DE102004009906B3 - Rolling bearing for steering column has rheologically active substance in intermediate cavity of bearing - Google Patents

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Abstract

The rolling bearing (1) consists of a first bearing ring (2) and a second bearing ring (3) having a running surface (7) and an intermediate cavity (6) between the bearing rings. This cavity contains a rheologically active substance. A magnetic and/or electrical field can be created in the region of the substance by a device (8), enabling the viscosity of the fluid, and thus the power connection between the bearing rings, to be adjusted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, vorzugsweise für eine Lenksäule, wobei das Lager aus mindestens einem ersten Lagerring und einem zweiten Lagerring besteht, jeder Lagering jeweils mindestens eine Lauffläche aufweist, zwischen den Laufflächen eine Vielzahl von Wälzkörpern angeordnet ist, und zwischen den Lagerringen ein Lagerzwischenraum entsteht.The Invention relates to a rolling bearing, preferably for a steering column, wherein the bearing of at least a first bearing ring and a second bearing ring consists, each bearing at least one tread has, between the treads one Variety of rolling elements arranged is, and between the bearing rings creates a bearing gap.

Solche Lager sind allgemein bekannt und werden meist dazu benutzt, eine Welle gegenüber einem feststehenden Bauteil zu lagern oder zwei Wellen gegeneinander zu lagern, wobei in der Regel eine möglichst reibungsfreie Drehbarkeit der Wellen erwünscht ist. In besonderen Fällen kann es jedoch von Vorteil sein, wenn das über das Wälzlager übertragene Drehmoment variabel einstellbar und insbesondere nach Bedarf zu erhöhen ist. Beispielsweise besteht hierdurch die Möglichkeit, das Lenkgefühl an den jeweils aktuellen Fahrzustand des Fahrzeuges anzupassen. Grundsätzlich ist eine solche Anpassung durch eine verstellbare Reibbremse möglich, allerdings haben diese Vorrichtungen das Problem einer gewissen Anfälligkeit gegen mechanischen Verschleiß und bedingen auch einen zusätzlichen Konstruktionsaufwand und eine zusätzliche Anzahl von Bauteilen.Such Bearings are well known and are mostly used to Wave opposite to store a fixed component or two waves against each other to store, usually a frictionless rotation as possible the waves desired is. In special cases However, it may be advantageous if the transmitted torque over the rolling bearing variable adjustable and in particular to increase as needed. For example thereby the possibility the steering feel to adapt to the current driving condition of the vehicle. in principle is such an adjustment by an adjustable friction brake possible, however these devices have a problem of some susceptibility against mechanical wear and tear also require an additional Design effort and an additional number of components.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in der US 2002/0189888 A1 offenbart, wobei die Lenksäule mit einem Wälzlager gelagert ist, welches aus einem ersten und einem zweiten Lagerring besteht. Beide Lageringe weisen jeweils eine Lauffläche auf, wobei zwischen den Laufringen eine Vielzahl von Wälzkörpern angeordnet sind und zwischen den Lagerringen ein Lagerzwischenraum ausgebildet ist. An der Lenksäule ist des Weiteren in nachteiliger Weise eine zusätzliche, einen großen Bauraum benötigende elektromechanische Bremse angeordnet, wobei das Drehmoment mit einer magnetisch-rheologischen Flüssigkeit beeinflusst werden kann.A such arrangement is for example in US 2002/0189888 A1 discloses, wherein the steering column with a rolling bearing is mounted, which consists of a first and a second bearing ring consists. Both bearing rings each have a tread, wherein arranged between the races a plurality of rolling elements are and formed between the bearing rings a bearing gap is. At the steering column is also disadvantageously an additional, a large space requiring arranged electromechanical brake, wherein the torque with a magneto-rheological liquid can be influenced.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Wälzlager zu finden, welches bezüglich seiner Drehmomentübertragung variabel gestaltet ist, so dass je nach Bedarf ein möglichst hoher Kraftschluss zwischen den Lagerringen bestehen kann oder im anderen Bedarfsfall eine möglichst geringe Kraftübertragung zwischen den Lagerringen erreicht wird.It It is therefore an object of the invention to find a rolling bearing, which in terms of its torque transmission is designed to be variable, so that as needed a possible high adhesion between the bearing rings can exist or in the other case one possible low power transmission between the bearing rings is achieved.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.These The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments The invention are set forth in the subclaims.

