[go: up one dir, main page]

DE102019118406A1 - Geräuschoptimierte Lagereinheit für ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe - Google Patents

Geräuschoptimierte Lagereinheit für ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe Download PDF

Info

Publication number
DE102019118406A1
DE102019118406A1 DE102019118406.1A DE102019118406A DE102019118406A1 DE 102019118406 A1 DE102019118406 A1 DE 102019118406A1 DE 102019118406 A DE102019118406 A DE 102019118406A DE 102019118406 A1 DE102019118406 A1 DE 102019118406A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing
outer ring
outer body
roller bearing
receptacle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102019118406.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Jonas Gilsdorf
Johannes Lang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102019118406.1A priority Critical patent/DE102019118406A1/de
Priority to CN202010650542.9A priority patent/CN112196906A/zh
Publication of DE102019118406A1 publication Critical patent/DE102019118406A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409Electric motor acting on the steering column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/067Fixing them in a housing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06Ball or roller bearings
    • F16C23/08Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C23/082Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface
    • F16C23/084Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface sliding on a complementary spherical surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/06Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement by means of parts of rubber or like materials
    • F16C27/066Ball or roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/22Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
    • F16H55/24Special devices for taking up backlash
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/20Land vehicles
    • F16C2326/24Steering systems, e.g. steering rods or columns
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00Electrical apparatus
    • F16C2380/26Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
    • F16C2380/27Motor coupled with a gear, e.g. worm gears

