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Kombinierte Axial- und Radialwälzlagerung für Umdrehungskörper, insbesondere für Lenkgetriebe von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft kombinierte Axial-und Radialwälzlagerungen für Umdrehungskörper, insbesondere für Lenkgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit zylindrischen Radialwälzkörpern und ein-oder beidseitig angeordneten kugelförmigen oder zylindrischen Axialwälzkörpern und zur Abstützung und Führung der Wälzkörper dienenden Anlaufscheiben und Käfigen.
Es sind bereits mehrfach Wälzlagerungen der genannten Art bekanntgeworden, bei denen das Axialwälzlager bzw. dessen Käfig auf einem, den Umdrehungskörper aufnehmenden und von einem Lagerbolzen getragenen Anlaufring geführt ist. Dieser Anlaufring dient auch zur axialen Abstützung der Radial- wälzkörper. Die Anlaufringe werden ihrerseits seitlich durch die Anlaufscheiben für die Axialwälzkörper abgestützt.
Diese Ausführungen weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. Die Anlaufringe für die axiale Fixierung der Radialwälzkörper müssen, um die auf sie einwirkenden Kräfte aufnehmen zu können, gehärtet und nach dem Härten allseitig geschliffen werden. Ausserdem müssen ebenfalls gehärtete und geschliffene Anlaufscheiben für die Axialwälzkörper vorhanden sein.
Die bekannte Anordnung eines gesonderten Anlaufringes für die axiale Fixierung der Radialwälzkörper und die Führung des Käfigs der Axialwälzkörper hat, abgesehen von der kostspieligen Herstellung, den Nachteil, dass diese gesonderten, allseitig zu schleifenden Anlaufringe infolge des geringen zur Verfügung stehenden Raumes nicht die erforderlichen Dimensionen erhalten können und daher begünstigt durch Schleifrisse u. dgl. zum Bruch neigen.
Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen die Radialwälzkörper ihre Fixierung durch den Käfig für die Axialwalzkörper erhalten, d. h. dass sich diese Wälzkörper mit ihren Spitzen bzw. Stirnflächen am Käfig abstützen. Es besteht dabei die Gefahr, dass sich die Stirnflächen der Radialwälzkörper in die Anlageflächen am Käfig einarbeiten. Dem Käfig kann, um Bruchgefahr desselben zu vermeiden, nicht die erforderliche, dem Verschleiss entgegenwirkende Härte gegeben werden. Es ergibt sich ausserdem, dass zwischen den Radialwälzkörpern und demKäfigfür die Axialwälzkörper infolge der Berührung dieser Teile eine unerwünschte gegenseitige Beeinflussung infolge der vorhandenen Reibung auftritt, welche den einwandfreien Lauf der Axialwälzkörper beeinträchtigt.
Mit der Erfindung soll eine Lagerung geschaffen werden, die in ihrem Aufbau wesentlich. einfacher als bei bisher bekannten Lagerungen der genannten Art ist und bessere Lagereigenschaften als, diese besitzt. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass die Radialwälzkörper über ihre Lagerfläche hinaus verlängerte, in einen Zwischenraum zwischen den Axialwälzkörpern und der Lagerfläche für die Radialwälzkörper hineinragende Enden aufweisen und sich mit ihren Stirnflächen an den Laufflächen der Anlaufscheiben für die Axialwälzkörper abstützen.
Erfindungsgemass wird ein weiterer Vorteil damit erreicht, dass der Käfig für die Axialwälzkörper auf dem äusseren Hüllkreis der verlängerten Enden der Radialwälzkörper gelagert ist.
Durch die erfindungsgemasse Ausbildung der Lagerung für den Umdrehungskörper ergibt sich die Einsparung einer bzw. bei doppelseitiger Lagerung zweier Anlaufringe für die Radialwalzkörper. Gleichzeitig ergibt sich bei der Führung der Axiallagerkäfige auf dem Hüllkreis der Radialwälzkörper ein geringes
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Spiel und damit eine bessere Führung der Axialwälzkörper. Infolge der Linienberührung zwischen der Boh- rungsfläche der Axiallagerkäfige und der Lagerfläche der Radialwälzkörper wird der Verschleiss dieser
Teile wesentlich herabgesetzt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Ausbildung ergibt sich aus der vollen Ausnutzung der als Lagerfläche dienenden Bohrungsfläche des Umdrehungskörpers, da die Radial- wälzkörper über dessen Bohrungsbreite hinaus verlängert sind.