Die Erfinder haben erkannt, dass es möglich ist, ein an sich bekanntes Wälzlager, welches im Regelfall dazu dient, Drehbewegungen zu entkoppeln, auch dazu zu verwenden Drehbewegungen zu übertragen, wenn die Möglichkeit besteht, die Lagerreibung je nach Wunsch beliebig zu erhöhen beziehungsweise zu reduzieren. Die Erfinder haben weiterhin erkannt, dass sich magneto-rheologische oder elektro-rheologische Substanzen, die als Füllmittel im Bereich der Wälzkörper verwendet werden können, besonders gut dazu eignen, ein Wälzlager bezüglich seiner Übertragungsfähigkeit von Drehmomenten einstellbar zu gestalten.The Inventors have recognized that it is possible to have a per se known one Roller bearing, which usually serves to decouple rotational movements, too to use to transmit rotary motion, if the possibility exists to increase the bearing friction as desired or as desired to reduce. The inventors have further recognized that magneto-rheological or electro-rheological substances that are used as fillers in the area of the rolling elements can be particularly well suited to a rolling bearing in terms of its transmission capacity adjustable by torques.

Magneto-rheologische und elektro-rheologische Substanzen sind allgemein bekannt. Bei diesen Substanzen handelt es sich meist um Flüssigkeiten, gel-artige Suspensionen oder ähnliche Substanzen, die durch das Anlegen eines magnetischen oder elektrischen Feldes bezüglicher ihrer Viskosität erhebliche Änderungen erfahren, gegebenenfalls sogar vom flüssigen in den festen Aggregatszustand übergehen. Werden die Lagerzwischenräume eines Wälzlagers mit einer derartigen Substanz gefüllt und eine Feldänderung erzeugt, die zu einem wesentlichen Anstieg der Viskosität, gegebenenfalls sogar zu einer Änderung des Aggregatszustandes von flüssig nach fest, führen, so wird der Widerstand des Wälzlagers erheblich erhöht, so dass dadurch auch die übertragbaren Drehmomente durch das Wälzlager sich drastisch erhöhen. Umgekehrt gilt das entsprechende Verhalten. Derartige Wälzlager mit einstellbarer Kraftübertragung eignen sich besonders gut für Lenksäulen, vorzugsweise mit Lenksäulenverstelleinrichtungen, wie sie beispielsweise in der Patentschrift DE 196 41 152 C2 dargestellt werden. Durch diese auf einfache Weise einstellbare Kraftübertragung kann die Freigängigkeit der Lenkung variabel eingestellt werden, ohne besondere mechanische Teile zu benötigen, die als verschleißanfällige Reibkupplung agieren.Magneto-rheological and electro-rheological substances are well known. These substances are usually liquids, gel-like suspensions or similar substances which undergo significant changes in their viscosity due to the application of a magnetic or electric field, possibly even changing from the liquid to the solid state of aggregation. If the bearing interstices of a rolling bearing filled with such a substance and generates a field change, leading to a substantial increase in viscosity, possibly even to a change in the state of matter from liquid to solid, so the resistance of the bearing is considerably increased, thereby also the transmittable torques through the rolling bearing increase drastically. Conversely, the corresponding behavior applies. Such rolling bearings with adjustable power transmission are particularly well suited for steering columns, preferably with Steeskäulenverstelleinrichtungen, as described for example in the patent DE 196 41 152 C2 being represented. By means of this power transmission, which can be adjusted in a simple manner, the freedom of movement of the steering can be adjusted variably, without the need for special mechanical parts which act as wear-prone friction clutches.

Speziell für diesen Anwendungsfall, jedoch auch für andere Anwendungsfälle, schlagen die Erfinder vor, ein an sich bekanntes Wälzlager, mit mindestens einem ersten Lagerring und einem zweiten Lagerring, wobei jeder Lagerring mindestens eine Lauffläche aufweist und zwischen den Laufflächen eine Vielzahl von Wälzkörpern angeordnet ist, dahingehend zu verbessern, dass zwischen den Laufflächen eine rheologisch aktive Substanz eingelagert ist und Mittel zum Erzeugen eines magnetischen und/oder elektrischen Feldes im Bereich der rheologisch aktiven Substanz vorliegen, um die Viskosität der rheologischen Flüssigkeit und damit den Kraftschluss zwischen den Lagerringen je nach Feldzustand zu verändern.specially For this Use case, but also for other applications, suggest the inventors, a rolling bearing known per se, with at least one first bearing ring and a second bearing ring, wherein each bearing ring has at least one tread and between the Treads one Variety of rolling elements arranged is to improve to the effect that between the treads a rheologically active substance is incorporated and means for generating a magnetic and / or electric field in the field of rheological active substance present to the viscosity of the rheological fluid and thus the adhesion between the bearing rings depending on the field condition to change.