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit (21) für ein Lenkgetriebe (1) eines Fahrzeugs, umfassend ein Wälzlager (22) mit einem Außenring (25), einem Innenring (24) und mit als Kugeln ausgeführten Wälzkörpern (27), wobei der Außenring (25) mit einer teilkugelförmigen Mantelfläche (28) schwenkbar in einer korrespondierend gestalteten Lageraufnahme (29) eines ortsfesten Außenkörpers (23) eingesetzt ist, wodurch das Wälzlager (22) gegenüber der Lageraufnahme (29) um eine quer zu einer Lagerachse (30) ausgerichteten Schwenkachse (31) verschwenkbar und eine relative Lage von Kontaktbereichen der Lageraufnahme (29) und des Außenrings (25) zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen veränderbar ist, wobei in der teilkugelförmigen Mantelfläche (28) des Außenrings (25) zumindest eine Umlaufnut (33) eingebracht ist, in der ein elastisches, kraftschlüssig an der kugelkalottenförmig gestalteten Lageraufnahme (29) des Außenkörpers (25) abgestütztes Vorspannelement (32) eingepasst ist, wobei das Vorspannelement (32) im Betriebszustand eine geringe Schwenkbewegung einer Schneckenspindel (7) zu einem ortsfesten Gehäuse ermöglicht, die durch einen Verzahnungseingriff zwischen einem Schneckenrad (8) und der Schneckenspindel (7) entsteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit für ein Lenkgetriebe eines Fahrzeugs, umfassend ein Wälzlager mit einem Außenring, einem Innenring und mit dazwischen geführten, als Kugeln ausgeführten Wälzkörpern, wobei der Außenring mit einer teilkugelförmigen Mantelfläche schwenkbar in einer korrespondierend gestalteten Lageraufnahme eines Außenkörpers eingesetzt ist, so dass das Wälzlager gegenüber der Lageraufnahme um eine quer zu einer Lagerachse ausgerichtete Schwenkachse verschwenkbar und eine relative Lage von Kontaktbereichen der Lageraufnahme und des Außenrings zum Ausgleich von Montagetoleranzen und/oder Fertigungstoleranzen veränderbar ist.
  • Eine elektrische Lenkunterstützung in Kraftfahrzeugen wird üblicherweise mit Elektromotoren realisiert, welche über ein Schneckengetriebe ein Moment auf die Lenkwelle übertragen. Das Schneckengetriebe besteht dabei aus einem Schneckenrad und einer Schneckenwelle, wobei das Schneckenrad mit der Lenkwelle eine Baueinheit bildet. Eine mit dem Elektromotor verbundene Schneckenwelle ist dabei über ein Loslager und ein Festlager gelagert. Zur Spielfreistellung zwischen Schneckenrad und Schneckenwelle wird die Schneckenwelle verkippt und dazu bevorzugt über das Loslager auf das Schneckenrad gedrückt, wobei das zugehörige Festlager kipp- oder schwenkbar ausgelegt ist. Ein Schwenken der Lagereinheit des Festlagers ermöglicht dabei ein auch Schwenkring genannter Außenkörper, dessen Kugelkalotte einen Außenring des Festlagers mit einer teilkugelförmigen Mantelfläche aufnimmt.
  • Ein fertigungsbedingtes Spiel zwischen der Kugelkalotte des Außenkörpers und dem Außenring des Festlagers verursacht im Betriebszustand des Fahrzeugs häufig ungewollte, nachteilige Geräusche. Mit teilweise hohem Aufwand und vielen Zusatzkomponenten wurde versucht, das in der Lagereinheit vorhandene Spiel zu verringern. Beispielsweise wurden zur Spielminimierung die zueinander gepaarten Bauteile, die Mantelfläche des Außenrings sowie die Aufnahme der Kugelkalotte hochgenau geschliffen, jedoch konnte auch damit kein zufriedenstellendes Ergebnis erreicht werden.
  • Die EP 1 453 717 B1 zeigt eine Schneckenwelle eines Lenkgetriebes, die zur Lagerung an einem Ende ein schwenkbar gelagertes Festlager sowie an dem weiteren freien Wellenende ein Loslager vorsieht. Aufgrund des Schwenklagers kann die Schneckenwelle in Richtung des Schneckenrades schwenken und steht damit im Eingriff mit einem Schneckenrad. Ein auf das Loslager wirkendes Druckstück in Verbindung mit einem Federmittel sorgt für eine radiale Anfederung und damit für einen Eingriff der beiden Getriebeteile, Schneckenwelle und Schneckenrad. Jedoch ist diese mit einer Schwenkkulisse ausgestattete Lagereinheit nicht vollkommen spielfrei realisierbar.