Bisher ging ein Teil der Lagerfläche durch die stirnseitige Abrundung od. dgl. an den Wälzkörpern für die Lagerung verloren. Dies macht sich be- sonders nachteilig durch die auf den Umdrehungskörper einwirkenden Kippkräfte bemerkbar, was ein Ein- walzen der Bohrungskante des Umdrehungskörpers in die Wälzkörperlagerfläche oder umgekehrt zur Folge hat. Dies wird durch die Über die Bohrungsbreite des Umdrehungskörpers hinausragenden Axialwälzkörper vermieden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäss der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt die Wälz- lagerung in einem Querschnitt, Fig. 2 zeigt in einem Ausschnitt aus Fig. 1 eine weitere Ausbildung der Radialwälzlagerung. und Fig. 3 zeigt ebenfalls in einem Ausschnitt aus Fig. 1 eine weitere Ausgestaltung der Radialwälzlagerung.
In Fig. 1 ist eine ded Wälzkörper bildende und in eine Lenkschnecke an der Lenkspindel l eingrei- fende Lenkrolle eines Lenkgetriebes für Kraftfahrzeuge dargestellt. Die den Umdrehungskörper bildende
Lenkrolle ist dabei mit 2 und die mit dieser in Eingriff stehende Lenkschnecke mit 3 bezeichnet. Die
Lenkwelle 5 weist einen Lenkwellenkopf 7 auf, der eine muldenförmige Ausnehmung 8 für die Aufnahme der Lenkrolle 2 besitzt. Durch diese Ausnehmung 8 sind seitliche Lagerwangen 10 bzw. 11 mit einander zugekehrten und zueinander parallelen Anlageflächen 12 bzw. 13 gebildet. In diese Lagerwangen 10 bzw. 11 sind Bohrungen 14 bzw. 15 für die Aufnahme eines Lagerbolzens 17 zur Aufnahme der Lenkrol- le 2 eingearbeitet.
Die Bohrung 20 der Lenkrolle 2 und die Mantelfläche 21 des Lagerbolzens 17 dienen als Laufflächen für zwischen der Lenkrolle 2 und dem Lagerbolzen 17 angeordnete Radialwälzkörper 22.
Die Lenkrolle 2 besitzt zwei zueinander parallel bearbeitete Stirnflächen 24,25, die als Laufflächen ft ! r
Axialwälzkörper 26 bzw. 27 zur axialen Führung der Lenkrolle 2 dienen.. Die Radialwälzkörper 22 erstrecken sich beidseitig mit ihren Enden 28,29 über die Stirnflächen 24 bzw. 25 der Lenkrolle 2 hinaus und stützen sich mit ihren hier abgerundeten Endflächen 30 bzw. 31 an den Laufflächen 32 bzw. 33 der Anlaufscheiben 34 bzw. 35 axial ab. Die Scheiben 34 bzw. 35 liegen dabei an den Lagerflächen 12 bzw. 13 der Lagerwangen 10 bzw. 11 des Lenkwellenkopfes 7 an. Die über die Stirnflächen 2 < . bzw. 25 der Lenkrolle 2 hinausragenden Enden 28 bzw. 29 der Radialwälzkörper 22 dienen erfindungsgemäss zur Aufnahme bzw. Lagerung der Käfige 36 bzw. 37 der Axialwälzkörper 26 bzw. 27.
Es wird dadurch eine besondere Anlaufscheibe für die axiale Abstützung der Radialwälzkörper 22 eingespart, wobei deren Funktion die Anlaufscheibe 34 bzw. 35 für die Axialwälzkörper 26 bzw. 27 übernimmt.
