ring (10) has a separating edge (38) extending substantially perpendicular to the shaft axis (18) of the shaft between the second region (34) and the third region (36). Lagereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkante (38) derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass das in dem zweiten Bereich (34) auftreffende Schmiermittel in Richtung der Lagerreihe abgelenkt wird, während das in dem dritten Bereich (36) auftreffende und mit Schmutzpartikeln angereicherte Schmiermittel von der Lagerreihe weg abgelenkt wird.Storage unit according to Claim 11 , characterized in that the separating edge (38) is arranged and designed such that the lubricant impinging in the second region (34) is deflected in the direction of the bearing row, while the lubricant impinging in the third region (36) and enriched with dirt particles is deflected away from the bearing row. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (28, 128) derart gestaltet ist, dass das eingespritzte Schmiermittel zerstäubt wird und ein Strömungsverlauf (140a; 240a) des zerstäubten Schmiermittels in Richtung der Lagerreihe erzeugt wird, während mit Schmutzpartikeln angereichertes Schmiermittel durch einen Strömungsverlauf (140b; 240b) vom reinen Schmiermittel getrennt und von der Lagerreihe weg geleitet wird.Storage unit according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the channel (28, 128) is designed such that the injected lubricant is atomized and a flow path (140a; 240a) of the atomized lubricant is generated in the direction of the bearing row, while lubricant enriched with dirt particles is separated from the pure lubricant by a flow path (140b; 240b) and guided away from the bearing row. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (12a,b; 112a) in dem ersten Bereich eine im Wesentlichen senkrecht zur Wellenachse (18) der Welle (16) verlaufende geometrische Kontur (132, 232) oder ein Prallblech (42) oder eine Prallkante aufweist, auf welche das Schmiermittel auftrifft und dadurch zerstäubt wird.Storage unit according to one of the Claims 1 until 7 or 13 , characterized in that the inner ring (12a,b; 112a) in the first region has a geometric contour (132, 232) running substantially perpendicular to the shaft axis (18) of the shaft (16) or a baffle plate (42) or a baffle edge onto which the lubricant strikes and is thereby atomized. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (428) derart ausgestaltet ist oder Einrichtungen (456; 458) aufweist, die dem eingespritzten Schmiermittel einen Drehimpuls (Drall) verleihen, wodurch mit Schmutzpartikeln angereichertes Schmiermittel aufgrund von Zentrifugalkräften vom reinen Schmiermittel getrennt und abgeleitet wird, während das reine Schmiermittel der Lagerreihe zugeführt wird.Storage unit according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the channel (428) is designed in such a way or has devices (456; 458) which impart a rotational impulse (twist) to the injected lubricant, whereby lubricant enriched with dirt particles is separated and drained off from the pure lubricant due to centrifugal forces, while the pure lubricant is supplied to the bearing row. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (28; 128; 328; 428) derart ausgerichtet ist, dass das Schmiermittel direkt oder indirekt auf einen Kugelkäfig (20, 24; 120; 320; 324; 420) einer Lagerreihe auftrifft und den Kugelkäfig (20, 24, 120, 320) in dessen Drehrichtung antreibt.Storage unit according to one of the Claims 1 until 15 , characterized in that the channel (28; 128; 328; 428) is aligned such that the lubricant directly or indirectly impacts a ball cage (20, 24; 120; 320; 324; 420) of a bearing row and drives the ball cage (20, 24, 120, 320) in its direction of rotation. Lagereinheit für eine Welle (16) eines Turboladers, welche mindestens einen Außenring (310), mindestens einen Innenring (312a,b) und mindestens zwei zwischen Außenring (310) und Innenring (312a,b) geführten Lagerreihen umfasst, wobei mindestens ein Kanal (328) zum Einspritzen von Schmiermittel in einen Zwischenraum (314) zwischen dem Außenring (310) und dem Innenring (312a,b) vorgesehen ist, wobei der Kanal (328) derart ausgerichtet ist, dass das Schmiermittel direkt oder indirekt auf einen Kugelkäfig (320; 324) einer Lagerreihe auftrifft, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Kugelkäfigs (320, 324) einen längeren Schenkel und einen kürzeren Schenkel umfasst, die in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnet sind, wobei die Spitze des Winkels in Richtung des Außenrings (310) zeigt, und der längere Schenkel in Richtung des Kanals (328) angeordnet ist, durch den das Schmiermittel eingebracht wird.Bearing unit for a shaft (16) of a turbocharger, which comprises at least one outer ring (310), at least one inner ring (312a,b) and at least two rows of bearings guided between the outer ring (310) and the inner ring (312a,b), wherein at least one channel (328) is provided for injecting lubricant into an intermediate space (314) between the outer ring (310) and the inner ring (312a,b), wherein the channel (328) is aligned such that the lubricant directly or indirectly impinges on a ball cage (320; 324) of a row of bearings, characterized in that the cross section of the ball cage (320, 324) comprises a longer leg and a shorter leg, which are arranged at an obtuse angle to one another, wherein the tip of the angle points in the direction of the outer ring (310), and the longer leg is arranged in the direction of the channel (328), by into which the lubricant is introduced. Lagereinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkäfig (320; 324) Prallflächen aufweist, auf die das Schmiermittel direkt oder indirekt auftrifft.Storage unit according to Claim 17 , characterized in that the ball cage (320; 324) has impact surfaces onto which the lubricant impinges directly or indirectly. Lagereinheit nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkäfig (320, 324) im Querschnitt asymmetrisch ausgebildet ist.Storage unit according to Claim 17 or 18 , characterized in that the ball cage (320, 324) is asymmetrical in cross-section. Turbolader mit einer Turbine und einem Verdichter, die auf einer gemeinsamen Welle (16) angeordnet sind, wobei die Welle (16) mittels einer Lagereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 drehgelagert ist.Turbocharger with a turbine and a compressor arranged on a common shaft (16), wherein the shaft (16) is supported by means of a bearing unit according to one of the Claims 1 until 19 is pivotally mounted.
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