  • Aus der DE 10 2007 044 618 A1 ist eine aus einem Außenkörper und einem Wälzlager gebildete weitere Lagereinheit für ein Lenkgetriebe bekannt. Zur Darstellung einer Schwenklagerung ist ein äußerer Lagerring mit einer teilkreisförmigen Mantelfläche an einer Aufnahme des aus zwei Ringelementen bestehenden Außenkörpers abgestützt. Die zwei spiegelsymmetrisch angeordneten Ringelemente sind durch ein außenseitiges U-förmiges Verbindungselement zusammengefügt und bilden innenseitig eine als Kugelkalotte gestaltete Aufnahme für den äußeren Lagerring. Für eine Montage des Außenkörpers werden die Ringelemente von unterschiedlichen Seiten in Richtung einer Lagerachse des Wälzlagers auf die Mantelfläche des äußeren Lagerrings geschoben. Ein Anpressen der Ringelemente an die Mantelfläche des äußeren Lagerrings kann unter Einhaltung eines geringen axialen Abstandes mit einer vorgegebenen Anpresskraft erfolgen, wobei das außenseitige U-förmige Verbindungselement durch plastische Verformung die Lage der Ringelemente sichert.
  • In der DE 10 2008 042 608 A2 ist eine ein Loslager und ein Schwenklager einschließende Schneckenwellenlagerung für ein Lenkgetriebe gezeigt, wobei das Schwenklager ein Federelement einschließt. Als Federelement ist beispielsweise eine Federscheibe vorgesehen, die mit zwei nasenförmig gestalteten, gegenüberliegend angeordneten Vorsprüngen den Außenring des Schwenklagers unmittelbar mit einer axialen Kraft beaufschlagt. Mit dieser auf die schwenkbare Lagerung der Schneckenwelle wirkende Anfederung soll ein spielfreies, geräuschoptimiertes Schwenklager realisiert werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine schwenkbare Lagereinheit für ein Lenkgetriebe mit einer geräuschoptimierten, spielfreien Anordnung des Wälzlagers bereitzustellen, die eine vereinfachte Montage ermöglicht und mit geringen Herstellkosten realisierbar ist.
  • Diese Aufgabenstellung wird mittels einer gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 aufgebauten Lagereinheit gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen oder Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.
  • Die erfinderische Lösung sieht vor, dass in der teilkugelförmigen Mantelfläche des Außenrings von dem Wälzlager der schwenkbaren Lagereinheit zumindest eine Umlaufnut eingebracht ist, in der ein elastisches, kraftschlüssig an der kugelkalottenförmig gestalteten Lageraufnahme des Außenkörpers abgestütztes Vorspannelement eingepasst ist. Dabei ermöglicht die Erfindung eine geringe Schwenkbewegung der auch Schneckenwelle genannten Schneckenspindel zum ortsfesten Gehäuse, die im Betriebszustand durch den Verzahnungseingriff zwischen dem Schneckenrad und der Schneckenwelle entsteht.
  • Das Vorspannelement erzeugt eine über den Umfang nahezu gleichmäßige Vorspannkraft, welche sich aufgrund der kalottenförmigen Gegendruckfläche des Außenkörpers und in Abhängigkeit von dem Radius der Kalotte sowohl axial als auch radial auswirkt. Dies führt zu einer nahezu gleichmäßigen Spieleinengung im Schwenkbereich zwischen dem aus Sintermetall hergestellten Außenkörper und dem Außenring des Wälzlagers.
  • Über das elastische Vorspannelement, welches die Wirkung eines Federelements ausübt, ist der Außenring des Wälzlagers gegenüber dem auch Schwenkring genannten Außenkörper in allen Schwenkpositionen spielfrei gestellt. Mit der damit verbundenen radial wirkenden Anfederung wird für die Schneckenwelle eine Lagerung geschaffen, die kein freies Spiel zulässt und eine wirksame Bewegungsdämpfung sowie eine Dämpfung der Geräusche bewirkt.