In Fig. 2 ist in einem Ausschnitt aus Fig. 1 eine weitere Ausbildung der Lagerung für die Lenkrolle 2 dargestellt. Die über die Stirnflächen 24 bzw. 25 der Lenkrolle 2 beidseitig hinausragenden, hier mit 38 bzw. 39 bezeichneten Enden der Radialwälzkörper 22 sind gegenüber der eigentlichen Lagerfläche abgesetzt. Der verjüngte, mit schwächerem Durchmesser ausgeführte Teil 38 bzw. 39 der Radialwälzkörper 22 dient hiebei zur Aufnahme und Führung des Käfigs 36 bzw. 37 der Axialwälzkörper 26 bzw. 27. Durch das Absetzen des Durchmessers des Radialwälzkörpers wird die an solche Lagerungen wegen der hohen auftretenden Belastungen zu stellende Forderung erfüllt, den Axialwälzkörpern eine möglichst lange Lagerfläche zu geben.
Vorteilhaft wird zusätzlich zu dieser Ausbildung durch die Verwendung eines in seiner Umfangswandung schwach ausgeführten Lagerkäfigs fUr dieAxialwälzkörper noch zusätzlich Raum für eine Verlängerung der Axialwälzkörper geschaffen. Der Übergang vom Lagerdurchmesser der Wälzkörper 22 zum abgesetzten Teil 38 bzw. 39 erfolgt über einen Radius 40 bzw. 41.
Die Fig. 3 zeigt in einem Ausschnitt aus Fig. 1 eine weitere Ausbildung der Radialwälzkörper 22, deren abgesetzte, über die Stirnflächen 24 bzw. 25 der Lenkrolle 2 hinausragenden Enden 42 bzw. 43 hier auf einem Teil 45 bzw. 46 konisch verlaufend ausgebildet sind, u. zw. derart, dass ein allmählicher Übergang vom Lagerdurchmesser zum abgesetzten Teil 42 bzw. 43 der Radialwälzkörper 22 gebildet ist. Der Hüllkreis des konisch verlaufenden Teiles der abgesetzten Enden 42 bzw. 43 dient hier zur Aufnahme und Lagerung des Lagerkäfigs 35 bzw. 36 für die Axialwälzkörper 26 bzw. 27. Der Lagerkäfig 35 bzw. 36 ist bei diesem Ausführungsbeispiel verhältnismässig schmal ausgebildet und erfordert daher nur eine schmale Lagerfläche, die durch den konisch abgesetzten Teil der Lagernadeln gebildet wird.
Es kann vorteilhaft sein, den abgesetzten Teil der Enden 28 bzw. 29 ; 38 bzw. 39 ; 42 bzw. 43 nach der Lagerstelle für den Axiallagerkäfig wieder auf den vollen. Durchmesser der Lagernadeln zu bringen, so dass die Lagerstellen an den Radialwälzkörpern eine Abstützung finden. Es ist auch denkbar, die Anlaufscheiben 34 bzw. 35 für die Axialwälzkörper 27 einzusparen und die zueinander parallel bearbeiteten
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Anlageflächen 12 bzw. 13 der Lagerwangen 10 bzw. 11 als Anlaufflächen für die Abstützung der Axialwälzkörper 27 und der Radialwälzkörper 22 zu verwenden.
PATENTANSPRÜCHE : l. Kombinierte Axial-und Radialwälzlagerung flir Umdrehungskörper, insbesondere für Lenkgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit zylindrischen Radial- und ein- oder beidseitig angeordneten kugelförmigen oder zylindrischen Axialwälzkörpern und einem oder mehreren zur Abstützung und Führung der Wälzkörper dienenden Lagerkörper, Anlaufscheiben und Käfigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialwälzkörper (22) Über ihre Lagerfläche (20 bzw. 21) hinaus verlängerte, in einen Zwischenraum zwischen den Axialwälzkörpern (26 bzw. 27) und der Lagerfläche für die Radialwälzkörper. (22) hineinragende Enden (28 bzw. 29) aufweisen und sich mit ihren Stirnflächen (30 bzw. 31) an den Laufflächen (32 bzw. 33) der Anlaufscheiben (34 bzw. 35) für die Axialwälzkörper (26 bzw.
27) abstützen.