In einer bevorzugten Ausführungsform können Dichtungen zur Abdichtung des Lagers angebracht sein, um ein Auslaufen der rheologisch aktiven Substanz und Lagerschmierung zu verhindern. Auch kann im Bereich der Wälzkörper ein Lagerkäfig angeordnet sein, der die Wälzkörper relativ zueinander positioniert. Der Lagerkäfig unterstützt allerdings auch die Kraftübertragung bei erhöhter Viskosität der rheologisch aktiven Substanz durch zusätzliche Reibflächen.In a preferred embodiment, seals can be used to seal the bearing be used to prevent leakage of the rheologically active substance and bearing lubrication. Also, in the region of the rolling elements, a bearing cage can be arranged, which positions the rolling elements relative to each other. However, the bearing cage also supports the power transmission with increased viscosity of the rheologically active substance by additional friction surfaces.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass der mindestens eine Innenraum durch ein zusätzliches Gehäuse nach außen abgedichtet ist.It there is also the possibility that the at least one interior by an additional housing after Outside is sealed.

Bezüglich der verschiedenen möglichen Lagerbauarten wird auf den bekannten Stand der Technik, insbesondere auf Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, ISBN 3-540-12418-7, insbesondere das Kapitel 5.1, Wälzlager-Bauformen, verwiesen. Die möglichen Ausführungsformen sind demgemäß im wesentlichen Kugel- oder Rollenlager, wobei diese Typen als Radiallager oder Axiallager mit diversen speziellen Ausbildungen möglich sind. Die vorhandene Typenvielfalt kann beispielsweise in den Katalogen der einschlägigen Lagerhersteller entnommen werden. Eine Einschränkung der Erfindung auf bestimmte Lagertypen ist nicht beabsichtigt.Regarding the different possible Bearing types is based on the known state of the art, in particular on Dubbel, paperback for the mechanical engineering, ISBN 3-540-12418-7, in particular Chapter 5.1, Rolling bearing designs, directed. The possible embodiments are accordingly essentially Ball or roller bearings, these types as radial bearings or Thrust bearings with various special training are possible. The existing type variety can, for example, in the catalogs the relevant Bearing manufacturer are removed. A limitation of the invention to certain Storage types is not intended.

Erfindungsgemäß kann weiterhin als Mittel zur Erzeugung eines magnetischen Feldes ein schaltbarer Elektromagnet zur variablen Erzeugung des Feldes verwendet werden oder es können mindestens zwei gegeneinander verdrehbare oder verschiebbare Permanentmagnete vorgesehen werden, die aufgrund ihrer Ausrichtung das Magnetfeld in der rheologischen Flüssigkeit verstärken oder abschwächen können.According to the invention can continue as a means for generating a magnetic field, a switchable Electromagnet used for variable generation of the field or it can at least two mutually rotatable or displaceable permanent magnets are provided, the magnetic field due to their orientation in the rheological fluid strengthen or weaken can.

Zur variabeln Erzeugung eines elektrischen Feldes kann ein Kondensator, vorzugsweise ein Plattenkondensator, genutzt werden, durch den ein elektrisches Feld im Bereich der rheologischen Flüssigkeit erzeugt werden kann.to variable generating an electric field can be a capacitor, preferably a plate capacitor, be used by the one electric field in the area of the rheological fluid can be generated.

Günstig kann es auch sein, wenn das Gehäuse aus einem nichtmagnetisierbaren Material, vorzugsweise aus Kunststoff, besteht, da hierdurch eine Abschwächung des Magnetfeldes beim Durchtritt durch dieses Material weitgehend verhindert wird.Cheap can it also be when the case of a non-magnetizable material, preferably of plastic, exists, as a result, a weakening of the magnetic field Passage through this material is largely prevented.