  • Vorteilhaft kann aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme zur Spieleinengung mittels einer günstigen Zusatzkomponente in der Fertigung ein größeres Spiel im Schwenkbereich der Lagereinheit zugelassen werden, was zu einer Kostenreduzierung in der Fertigung führt. Durch Einsatz des Vorspannelementes kann weiterhin eine wirksame, dauerhafte und kostengünstige Anfederung innerhalb des vorgegebenen Bauraums der Lagereinheit realisiert werden.
  • Die Einbaulage des Vorspannelementes im Außenring des Wälzlagers ermöglicht eine einfache, kostengünstige Fertigung gegenüber bekannten Lösungen, bei denen das Vorspannelement in der kugelkalottenähnlich gestalteten Aufnahme des aus Sintermetall gefertigten Außenkörpers positioniert ist. Das Einbringen der Umlaufnut an einer Innenkontur des Außenkörpers erfordert bei dem bekannten Konzept einen zusätzlichen, spangebenden Arbeitsgang und folglich einen nachteilig erhöhten Fertigungsaufwand. Im Vergleich dazu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, in die Mantelfläche bzw. den Außendurchmesser des aus einem Wälzlagerstahl hergestellten Wälzlager-Außenrings im Rahmen der spangebenden Formgebung des Außenrings zumindest eine Umlaufnut für das Vorspannelement einzubringen. Dies ist mit einem geringen Mehraufwand einfach realisierbar, der sich hinsichtlich der Fertigungskosten kaum auswirkt. Hinzu kommt, dass eine Montage der Vorspannelemente am Außendurchmesser wesentlich einfacher insbesondere maschinell umsetzbar ist im Vergleich zu einer Montage des Vorspannelementes am Innendurchmesser des Sinterrings.
  • Durch die geometrische Ausgestaltung der Umlaufnut sowie die Breite, Anzahl, Lage bzw. Anordnung und Materialauswahl der Feder- bzw. Vorspannelemente besteht die Möglichkeit, die Vorspannung und damit das Einbauspiel zwischen dem Außenkörper und dem Kugellager-Außenring gezielt zu beeinflussen. Damit verbunden ist vorteilhaft die resultierende Dämpfung hinsichtlich Bewegung und Geräusch sowie das Schwenkmoment im Betrieb der Lenkung gezielt steuerbar. Außerdem können mit der erfindungsgemäßen Maßnahme auch im Betriebszustand des Lenkgetriebes und selbst bei Lastwechseln störende Geräusche wirksam unterbunden werden.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird für ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe eine schwenkbare Lagereinheit bereitgestellt, die eine spielfreie und geräuschoptimierte Anordnung des Wälzlagers umfasst, wobei die Maßnahme einen geringen Fertigungs- und Montageaufwand erfordert und folglich kostengünstig darstellbar ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Mantelfläche des Außenrings zwei jeweils axial von einer Mitte des Wälzlagers beabstandete elastische Vorspannelemente eingesetzt sind. Vorteilhaft sind die Vorspannelemente mit einem übereinstimmenden Abstand zur Außenringmitte positioniert. Weiterhin kann bei Bedarf der Außenring auch mehr als zwei, beispielsweise drei oder vier kleiner dimensionierte Vorspannelemente einschließen, um damit einen größeren Bereich der Mantelfläche abdecken zu können.
  • Eine bevorzugte geometrische Ausgestaltung sieht vor, die Mantelfläche für den Außenring konvex und die Lageraufnahme des Außenkörpers konkav auszuführen, wobei die zusammenwirkenden Kontaktbereiche zueinander korrespondierend gestaltet sind.
  • Zur Erzielung einer bauteiloptimierten Lagereinheit ist erfindungsgemäß vorgesehen, einen einteilig aufgebauten Außenkörper einzusetzen. Die Lageraufnahme des Außenkörpers umfasst einen sich von einer Stirnseite bis über die halbe Breite des Außenkörpers erstreckenden zylindrischen Abschnitt, an den sich eine kugelkalottenähnlich gestaltete Aufnahme unmittelbar anschließt. Diese Lageraufnahme ermöglicht bei Verwendung eines einteiligen Außenkörpers eine seitliche Montage des Wälzlagers in den Außenkörper.
  • Das Vorspannelement mit einem vorzugsweise runden oder kreisförmigen Querschnittsprofil ist bevorzugt in eine U-förmige Umlaufnut des Außenrings eingesetzt. Alternativ sind auch Vorspannelemente mit einer von einer Kreisform abweichenden Querschnittsform verwendbar, die mit entsprechenden, beispielsweise von einer U-Form abweichenden Umlaufnuten kombinierbar sind.
  • Das erfindungsgemäße, den Außenring des Wälzlagers umschließende und spielbehaftet in der Umlaufnut eingesetzte Vorspannelement wird bei der Montage bzw. im Einbauzustand elastisch verformt. Aufgrund der sich einstellenden Anpresskraft zwischen den Kontaktbereichen der kugelkalottenförmigen Lageraufnahme des Außenkörpers und der teilkugelförmigen Mantelfläche des äußeren Lagerrings vom Wälzlager stellt sich die elastische Umformung des Vorspannelementes ein. Um die elastische Verformung des Vorspannelementes bei dem Einbau des Wälzlagers in den Außenkörper zu ermöglichen, übertrifft das Querschnittsprofil der Umlaufnut das Querschnittsprofil des Vorspannelementes.
  • Als Werkstoff für das zwischen dem Außenring des Wälzlagers und dem Außenkörper eingesetzte Vorspannelement bietet sich vorzugsweise ein Kunststoff an. Beispielsweise können dazu Elastomerfedern oder O-Ringe aus Elastomer verwendet werden. Der Vorteil von O-Ringen besteht darin, dass diese grundsätzlich in einer Vielzahl von genormten Durchmessern bzw. Schnurstärken kostengünstig verfügbar sind. Damit kann die Vorspannung im Schwenkbereich auf eine günstige Weise beeinflusst werden sowie Kundenanforderungen erfüllt werden. Die Materialauswahl des Vorspannelementes ist jedoch nicht auf Kunststoff beschränkt. Alternativ dazu bietet es sich an, ein aus metallischem Blech hergestelltes Vorspannelement einzusetzen, wie beispielsweise eine Radialwellfeder aus Federstahl.
  • Bevorzugt ist die Erfindung für die Lagereinheit eines lenkhilfeunterstützten Lenkgetriebes vorgesehen, bei dem mittels eines in einem Außenkörper eingesetzten, verschwenkbaren Wälzlagers eine Schneckenspindel gelagert ist. Zur Erreichung eines spielreduzierten oder spielfreien Eingriffs der Schneckenspindel in die Verzahnung eines Schneckenrades umfasst die Lagereinheit zumindest ein elastisches Vorspannelement. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Lagereinheit für unterschiedliche Anwendungen geeignet, bei denen beispielsweise eine vereinfachte Fertigung, eine Montageoptimierung oder eine toleranzunabhängige Spielgestaltung erforderlich ist.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die sich auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beziehen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Dabei zeigen:
    • 1: ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe eines Fahrzeugs, schematisch dargestellt, gemäß dem Stand der Technik;
    • 2: eine erfindungsgemäß aufgebaute Lagereinheit für ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe in einer Schnittdarstellung;
    • 3: in einer Einzelteilzeichnung das in der Lagereinheit von 2 gezeigte Wälzlager;
    • 4: die erfindungsgemäße Lagereinheit in einer Perspektive.