Soll eine zusätzliche Erhöhung des möglichen übertragbaren Drehmomentes zwischen den Lagerringen erreicht werden, so können zusätzlich an den Lagerringen besondere jeweils zueinander beabstandete Reibflächen vorgesehen werden, wobei zwischen den so entstandenen Zwischenräumen sich ebenfalls rheologisch aktive Substanz befindet, die bei einer Umschaltung auf hohe Viskosität eine zusätzliche Kraftübertragung zwischen den Lagerringen ermöglicht. Werden diese Reibflächen außerdem mit Erhöhungen und Vertiefungen oder Durchbrüchen ausgeführt, so wird die Kraftübertragung zusätzlich verbessert.Should an additional increase of the possible transferable Torque between the bearing rings can be achieved, so in addition to the bearing rings provided in each case spaced apart friction surfaces become, whereby between the thus created spaces itself also rheologically active substance is located, which at a switching on high viscosity an additional power transmission between the bearing rings allows. Will these friction surfaces Furthermore with elevations and depressions or breakthroughs executed this is how the power transmission works additionally improved.

Wird eine erfindungsgemäße Lagerung beispielsweise bei einer Lenksäule verwendet, so kann alleine durch die Erhöhung der Viskosität das gesetzlich vorgeschriebene Mindestdrehmoment von über 100 Nm erreicht werden, mit dem eine Lenksäule im abgesperrten Zustand mindestens blockiert werden muss. Da hier keine mechanisch abnutzbaren Elemente, wie beispielsweise eine Reibkupplung, verwendet werden, ist es auch problemlos möglich, das vorgeschriebene Mindestdrehmoment nach mehreren Drehzyklen aufrechtzuerhalten. Im Sinne der Erfindung kann also die Verstellbarkeit der Kraftübertragung nicht nur dazu genutzt werden, im Fahrbetrieb eine unterschiedliche Dämpfung der Lenkung zu erzeugen, um beispielsweise bei höheren Geschwindigkeiten eine schwergängigere Lenkung zu simulieren und bei niedrigen Geschwindigkeiten oder Stillstand möglichst geringe Lenkkräfte einzustellen, sondern es kann auch eine separate Sperreinrichtung (Lenkradschloss) durch die spezielle erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lagers eingespart werden.Becomes a storage according to the invention For example, in a steering column used, so by law alone can increase the viscosity prescribed minimum torque of more than 100 Nm can be achieved with a steering column must be blocked at least in the locked state. Here no mechanically abradable elements, such as a friction clutch, can be used, it is also easily possible, the prescribed Maintain minimum torque after several turning cycles. in the For the purposes of the invention, therefore, the adjustability of the power transmission not only be used to drive a different damping the steering to produce, for example, at higher speeds difficult more common To simulate steering and at low speeds or standstill preferably low steering forces but it can also be a separate locking device (steering wheel lock) by the special inventive design of the bearing be saved.

Es ist darauf hinzuweisen, dass unter einer rheologisch aktiven Substanz ein Medium verstanden wird, welches durch das Anlegen eines magnetischen oder elektrischen Feldes seine Viskosität im Bereich mehrerer Millipascalsekunden [mPa s] verändern kann. Nicht darunter zu verstehen sind Substanzen, deren Viskosität sich im wesentlichen nur aufgrund von variablen Umgebungsbedingungen, wie Temperatur und Druck, ändert.It It should be noted that under a rheologically active substance a medium is understood which by the application of a magnetic or electric field its viscosity in the range of several millipascal seconds Change [mPa s] can. Not to be understood by it are substances whose viscosity is in the essential only due to variable environmental conditions, such as Temperature and pressure, changes.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of preferred embodiments with reference to the drawings.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellen dar:The Invention will be explained in more detail with reference to the drawings. They show:

1: Kugellager mit magnetisch einstellbarer Kraftübertragung im Längsschnitt; 1 : Ball bearing with magnetically adjustable power transmission in longitudinal section;

2: Zylinderrollenlager mit magnetisch einstellbarer Kraftübertragung im Längsschnitt; 2 : Cylindrical roller bearing with magnetically adjustable force transmission in longitudinal section;

3: Querschnitt durch Kugellager mit Elektromagnet; 3 : Cross section through ball bearing with electromagnet;

4: Lenksäule mit Lenksäulenverstelleinrichtung mit drei erfindungsgemäßen Lagerungen mit verstellbarer Kraftübertragung; 4 : Steering column with steering column adjustment device with three bearings according to the invention with adjustable power transmission;

5: Ausschnitt aus der Lenksäule aus der 4; 5 : Detail of the steering column from the 4 ;

6: Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kugellager mit zusätzlichen Reibflächen; 6 : Longitudinal section through an inventive ball bearing with additional friction surfaces;

7: Längsschnitt durch Lenksäulenverstelleinrichtung. 7 : Longitudinal section through steering column adjustment device.