  • In der 1 ist der Aufbau eines bekannten, lenkhilfeunterstützen, auch Servolenkung genannten Lenkgetriebes 1 von einem Kraftfahrzeug gezeigt, bei dem ein Ausgangsmoment eines Elektromotors 2 über einen Schneckentrieb 3 in eine Lenksäule 4 eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) geleitet wird. Hierzu ist eine Ausgangswelle 5 des Elektromotors 2 über eine Kupplung 6 mit einer Schneckenspindel 7 antriebsfest gekoppelt, deren Verzahnung mit einer Außenverzahnung eines Schneckenrades 8 der Lenksäule 4 in Eingriff steht. Im Betriebszustand derartiger Lenkgetriebe 1 führt ein übermäßiges Spiel zwischen Schneckenrad 8 und Schneckenspindel 7 zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung. Als Maßnahme zur Geräuschvermeidung umfasst die Lagerung der Schneckenspindel 7 ein erstes, als Festlager ausgelegtes Wälzlager 9, das mittels eines Kugelgelenks um eine quer zur Lagerachse orientierte Schwenkachse verschwenkbar ist. Diese Schwenkbewegung ermöglicht ein endseitig der Schneckenspindel 7 angeordnetes, als Loslager ausgeführtes, einen Verschiebegrad 10 aufweisendes zweites federbeaufschlagtes Wälzlager 11. Das Kugelgelenk des Wälzlagers 9 umfasst einen äußeren Lagerring mit einer teilkugelförmigen äußeren Mantelfläche, die in einer kugelkalottenähnlichen Aufnahme eines das Wälzlager 9 umschließenden ortsfesten Außenkörpers (nicht gezeigt) geführt ist. Um ein Fertigungsspiel oder Einbauspiel der zusammenwirkenden Bauteile zu verringern, ist es erforderlich, die Kontaktflächen zwischen dem Außenkörper und dem äußeren Lagerring mit hoher Präzision zu fertigen.
  • Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Lagereinheit 21, die für eine schwenkbare Lagerung einer Schneckenspindel bestimmt ist. Die Lagereinheit 21 umfasst ein als Kugellager ausgebildetes Wälzlager 22, das schwenkbar in einem ortsfest positionierten Außenkörper 23 eingesetzt ist. Zwischen einem Innenring 24 und einem Außenring 25 des Wälzlagers 22 sind auf Laufbahnen geführte und in einem Wälzkörperkäfig 26 eingesetzte, als Kugeln ausgeführte Wälzkörper 27 angeordnet. Der Außenring 25 ist mit einer teilkugelförmig gestalteten Mantelfläche 28 schwenkbar in einer korrespondierend gestalteten, kugelkalottenförmigen Lageraufnahme 29 des Außenkörpers 23 eingesetzt. Das Wälzlager 22 ist damit gegenüber der Lageraufnahme 29 um eine quer zu einer Lagerachse 30 ausgerichteten Schwenkachse 31 begrenzt verschwenkbar. Zum Ausgleich von Montagetoleranzen und/oder Fertigungstoleranzen sind zwischen den Kontaktbereichen der konkaven Lageraufnahme 29 des Außenkörpers 23 und der konvexen Mantelfläche 28 des Außenrings 25 elastische Vorspannelemente 32 vorgesehen. Die in Umlaufnuten 33 des Außenrings 25 eingesetzten Vorspannelemente 32 sind im Einbauzustand kraftschlüssig an der Lageraufnahme 29 von dem Außenkörper 23 abgestützt. Um eine Montage des Außenrings 25 bzw. des Wälzlagers 22 in den einteiligen Außenkörpers 23 zu ermöglichen, schließt sich an die kugelkalottenförmige Lageraufnahme 29 zu einer Stirnseite des Außenkörpers 23 ein zylindrischer Abschnitt 34 an, dessen Durchmesser einem Außendurchmesser des Wälzlager-Außenrings 25 leicht übertrifft.
  • In der 3 und der 4 ist das Wälzlager 22 als Einzelteil abgebildet, zur Verdeutlichung weiterer Details. In der konvex gestalteten Mantelfläche des Außenrings 25 sind axial von einer Mitte des Wälzlagers 22 beabstandet die zwei Umlaufnuten 33 mit einem U-förmigen Querschnittsprofil eingebracht. Die Umlaufnuten sind jeweils zur Aufnahme eines als O-Ring ausgeführten Vorspannelementes 32 bestimmt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Lenkgetriebe
    2
    Elektromotor
    3
    Schneckentrieb
    4
    Lenksäule
    5
    Ausgangswelle
    6
    Kupplung
    7
    Schneckenspindel
    8
    Schneckenrad
    9
    Wälzlager
    10
    Verschiebegrad
    11
    Wälzlager
    21
    Lagereinheit
    22
    Wälzlager
    23
    Außenkörper
    24
    Innenring
    25
    Außenring
    26
    Wälzkörperkäfig
    27
    Wälzkörper
    28
    Mantelfläche
    29
    Lageraufnahme
    30
    Lagerachse
    31
    Schwenkachse
    32
    Vorspannelement
    33
    Umlaufnut
    34
    Abschnitt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1453717 B1 [0004]
    • DE 102007044618 A1 [0005]
    • DE 102008042608 A2 [0006]

Claims (10)

  1. Lagereinheit (21) für ein Lenkgetriebe (1) eines Fahrzeugs, umfassend ein Wälzlager (22) mit einem Außenring (25), einem Innenring (24) und mit als Kugeln ausgeführten Wälzkörpern (27), wobei der Außenring (25) mit einer teilkugelförmigen Mantelfläche (28) schwenkbar in einer korrespondierend gestalteten Lageraufnahme (29) eines ortsfesten Außenkörpers (23) eingesetzt ist, wodurch das Wälzlager (22) gegenüber der Lageraufnahme (29) um eine quer zu einer Lagerachse (30) ausgerichteten Schwenkachse (31) verschwenkbar und eine relative Lage von Kontaktbereichen der Lageraufnahme (29) und des Außenrings (25) zum Ausgleich von Montagetoleranzen und/oder Fertigungstoleranzen veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der teilkugelförmigen Mantelfläche (28) des Außenrings (25) zumindest eine Umlaufnut (33) eingebracht ist, in der ein elastisches, kraftschlüssig an der kugelkalottenförmig gestalteten Lageraufnahme (29) des Außenkörpers (25) abgestütztes Vorspannelement (32) eingesetzt ist, wobei das Vorspannelement (32) im Betriebszustand eine geringe Schwenkbewegung einer Schneckenspindel (7) zu einem ortsfesten Gehäuse ermöglicht, die durch einen Verzahnungseingriff zwischen einem Schneckenrad (8) und der Schneckenspindel (7) entsteht.
  2. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mantelfläche (28) des Außenrings (25) zwei jeweils axial von einer Mitte des Wälzlagers (22) beabstandete, elastische Vorspannelemente (32) eingesetzt sind.
  3. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (25) eine konvexe Mantelfläche (28) und der Außenkörper (23) eine korrespondierende konkave Lageraufnahme (29) aufweist.
  4. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Lagereinheit (21) ein einteilig aufgebauter Außenkörper (23) vorgesehen ist.
  5. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageraufnahme (29) des Außenkörpers (23) einen zylindrischen Abschnitt (34) aufweist, an den sich der kugelkalottenförmig gestaltete Bereich der Lageraufnahme (29) anschließt.
  6. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine U-förmige Umlaufnut (33) des Außenrings (25) ein Vorspannelement (32) mit einem runden Querschnittsprofil eingesetzt ist.
  7. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnittsprofil der Umlaufnut (33) das Querschnittsprofil des Vorspannelementes (32) übertrifft und damit eine elastische Verformung des Vorspannelementes (32) bei dem Einbau des Wälzlagers (22) in den Außenkörper (23) sicherstellt.
  8. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einem Kunststoff hergestelltes Vorspannelement (32) zwischen dem Außenring (25) des Wälzlagers (22) und dem Außenkörper (23) eingesetzt ist.
  9. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einem metallischen Blech hergestelltes Vorspannelement (32) dem Außenring (25) des Wälzlagers (22) zugeordnet ist.
  10. Verwendung einer Lagereinheit (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe (1), die ein in einem Außenkörper (23) eingesetztes, verschwenkbares Wälzlager (22) zur Lagerung einer Schneckenspindel (7) einschließt, wobei die Lagereinheit (21) zur Erreichung eines spielreduzierten oder spielfreien Eingriffs der Schneckenspindel (7) in die Verzahnung eines Schneckenrades (8) zumindest ein elastisches Vorspannelement (32) einschließt.
DE102019118406.1A 2019-07-08 2019-07-08 Geräuschoptimierte Lagereinheit für ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe Withdrawn DE102019118406A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019118406.1A DE102019118406A1 (de) 2019-07-08 2019-07-08 Geräuschoptimierte Lagereinheit für ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe
CN202010650542.9A CN112196906A (zh) 2019-07-08 2020-07-08 适用于带助力转向机构的、经噪音优化的轴承单元