Die 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagers, hier eines Kugellagers 1, welches zur Lagerung einer Welle 11 dient. Das Kugellager 1 besteht aus einem Außenring 2 und einem Innenring 3, die zwischen sich einen Lagerzwischenraum 6 bilden. Jeweils gegenüberliegend sind an dem Außenring 2 und dem Innenring 3 Laufflächen für die Wälzkörper, die hier als Kugel 4 ausgebildet sind, vorgesehen. Der Lagerzwischenraum 6 wird seitlich über Abdichtungen 5 abgedichtet, um ein Auslaufen der rheologisch aktiven Substanz zu verhindern, die sich im Lagerzwischenraum befindet. In unmittelbarer Nähe des Lageraußenringes 2 ist ein Elektromagnet 8 mit Wicklungen 10 und elektrischen Anschlüssen 9 befestigt. Sobald die Wicklung 10 mit Strom beschickt wird, entsteht im Lagerzwischenraum 6 ein Magnetfeld, welches auch über den Außenring 2 des Lagers übertragen wird und die rheologisch aktive Substanz, die sich im Lagerzwischenraum 6 befindet, wird in ihrer Viskosität beeinflusst.The 1 shows a preferred embodiment of a rolling bearing according to the invention, here a ball bearing 1 which is used to support a shaft 11 serves. The ball bearing 1 consists of an outer ring 2 and an inner ring 3 that between them a bearing gap 6 form. Opposite each other are on the outer ring 2 and the inner ring 3 Treads for the rolling elements, here as a ball 4 are formed, provided. The bearing gap 6 becomes laterally over seals 5 sealed to prevent leakage of the rheologically active substance, which is located in the bearing space. In the immediate vicinity of the bearing outer ring 2 is an electromagnet 8th with windings 10 and electrical connections 9 attached. Once the winding 10 is supplied with electricity, arises in the bearing space 6 a magnetic field, which also over the outer ring 2 of the bearing and the rheologically active substance, which is located in the bearing space 6 is influenced in their viscosity.

Die rheologisch aktive Substanz kann so ausgeführt sein, dass sie im niederviskosen Bereich als Schmiermittel für das Wälzlager 1 dient und im Fall der Aktivierung des Elektromagneten, aufgrund des dann im Lager auftretenden Magnetfeldes, durch die ihre höhere Viskosität die Reibung zwischen Lageraußenring 2 und Lagerinnenring 3 stark erhöht.The rheologically active substance may be designed so that they are in the low-viscosity range as a lubricant for the rolling bearing 1 serves and in the case of activation of the electromagnet, due to the magnetic field then occurring in the camp, by their higher viscosity, the friction between bearing outer ring 2 and bearing inner ring 3 greatly increased.

Eine ähnliche Wälzlagerung ist in der 2 dargestellt. Hierbei handelt es sich beispielhaft um ein Zylinderrollenlager, wobei jedoch grundsätzlich eine ähnliche Ausführung wie in 1 gezeigt ist. Im Gegensatz zu 1 ist jedoch nicht ein einzelner senkrecht zur Welle 11 stehender Elektromagnet, sondern ein Magnetkern verwendet worden, der ringförmig um den Außenring 2 der Wälzlagerung verläuft. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass das Magnetfeld wesentlich gleichmäßiger über den gesamten Lagerzwischenraum 6 verläuft und damit die dort befindliche rheologisch aktive Substanz wesentlich gleichmäßiger bezüglich ihrer Viskosität beeinflusst werden kann.A similar rolling bearing is in the 2 shown. This is an example of a cylindrical roller bearing, but in principle a similar design as in 1 is shown. In contrast to 1 however, it is not a single perpendicular to the shaft 11 standing electromagnet, but a magnetic core has been used which is annular around the outer ring 2 the rolling bearing runs. This arrangement has the advantage that the magnetic field is much more uniform over the entire bearing clearance 6 runs and thus the rheologically active substance located there can be influenced much more uniform in terms of their viscosity.

In der 3 ist ein Querschnitt durch das erfindungsgemäße Wälzlager aus 1 mit dem seitlich am Außenring 2 angeordneten Elektromagneten 8 dargestellt. Es ist darauf hinzuweisen, dass es auch im Rahmen der Erfindung liegt, wenn mehrere Magnete sternförmig um den Lageraußenring 2 angeordnet werden. Wesentlich ist lediglich, dass eine Änderung des magnetischen Feldes im Lagerzwischenraum, in dem sich die rheologisch aktive Substanz befindet, erreicht wird.In the 3 is a cross section through the rolling bearing of the invention 1 with the side of the outer ring 2 arranged electromagnet 8th shown. It should be noted that it is also within the scope of the invention if several magnets in a star shape around the bearing outer ring 2 to be ordered. It is only essential that a change in the magnetic field in the bearing space in which the rheologically active substance is achieved is achieved.

Die 4 zeigt eine Lenksäule mit Verstelleinrichtung, welche an drei Stellen A, B und C mit Wälzlagern ausgestattet ist, die die Lenkachse lagern und gleichzeitig über Magnete 8 bezüglich ihrer Kraftübertragung zwischen dem äußeren Gehäuse und der innenliegenden Lenkachse einstellbar sind.The 4 shows a steering column with adjustment, which is equipped at three points A, B and C with bearings that store the steering axis and at the same time via magnets 8th with respect to their power transmission between the outer housing and the inner steering axle are adjustable.

Erfindungsgemäß kann durch derartige Lagerungen entweder eine gesetzlich vorgeschriebene Verdrehsicherung mit > 100 Nm erreicht werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, durch eine kontinuierliche Veränderung des Magnetfeldes über die Elektromagneten 8 das Lenkgefühl zu variieren. Beispielsweise kann hier bei höheren Geschwindigkeiten eine stärke Reibung erzeugt werden, welche zu einer schwergängigen Lenkung führt, während bei geringen Geschwindigkeiten eine möglichst leichtgängige Lenkung durch ein Ausschalten des Elektromagneten 8 ermöglicht wird. Im Sinne der Erfindung kann auch eine kontinuierliche Veränderung der Lenkkräfte, je nach Geschwindigkeit, Fahrbahnzustand oder sonstigen Fahrzuständen, eingestellt werden.According to the invention can be achieved by such bearings either a legally prescribed anti-rotation with> 100 Nm. However, there is also the possibility of a continuous change of the magnetic field via the electromagnets 8th to vary the steering feel. For example, here at higher speeds a strong friction can be generated, which leads to a stiff steering, while at low speeds as smooth as possible steering by switching off the electromagnet 8th is possible. For the purposes of the invention, a continuous change in the steering forces, depending on the speed, road condition or other driving conditions, can be set.

Zur Verdeutlichung ist in der 5 die Position A der Lenksäule vergrößert dargestellt worden. Hierbei ist das Wälzlager mit dem Außenring 2 und dem Innenring 3 und den dazwischen angeordneten Wälzkörpern 4 zu erkennen, wobei einseitig am Außenring 2 des Lagers ein Elektromagnet 8 angebracht ist, der je nach Stärke des darin erzeugten Magnetfeldes eine Viskositätsänderung der rheologisch aktiven Substanz im Lagerzwischenraum 6 des Lagers herbeiführt.For clarification is in the 5 the position A of the steering column has been shown enlarged. Here is the rolling bearing with the outer ring 2 and the inner ring 3 and the rolling elements arranged therebetween 4 to recognize, with one side on the outer ring 2 of the bearing an electromagnet 8th is attached, depending on the strength of the magnetic field generated therein, a change in viscosity of the rheologically active substance in the bearing space 6 of the camp.

Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Wälzlagers ist in der 6 dargestellt. Diese zeigt grundsätzlich ein Kugellager, ähnlich der 1, mit außen angeordnetem Elektromagn0eten 8. Zusätzlich weisen jedoch der Lageraußenring 2 und der Lagerinnenring 3 in den Lagerinnenraum 6 hereinstehende Reibflächen 12 auf, die zusätzlich noch auf ihrer Oberfläche strukturiert ausgeführt sein können, oder in der Art von gegeneinander stehenden Sägezahnen oder ähnlichen Strukturen ausgeführt sein können. Durch diese zusätzlichen Reibflächen 12 besteht die Möglichkeit, die maximal erreichbare Kraftübertragung zwischen dem Lageraußenring 2 und dem Lagerinnenring 3 entsprechend den gewünschten Anforderungen anzupassen.Another variant of the inventive design of the rolling bearing is in the 6 shown. This basically shows a ball bearing, similar to the 1 , with externally arranged electromagnet 8th , In addition, however, have the bearing outer ring 2 and the bearing inner ring 3 in the warehouse interior 6 standing friction surfaces 12 on, which may additionally be structured on its surface, or in the manner of standing saw teeth or similar structures may be performed. Through these additional friction surfaces 12 there is the possibility of the maximum achievable power transmission between the bearing outer ring 2 and the bearing inner ring 3 according to the desired requirements.

Schließlich ist in der 7 nochmals eine Lenksäulenverstelleinrichtung im Längsschnitt dargestellt. Hier ist die erfindungsgemäße Kopplung der beiden Verstelleinheiten 13 für die Längsverstellung und 14 für die Neigungsverstellung der Lenksäule gezeigt, die beide durch eine gemeinsame Spindelwelle 11 angetrieben werden. Die Kopplung der beiden Verstelleinheiten mit der Spindelwelle 11 erfolgt über die beiden erfindungsgemäß ausgestalteten Lager 1, die mit ihrem Lageraußenring mit dem Gehäuse 15 der Verstelleinrichtung und dem Lagerinnenring mit der Spindelmutter 16 verbunden sind. Die Spindelmutter ist in bekannter Weise mit einem zum Spindelgewinde entsprechenden Gewinde versehen. Solange die Magnete 8 nicht aktiviert und damit die rheologisch aktive Substanz in den Lagern 1 niederviskos eingestellt sind, können die Innenringe der Lager 1 und damit auch die Spindelmuttern 16 frei drehen, so dass bei einer Drehung der Spindelwelle 11 keine Lateralverschiebung der Verstelleinheiten bewirkt wird. Sobald jedoch über einen der Magnete 8 die Viskosität der rheologisch aktiven Substanz im zugeordneten Lager 1 erhöht wird, erfolgt ein Kraftschluss zwischen Innenring 3 und Außenring 2, welches wiederum eine Verbindung zwischen Spindelmutter 16 und Gehäuse 15 bewirkt, so dass die Drehung der Spindel 11 zu einer Lateralverschiebung der jeweiligen Verstelleinheiten 13 oder 14 und damit zu einer gezielten Längsverstellung oder Neigungsverstellung der Lenksäule führt.Finally, in the 7 again a steering column adjustment shown in longitudinal section. Here is the coupling of the two adjusting units according to the invention 13 for the longitudinal adjustment and 14 shown for the tilt adjustment of the steering column, both by a common spindle shaft 11 are driven. The coupling of the two adjustment units with the spindle shaft 11 takes place via the two inventively designed bearings 1 , with its bearing outer ring with the housing 15 the adjusting and the bearing inner ring with the spindle nut 16 are connected. The spindle nut is provided in a known manner with a thread corresponding to the spindle thread. As long as the magnets 8th not activated and thus the rheologically active substance in the camps 1 are set low viscosity, the inner rings of the bearings 1 and thus also the spindle nuts 16 rotate freely so that upon rotation of the spindle shaft 11 no lateral displacement of the adjusting units is effected. However, once over one of the magnets 8th the viscosity of the rheologically active substance in the associated bearing 1 is increased, there is a frictional connection between the inner ring 3 and outer ring 2 , which in turn creates a connection between the spindle nut 16 and housing 15 causes, so the rotation of the spindle 11 to a lateral displacement of the respective adjustment units 13 or 14 and thus leads to a targeted longitudinal adjustment or tilt adjustment of the steering column.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung eine mechanische Umkehr der Funktionen der einzelnen mechanischen Elemente der Erfindung zu bewirken.It it is understood that the above features of the invention not only in the specified combination, but also in others Combinations or alone, without the frame to leave the invention. Likewise, it is within the scope of the invention mechanical reversal of the functions of the individual mechanical elements to effect the invention.

Insgesamt wird also durch diese Erfindung ein Wälzlager, insbesondere die Lagerung für eine Lenksäule, vorgestellt, welche durch das Einbringen von rheologisch aktiver Flüssigkeit in den Lagerzwischenraum geeignet ist, in einstellbarer Weise die Kraftübertragung über das Lager zu verändern, indem im Bereich des Lagerinnenraums mit der dort befindlichen rheologisch aktiven Substanz unterschiedlich starke Magnetfelder über Elektromagneten eingestellt werden. Alternativ zu den Magnetfeldern können auch elektrischer Felder verwendet werden.All in all Thus, by this invention, a rolling bearing, in particular the storage for a steering column, presented, which by the introduction of rheologically active liquid is suitable in the bearing space, in an adjustable manner, the power transmission over the Changing stock, in the area of the bearing interior with the rheological active substance different strong magnetic fields via electromagnets be set. Alternatively to the magnetic fields can also electric fields are used.

11
Wälzlagerroller bearing
22
Außenringouter ring
33
Innenringinner ring
44
Wälzkörper/Kugel/ZylinderRolling element / ball / cylinder
55
Abdichtungseal
66
LagerzwischenraumBearing clearance
77
Laufflächetread
88th
Elektromagnetelectromagnet
99
Elektrischer Anschlusselectrical connection
1010
Wicklungwinding
1111
Welle/SpindelShaft / spindle
1212
Reibflächefriction surface
1313
Verstelleinheit zur Längsverstellungadjustment for longitudinal adjustment
1414
Verstelleinheit zur Neigungsverstellungadjustment for tilt adjustment
1515
Gehäusecasing
1616
Spindelmutterspindle nut

Claims (14)

Wälzlager (1), vorzugsweise für eine Lenksäule, wobei das Lager (1) aus mindestens einem ersten Lagerring (2) und einem zweiten Lagerring (3), welche jeweils mindestens eine Lauffläche (7) aufweisen, wobei zwischen den Laufflächen (7) eine Vielzahl an Wälzkörpern angeordnet sind, und zwischen den Lagerringen (2, 3) ein Lagerzwischenraum (6) entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass im Lagerzwischenraum (6) eine rheologisch aktive Substanz eingelagert ist, und Mittel (8) zum Erzeugen eines magnetischen und/oder elektrischen Feldes im Bereich der rheologisch aktiven Substanz vorliegen, um die Viskosität der rheologischen Flüssigkeit und damit den Kraftschluss zwischen den Lagerringen je nach Feldzustand zu verändern.Roller bearing ( 1 ), preferably for a steering column, the bearing ( 1 ) from at least one first bearing ring ( 2 ) and a second bearing ring ( 3 ), each having at least one tread ( 7 ), wherein between the treads ( 7 ) a plurality of rolling elements are arranged, and between the bearing rings ( 2 . 3 ) a bearing gap ( 6 ) arises, characterized in that in the bearing space ( 6 ) a rheologically active substance is incorporated, and means ( 8th ) for generating a magnetic and / or electric field in the region of the rheologically active substance in order to change the viscosity of the rheological fluid and thus the adhesion between the bearing rings depending on the field condition. Wälzlager gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtungen (5) zur Abdichtung des Lagers angebracht sind.Rolling bearing according to the preceding claim 1, characterized in that seals ( 5 ) are mounted to seal the bearing. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Wälzkörper ein Lagerkäfig angeordnet ist.roller bearing according to one of the preceding claims 1 to 2, characterized in that in the region of the rolling elements bearing cage is arranged. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lagerzwischenraum (6) durch ein Gehäuse nach außen abgedichtet ist.Rolling bearing according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the at least one bearing gap ( 6 ) is sealed by a housing to the outside. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als Kugellager ausgebildet ist.roller bearing according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the bearing is designed as a ball bearing is. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als Rollenlager ausgebildet ist.roller bearing according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the bearing as a roller bearing is trained. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als Radiallager ausgebildet ist.roller bearing according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the bearing as a radial bearing is trained. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als Axiallager ausgebildet ist.roller bearing according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the bearing is designed as a thrust bearing is. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein schaltbarer Elektromagnet (8) zur variablen Erzeugung eines magnetischen Feldes vorgesehen ist.Rolling bearing according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that that a switchable electromagnet ( 8th ) is provided for the variable generation of a magnetic field. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei gegeneinander verdrehbare oder verschiebbare Permanentmagnete vorgesehen sind, die aufgrund ihrer Ausrichtung das Feld in der rheologischen Flüssigkeit verstärken oder abschwächen können.roller bearing according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that at least two against each other are provided rotatable or displaceable permanent magnets, due to their orientation the field in the rheological fluid strengthen or weaken can. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur variablen Erzeugung eines elektrischen Feldes ein Kondensator vorgesehen ist.roller bearing according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that for the variable generation of a electric field, a capacitor is provided. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus nichtmagnetisierbarem Material, vorzugsweise aus Kunststoff, besteht.roller bearing according to one of the preceding claims 1 to 11, characterized in that the housing of nonmagnetizable Material, preferably made of plastic. Wälzlager gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerringe zusätzliche, beabstandete Reibflächen (12) aufweisen, zwischen denen sich die rheologisch aktive Substanz befindet.Rolling bearing according to one of the preceding claims 1 to 12, characterized in that the bearing rings additional, spaced friction surfaces ( 12 ), between which the rheologically active substance is located. Wälzlager gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen (12) Ausbuchtungen und/oder Vertiefungen aufweisen.Rolling bearing according to the preceding claim 13, characterized in that the friction surfaces ( 12 ) Bulges and / or depressions.
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