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019118406.1A DE102019118406A1 (de) 2019-07-08 2019-07-08 Geräuschoptimierte Lagereinheit für ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019118406A1 true DE102019118406A1 (de) 2021-01-14

Family

ID=74006408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019118406.1A Withdrawn DE102019118406A1 (de) 2019-07-08 2019-07-08 Geräuschoptimierte Lagereinheit für ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112196906A (de)
DE (1) DE102019118406A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023103280A1 (de) * 2023-02-10 2024-08-14 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Messvorrichtung und Verfahren zur Prüfung der geometrischen Maße eines Schwenklagerkäfigs

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005032888A1 (de) * 2005-07-14 2007-01-18 Schaeffler Kg Sicherung eines Lagerringes
DE102007044618A1 (de) * 2007-09-19 2009-04-02 Schaeffler Kg Lagereinheit für eine Servolenkung
DE102007047644B4 (de) * 2007-10-05 2010-12-09 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Wälzlager, Wälzlageranordnung und Maschine, insbesondere elektrisches Hausgerät
DE102009018674A1 (de) * 2009-04-23 2010-10-28 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Schwenklageranordnung in einem Lenkgetriebe und Schwenklager
DE102009002940A1 (de) * 2009-05-08 2010-11-11 Zf Lenksysteme Gmbh Lagerung einer Schnecke in einem Lenkgetriebe
DE102016211714B3 (de) * 2016-06-29 2017-09-07 Ford Global Technologies, Llc Getriebeeinheit für ein Kraftfahrzeug
DE102016012246A1 (de) * 2016-10-14 2018-04-19 Thyssenkrupp Ag Elektromechanische Servolenkung mit gefederter Lageranordnung
DE102017115573A1 (de) * 2017-07-12 2019-01-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager mit Toleranzring für ein Servolenksystem

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023103280A1 (de) * 2023-02-10 2024-08-14 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Messvorrichtung und Verfahren zur Prüfung der geometrischen Maße eines Schwenklagerkäfigs

Also Published As

Publication number Publication date
CN112196906A (zh) 2021-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69702541T2 (de) Wälzlager für kraftfahrzeuglenksäulen
EP2250405B1 (de) Schraubradgetriebe mit axial elastischer wellenlagerung und damit ausgestattete elektrische hilfskraftlenkung
EP2768717B1 (de) Elektromechanische kraftfahrzeuglenkung
DE102016007542A1 (de) Kugelgewindetrieb einer elektromechanischen Servolenkung mit Umlenkkörper für eine Kugelrückführung
EP1336052B1 (de) Lager zur fixierung einer lenkwelle
EP1978274B1 (de) Lager für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs
EP1961101A1 (de) Lagersystem für einen elektromotor
WO2017220715A1 (de) Kugelgewindetrieb einer elektromechanischen servolenkung mit integriertem schrägkugellager
DE102020215345A1 (de) Lagereinheit zur Lagerung einer Lenkwelle in einer zugeordneten Lagerhülse und Lenksäulenbaugruppe
DE102008042281A1 (de) Wellenlagerung in einem Lenksystem und damit ausgestattetes Lenkgetriebe sowie Verfahren zur Herstellung einer Halterung dafür
DE102012007329A1 (de) Welle-Nabe-Verbindung
WO2019210906A1 (de) Lageranordnung
DE102008002769A1 (de) Schraubradgetriebe und damit ausgestattete elektrische Hilfskraftlenkung
DE102020208584A1 (de) Hilfskraftlenkung für ein Kraftfahrzeug
DE20118870U1 (de) Wälzlager für Lenksäulen von Kraftfahrzeugen
DE102019118406A1 (de) Geräuschoptimierte Lagereinheit für ein lenkhilfeunterstütztes Lenkgetriebe
DE112019004166T5 (de) Zahnstangen-Lenkgetriebeeinheit
DE102011083807A1 (de) Lenkungslager
EP1526308A1 (de) Lagervorrichtung, insbesondere für ein Getriebe
DE102020201761A1 (de) Lageranordnung
DE102023123320A1 (de) Verdrehsicherungsmechanismus für eine kugelumlaufspindel eines steer-by-wire-strassenradaktors
DE102018208199A1 (de) Aktuator mit einem Spindelantrieb sowie steer-by-wire Lenkung
DE102021125747A1 (de) Linearaktuator sowie Achslenkung mit einem solchen Linearaktuator
DE102019200858B4 (de) Spindelantrieb einer steer-by-wire-Lenkung für ein Kraftfahrzeug, Aktuator mit einem Spindelantrieb sowie steer-by-wire-Lenkung für ein Kraftfahrzeug
DE102018131864A1 (de) Lagereinheit für eine Schneckenwelle eines Lenkgetriebes

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee